科學(xué)精神在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的培養(yǎng)策略

黃鴻君 覃利華

【摘要】科學(xué)精神是時(shí)代發(fā)展的要求，它的培養(yǎng)需要經(jīng)歷一個(gè)漫長(zhǎng)的滲透過(guò)程.文章首先提出了崇左市部分地區(qū)小學(xué)在數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神環(huán)節(jié)存在的問(wèn)題，然后進(jìn)行了存在問(wèn)題的成因分析，最后從提高“教師對(duì)科學(xué)精神的認(rèn)識(shí)”和“立足課堂教學(xué)，培養(yǎng)科學(xué)精神”兩個(gè)角度提出了在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神的幾點(diǎn)策略.

【關(guān)鍵詞】科學(xué)精神；小學(xué)數(shù)學(xué)；培養(yǎng)策略

【基金項(xiàng)目】廣西民族師范學(xué)院2020年小學(xué)教育特色專業(yè)建設(shè)教改項(xiàng)目：民族地區(qū)小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中學(xué)生科學(xué)精神培養(yǎng)策略研究（編號(hào)：2020XJTS05）；廣西民族師范學(xué)院2021年校級(jí)一流課程項(xiàng)目：小學(xué)數(shù)學(xué)課程與教學(xué)論（編號(hào)：YLHHKC202104）；廣西民族師范學(xué)院2021年校級(jí)教改項(xiàng)目：互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下信息技術(shù)在民族高中數(shù)學(xué)教學(xué)的思考與實(shí)踐（編號(hào)：msyjjzx2021B02）.

一、問(wèn)題的提出

《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》指出：“數(shù)學(xué)是研究數(shù)量關(guān)系和空間形式的科學(xué).”“數(shù)學(xué)在形成人的理性思維、科學(xué)精神和促進(jìn)個(gè)人智力發(fā)展中發(fā)揮著不可替代的作用.”因此，在小學(xué)階段，數(shù)學(xué)教學(xué)承載著培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神的育人使命.然而，在帶隊(duì)實(shí)習(xí)、見(jiàn)習(xí)過(guò)程中，筆者深入崇左市部分地區(qū)6所小學(xué)數(shù)學(xué)課堂觀察學(xué)習(xí)，通過(guò)隨堂聽(tīng)課、與一線教師及小學(xué)生交流發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前周邊地區(qū)的小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)依然存在以下問(wèn)題.第一，學(xué)生不愛(ài)發(fā)問(wèn).學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)缺乏思考，不問(wèn)知識(shí)的來(lái)龍去脈，只會(huì)做“聽(tīng)話”的好學(xué)生；機(jī)械做題，不求對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)本質(zhì)的理解，只依靠量的堆砌進(jìn)行技能的強(qiáng)化訓(xùn)練.第二，學(xué)生易想當(dāng)然.如問(wèn)題：“一張邊長(zhǎng)為10厘米的正方形紙片，將其四個(gè)角各減去一個(gè)邊長(zhǎng)為2厘米的小正方形后得到新圖形，比較原正方形的周長(zhǎng)與新圖形的周長(zhǎng)，誰(shuí)更長(zhǎng)？”部分學(xué)生想當(dāng)然地回答新圖形的周長(zhǎng)更長(zhǎng)，理由是邊變多了.第三，學(xué)生“迷信”權(quán)威.學(xué)生堅(jiān)信教師、課本的觀點(diǎn)就是準(zhǔn)確無(wú)疑的.如當(dāng)教師由于口誤不自知地說(shuō)出錯(cuò)誤結(jié)論而與自己原認(rèn)知不一致時(shí)，學(xué)生便立馬否定自我的原認(rèn)知.第四，學(xué)生存在思維定式，創(chuàng)造性薄弱.具體表現(xiàn)為知識(shí)的遷移應(yīng)用能力不強(qiáng)，會(huì)解一道題，但不會(huì)解一類題.

以上問(wèn)題表面看是小學(xué)生學(xué)習(xí)方法不當(dāng)導(dǎo)致的，但如果進(jìn)一步深層次地反思就可以發(fā)現(xiàn)，這些問(wèn)題反映出學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)科科學(xué)精神的缺失.這些問(wèn)題的存在不僅是提升小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量的障礙，也是培養(yǎng)小學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的障礙.

二、問(wèn)題的成因分析

關(guān)于上述問(wèn)題存在的原因，筆者通過(guò)與教師的訪談總結(jié)得出以下結(jié)論.

第一，在科學(xué)精神的認(rèn)知層面上，教師對(duì)科學(xué)精神的認(rèn)識(shí)不夠透徹.主要體現(xiàn)在：（1）關(guān)于“科學(xué)精神的內(nèi)涵是什么”，大家的普遍回答是“實(shí)事求是”；（2）在“科學(xué)精神的教育意義有哪些”這一問(wèn)題上，大家都知道它很重要，但真要“說(shuō)個(gè)一二三”的話卻又說(shuō)不上來(lái)；（3）關(guān)于“小學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)科中的科學(xué)精神主要包括什么”，大家回答最多的是數(shù)學(xué)與科學(xué)研究一樣都需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)木?受訪教師對(duì)這三個(gè)問(wèn)題的回答都不全面，這也側(cè)面反映出部分小學(xué)一線教師對(duì)科學(xué)精神的認(rèn)識(shí)不足.

第二，在科學(xué)精神培養(yǎng)的實(shí)踐層面上，教師過(guò)多注重知識(shí)與技能目標(biāo)，忽視過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo).具體體現(xiàn)在：教師在授課中主要進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的強(qiáng)化記憶及訓(xùn)練，忽視知識(shí)發(fā)生的過(guò)程引導(dǎo)與情感滲透.例如，在《位置與方向（一）》———“認(rèn)識(shí)東南西北”課例中，教師在講授如何辨別東南西北后，就進(jìn)行習(xí)題訓(xùn)練，其間并未讓學(xué)生感知學(xué)習(xí)上下左右之后再學(xué)習(xí)東南西北的必要性（方向上下左右隨著人所面向的位置改變而改變，但方向東南西北卻是固定不變的）.換言之，教師在數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中忽視了科學(xué)精神的培養(yǎng).

三、在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神的策略

（一）提高教師對(duì)科學(xué)精神的認(rèn)識(shí)

思想上深入理解認(rèn)識(shí)才能更好地開(kāi)展實(shí)踐工作，所以提高教師對(duì)科學(xué)精神的認(rèn)識(shí)是踐行學(xué)生科學(xué)精神培養(yǎng)的必要準(zhǔn)備.

1.科學(xué)精神的內(nèi)涵

科學(xué)精神的內(nèi)涵是什么？梁?jiǎn)⒊壬J(rèn)為：可以教人求得有系統(tǒng)之真智識(shí)的方法，叫作科學(xué)精神.還有很多學(xué)者對(duì)新時(shí)代科學(xué)精神的內(nèi)涵進(jìn)行了研究探討.從各方說(shuō)法可知科學(xué)精神的內(nèi)涵非常豐富，至今未有統(tǒng)一說(shuō)法.在筆者看來(lái)，科學(xué)精神是實(shí)證、探索、質(zhì)疑和創(chuàng)新等精神的總和.實(shí)證是通過(guò)推理、實(shí)踐或?qū)嶒?yàn)去論證理論的準(zhǔn)確性；探索是發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后，鍥而不舍地探尋解決路徑；質(zhì)疑是不迷信權(quán)威，不盲從，合理懷疑，擺脫直觀，相信實(shí)證和邏輯；創(chuàng)新是拋開(kāi)舊的，創(chuàng)造新的.基于科學(xué)精神的內(nèi)涵理解可見(jiàn)科學(xué)精神并非科學(xué)家獨(dú)有的，在普及教育的當(dāng)代，它也體現(xiàn)在很多普通人的日常生活、工作、學(xué)習(xí)中，且隨著時(shí)代的發(fā)展，它的重要性越趨顯現(xiàn).

2.科學(xué)精神的教育意義

科學(xué)精神的培養(yǎng)是一個(gè)長(zhǎng)期過(guò)程，小學(xué)生是國(guó)家的未來(lái)與希望，他們的世界觀、價(jià)值觀還未形成.關(guān)于科學(xué)精神的培養(yǎng)，他們的可塑性更強(qiáng)、更適宜.從小學(xué)階段開(kāi)始有意識(shí)地培養(yǎng)其科學(xué)精神，有利于培養(yǎng)小學(xué)生科學(xué)的學(xué)習(xí)習(xí)慣，提高小學(xué)生分辨是與非的能力，激發(fā)學(xué)生探索未知的興趣.

3.數(shù)學(xué)學(xué)科中的科學(xué)精神

將數(shù)學(xué)學(xué)科特點(diǎn)與科學(xué)精神的內(nèi)涵相結(jié)合可知，數(shù)學(xué)的科學(xué)精神主要有系統(tǒng)化精神、嚴(yán)密化精神、應(yīng)用化精神.系統(tǒng)化是知識(shí)、方法的系統(tǒng)化，嚴(yán)密化是邏輯推理思維的嚴(yán)密化，應(yīng)用化是學(xué)科知識(shí)的應(yīng)用化.立足數(shù)學(xué)學(xué)科培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神就是培養(yǎng)他們系統(tǒng)的抽象思維、嚴(yán)密的邏輯思維、廣泛的應(yīng)用思維.然而這些思維能力并不會(huì)自發(fā)地遷移為學(xué)生的個(gè)人素養(yǎng)，學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的獲得途徑是滲透.

（二）立足課堂教學(xué)，培養(yǎng)科學(xué)精神

教師在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神時(shí)，應(yīng)在課前深入挖掘教材中所蘊(yùn)含的科學(xué)元素，如數(shù)學(xué)概念概括的抽象性思維、數(shù)學(xué)性質(zhì)驗(yàn)證中嚴(yán)密的邏輯推理等；課中設(shè)計(jì)以問(wèn)題、任務(wù)為主線，將教學(xué)內(nèi)容融于問(wèn)題、任務(wù)，讓學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題中體驗(yàn)科學(xué)探索的精神.同時(shí)，教師要全程式滲透，將數(shù)學(xué)知識(shí)的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程還原為學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程，讓學(xué)生感悟數(shù)學(xué)家的科學(xué)精神.

接下來(lái)，筆者將結(jié)合小學(xué)數(shù)學(xué)“三角形邊的關(guān)系”一課，節(jié)選其中幾個(gè)教學(xué)片段，探析小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神的策略.

1.重視發(fā)問(wèn)意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神

問(wèn)題是科學(xué)探索的出發(fā)點(diǎn)，也是數(shù)學(xué)的“心臟”.在教學(xué)過(guò)程中，教師要滲透問(wèn)題意識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生從數(shù)學(xué)的角度出發(fā)，發(fā)現(xiàn)和提出與數(shù)學(xué)相關(guān)的問(wèn)題，養(yǎng)成深思善問(wèn)的好習(xí)慣.小學(xué)生的問(wèn)題從何而來(lái)？從生活中來(lái).因此，教師可以設(shè)計(jì)貼近學(xué)生生活或已有經(jīng)驗(yàn)的教學(xué)情境進(jìn)行導(dǎo)入，放飛學(xué)生思維，開(kāi)啟學(xué)生的探索之旅.

片段一：

問(wèn)題一：請(qǐng)從圖中找出小明從家到學(xué)校的路有幾條，以及哪條路最近.（出示圖1）

問(wèn)題二：如果將圖中三段直的線段看作圖形的邊，則以小明家、郵局、學(xué)校為頂點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)三角形，請(qǐng)你大膽猜一猜，能得到什么結(jié)論？

首先，教師從貼近學(xué)生生活的問(wèn)題入手，創(chuàng)設(shè)上學(xué)路線問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察、思考.然后，教師從具體情境中抽象出數(shù)學(xué)模型（三角形模型），探索、發(fā)現(xiàn)、猜想：三角形兩邊之和大于第三邊.這一片段的教學(xué)組織中，學(xué)生經(jīng)歷了“發(fā)現(xiàn)生活問(wèn)題—抽象出數(shù)學(xué)問(wèn)題—探索問(wèn)題本質(zhì)”的過(guò)程.對(duì)于有著“十萬(wàn)個(gè)為什么”心理的小學(xué)生，教師利用其好奇心，引導(dǎo)他們向生活發(fā)問(wèn)，培養(yǎng)發(fā)問(wèn)意識(shí)，潛移默化地讓他們擁有對(duì)未知積極探索的欲望，同時(shí)向?qū)W生滲透：“科學(xué)并不僅僅存在于各研究院，只要我們擁有一雙善于觀察的眼睛和一個(gè)勤于思考的大腦，生活中也處處有科學(xué).”

2.強(qiáng)化實(shí)踐積累，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)證精神

實(shí)踐是檢驗(yàn)科學(xué)理論的唯一標(biāo)尺，有了猜想，就需要找出證據(jù)檢驗(yàn)猜想.而掌握科學(xué)方法才能開(kāi)展科學(xué)驗(yàn)證.對(duì)小學(xué)生來(lái)說(shuō)，他們還未掌握系統(tǒng)的科學(xué)驗(yàn)證方法.在教學(xué)過(guò)程中，教師可以活動(dòng)、任務(wù)要求的形式滲透科學(xué)活動(dòng)方法，通過(guò)任務(wù)活動(dòng)，讓學(xué)生積累活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)，領(lǐng)悟科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性.

片段二：

任務(wù)一：量一量你們手中每個(gè)三角形三條邊的長(zhǎng)度，然后將其中任意的兩條邊的長(zhǎng)度相加，與第三邊長(zhǎng)度比較，你有什么發(fā)現(xiàn)？

任務(wù)二：做一做，小組合作，用準(zhǔn)備好的每組小棒圍三角形，邊實(shí)驗(yàn)邊記錄，你又發(fā)現(xiàn)了什么？完成下表.

本片段中有兩個(gè)不同的任務(wù)，體現(xiàn)了科學(xué)實(shí)驗(yàn)的“一驗(yàn)再驗(yàn)”精神.這樣的教學(xué)組織，不僅能讓學(xué)生通過(guò)“做”積累實(shí)踐方法、經(jīng)驗(yàn)，而且能在學(xué)生親歷探索驗(yàn)證猜想的過(guò)程中滲透“科學(xué)來(lái)不得半點(diǎn)虛假，需要采用多角度、多方法進(jìn)行實(shí)證”的道理，引導(dǎo)學(xué)生用真實(shí)的體驗(yàn)去感知、探求真理.

3.以激勵(lì)評(píng)價(jià)回應(yīng)質(zhì)疑，培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神

科學(xué)的發(fā)展需要懷疑已有知識(shí)的正確性，揭示其中隱藏的內(nèi)在矛盾，這一過(guò)程也是在現(xiàn)有知識(shí)基礎(chǔ)上的“標(biāo)新立異”.在教學(xué)活動(dòng)中，學(xué)生的實(shí)踐結(jié)果不全是預(yù)設(shè)中的統(tǒng)一結(jié)果，小學(xué)生的“真”讓他們大膽質(zhì)疑，而此類質(zhì)疑容易引出所謂的“內(nèi)在矛盾”，從而厘清“矛盾”發(fā)現(xiàn)科學(xué)本質(zhì).故教師應(yīng)呵護(hù)學(xué)生的“質(zhì)疑心”，鼓勵(lì)學(xué)生合理質(zhì)疑.

片段三：

任務(wù)二的第二、三組小棒實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)有學(xué)生得出“能圍成三角形”的結(jié)論時(shí)，教師應(yīng)適當(dāng)給予鼓勵(lì)，鼓勵(lì)他們展示出證據(jù).發(fā)現(xiàn)他們的做法如圖2，3所示.

教師請(qǐng)圖2小組自述三角形的定義，比照定義，發(fā)現(xiàn)拼出來(lái)的圖形不能稱作三角形，再次讓學(xué)生鞏固了三角形定義.而圖3小組中，學(xué)生確實(shí)是被表象蒙騙了，小棒是立體的，線段是平面的，用起來(lái)是有區(qū)別的.教師借助幾何畫(huà)板用平面線段展示動(dòng)態(tài)圖：做出9cm的線段AB，分別以A，B為圓心，4cm，5cm為半徑畫(huà)圓，發(fā)現(xiàn)兩圓僅有一個(gè)交點(diǎn)且在線段AB上（如圖4所示）.結(jié)果表明它們圍不成三角形.

教師首先贊揚(yáng)學(xué)生能勇敢說(shuō)出不一樣的聲音，再引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)并驗(yàn)證自己的結(jié)果是否正確.這樣一來(lái)，學(xué)生大膽質(zhì)疑的品質(zhì)得到了培養(yǎng)與鼓勵(lì).要知道，許多重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)都源于質(zhì)疑，因此，即使是錯(cuò)誤的想法，教師也不應(yīng)直接進(jìn)行否定，不然有可能扼殺學(xué)生的創(chuàng)造性思維.質(zhì)疑是科學(xué)精神不可或缺的一部分.小學(xué)生正是天真爛漫的時(shí)候，用激勵(lì)代替否定，鼓勵(lì)學(xué)生理性分析、合理懷疑、不盲從、不迷信權(quán)威，勇于表達(dá)自己的見(jiàn)解，更有助于培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神.

4.引導(dǎo)角色代入，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新應(yīng)用精神

創(chuàng)新是科學(xué)精神的靈魂，角色代入型的換位思考是激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的一種有效方式.“橫看成嶺側(cè)成峰”，不同的切入角度有不一樣的風(fēng)景，教學(xué)活動(dòng)中，教師要打破常規(guī)，注重引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維.

片段四：

問(wèn)題一：觀察圖片（圖5），說(shuō)說(shuō)你看到了什么現(xiàn)象.

問(wèn)題二：為什么生活中人們都喜歡抄近道，你能用數(shù)學(xué)知識(shí)解釋嗎？

問(wèn)題三：路是人們根據(jù)生活需要修出來(lái)的，如果你是設(shè)計(jì)者，你會(huì)怎么做？

通過(guò)三個(gè)問(wèn)題，回歸生活，使學(xué)生意識(shí)到知識(shí)要服務(wù)生活.問(wèn)題三中，教師沒(méi)有因循守舊地強(qiáng)調(diào)“勿踐踏草坪”，而是讓學(xué)生以設(shè)計(jì)者的身份思考，拋開(kāi)傳統(tǒng)固有思考模式，發(fā)散學(xué)生思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新應(yīng)用精神.

以上幾個(gè)教學(xué)片段設(shè)置，主要以創(chuàng)新教學(xué)模式為依據(jù)：向生活發(fā)問(wèn)激發(fā)學(xué)生探索求真的興趣，初次驗(yàn)證，再次驗(yàn)證，然后獲得結(jié)論“三角形任意兩邊之和大于第三邊”，最后將知識(shí)回歸生活.這一過(guò)程事實(shí)上就是教師向?qū)W生滲透科學(xué)精神的過(guò)程.

結(jié) 語(yǔ)

綜上，文章結(jié)合實(shí)例探析科學(xué)精神在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的培養(yǎng)策略：注重發(fā)問(wèn)意識(shí)、強(qiáng)化實(shí)踐積累、以激勵(lì)評(píng)價(jià)回應(yīng)質(zhì)疑、引導(dǎo)角色代入.科學(xué)精神的豐富內(nèi)涵造就了其培養(yǎng)策略的多樣性，其滲透過(guò)程可以由教師主導(dǎo)、學(xué)生觀察，也可由學(xué)生主導(dǎo)、教師從旁指點(diǎn).在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中，教師需要深入挖掘教材、領(lǐng)悟教材背后蘊(yùn)含的科學(xué)精神，采用多樣的教學(xué)組織形式，重視知識(shí)發(fā)生的過(guò)程，才能更好地對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)精神的滲透培養(yǎng).

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