如何在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)

引言

提高公民科學(xué)素養(yǎng)是國家的戰(zhàn)略，也是社會(huì)發(fā)展的必然要求，如何在高中階段培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，特別是在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、科學(xué)素養(yǎng)的基本內(nèi)容

科學(xué)素養(yǎng)是人們在掌握科學(xué)概念基礎(chǔ)上，以科學(xué)的態(tài)度運(yùn)用科學(xué)的方法對現(xiàn)實(shí)中的個(gè)人、科學(xué)、社會(huì)和有關(guān)問題做出明智的抉擇，包括科學(xué)知識(shí)、科學(xué)意識(shí)、科學(xué)精神。 [1]

二、高中數(shù)學(xué)教學(xué)與培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的關(guān)系

培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)要求貫徹到高中數(shù)學(xué)教學(xué)的整個(gè)過程中，學(xué)生通過高中數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)，本身也是提高科學(xué)素養(yǎng)的過程，而科學(xué)素養(yǎng)的提高，又會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)高中數(shù)學(xué)教學(xué)的效果，提升學(xué)生的邏輯思維能力，使學(xué)生掌握科學(xué)的思考方法和正確的解題方式，培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)韌的學(xué)習(xí)精神、耐心細(xì)致的學(xué)習(xí)態(tài)度。基本上，高中數(shù)學(xué)教學(xué)與培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)之間是相互融合、相互促進(jìn)提升的關(guān)系，在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，能極大地促進(jìn)高中數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量的提升。

三、高中數(shù)學(xué)教學(xué)中學(xué)生容易在科學(xué)素養(yǎng)方面表現(xiàn)出哪些不足

1.學(xué)生容易在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中表現(xiàn)出科學(xué)素養(yǎng)不足的第一方面是學(xué)習(xí)能力不足。[2]

不少高中學(xué)生學(xué)習(xí)能力的不足，主要表現(xiàn)在缺乏科學(xué)的學(xué)習(xí)與思考能力上，中數(shù)學(xué)要求具有較強(qiáng)的抽象思維能力、邏輯推理能力，此外還要學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)建模、直觀想象、數(shù)據(jù)分析等數(shù)學(xué)能力解決問題，對數(shù)學(xué)的運(yùn)算要求也更高。同時(shí)，高中的數(shù)學(xué)更要求從數(shù)量與數(shù)量的關(guān)系、圖形與圖形的關(guān)系中抽象出數(shù)學(xué)概念與概念之間的關(guān)系，從事物的具體背景中抽象出一般規(guī)律，并用數(shù)學(xué)符號和數(shù)學(xué)術(shù)語表達(dá)出來。在高中很多同學(xué)不具備這樣能力，因而在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出學(xué)習(xí)能力不足、學(xué)習(xí)困難，究其深層次的原因是科學(xué)素養(yǎng)的不足，使得學(xué)生在高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出學(xué)習(xí)能力十分脆弱。

2.學(xué)生在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中容易表現(xiàn)出科學(xué)素養(yǎng)方面的第二個(gè)不足是基礎(chǔ)知識(shí)掌握不扎實(shí)，也就是科學(xué)素養(yǎng)中的基礎(chǔ)科學(xué)知識(shí)掌握不足。

很多同學(xué)在升入高中以后，一部分因?yàn)槌踔须A段基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)本就脆弱，在初高中銜接階段沒有很好地把握基礎(chǔ)知識(shí)，一部分是在進(jìn)入高中階段以后，不重視基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，因而在整個(gè)高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出基礎(chǔ)知識(shí)掌握的不足，更深層面的表現(xiàn)是科學(xué)素養(yǎng)的不足。科學(xué)的知識(shí)是科學(xué)素養(yǎng)的一部分，許多同學(xué)對高中數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的定義、概念、原理、公式這些基本的知識(shí)重視不夠，數(shù)學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)打的不牢，因而在解決高中數(shù)學(xué)問題中經(jīng)常因?yàn)榛A(chǔ)知識(shí)的不足而困難重重。直觀表象看，是學(xué)生對基礎(chǔ)知識(shí)掌握不牢，更深層次的原因是學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)不夠，無法對科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行準(zhǔn)確全面地理解、把握和運(yùn)用。

3.學(xué)生在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中容易在科學(xué)素養(yǎng)方面表現(xiàn)出的第三個(gè)不足是學(xué)習(xí)方法的不科學(xué)。

很多高中同學(xué)在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方法上并沒有表現(xiàn)出足夠的調(diào)適能力，他們?nèi)匀挥贸踔械膶W(xué)習(xí)方法，重復(fù)的記憶和練習(xí)，而高中的數(shù)學(xué)則要求從數(shù)學(xué)的視角去發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題、解決問題，這對高中數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)方法提出了更高要求。高中需要結(jié)合自學(xué)與老師教學(xué)，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，在具體的學(xué)習(xí)方法上，許多同學(xué)不知道主動(dòng)地課前預(yù)習(xí)、課堂認(rèn)真聽講、課后復(fù)習(xí)、階段總結(jié)。學(xué)生表現(xiàn)出學(xué)習(xí)方法不科學(xué)，實(shí)際上是學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的不足，進(jìn)而反映在高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)上就是學(xué)習(xí)方法的不科學(xué)。

4.學(xué)生在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中容易表現(xiàn)出科學(xué)素養(yǎng)方面不足的第四個(gè)方面是學(xué)習(xí)毅力不足，缺乏科學(xué)的學(xué)習(xí)精神。

很多學(xué)生進(jìn)入高中以后，面對高中數(shù)學(xué)的抽象思維和邏輯思維等難度較復(fù)雜的思維方式，加上學(xué)習(xí)方法和知識(shí)基礎(chǔ)的不同，在高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中容易表現(xiàn)出畏難情緒。有的學(xué)生雖在剛進(jìn)入高中階段對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)熱情較高，可是經(jīng)過一段遇到較難的數(shù)學(xué)問題后，又極易表現(xiàn)出對高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的懈怠，很難保持對高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的激情和熱情，這種主觀意識(shí)上的不足，嚴(yán)重影響著高中學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，使他們的學(xué)習(xí)不再具有自主性，不去積極的思考、探索，而只是疲于應(yīng)付，也使得他們的數(shù)學(xué)成績愈發(fā)不理想，在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)中經(jīng)常出現(xiàn)畏難、不想學(xué)、成績下降得快的現(xiàn)象。高中學(xué)生也正處在人生的重要發(fā)育階段，處在思想成熟的過程中，很容易遇到困難就退縮、就懷疑自己，缺乏迎難而上的科學(xué)精神，也許有時(shí)他們表現(xiàn)出來的只是畏難情緒，可從根本上反映出的是在科學(xué)素養(yǎng)上缺乏科學(xué)的精神和態(tài)度。[3]

四、如何在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)

1.在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)科的理解，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到數(shù)學(xué)是基礎(chǔ)學(xué)科的重要性，打牢數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。

學(xué)生在升入高中以后，許多同學(xué)在一開始并沒有足夠重視數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)，因而一開始就在學(xué)習(xí)態(tài)度上有所松懈。數(shù)學(xué)的邏輯推理能力、數(shù)學(xué)模型構(gòu)建能力、直觀想象能力、數(shù)學(xué)運(yùn)算能力、數(shù)據(jù)分析能力，對綜合提高一個(gè)學(xué)生自身的科學(xué)素養(yǎng)都有著直接的影響。數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)好，對物理、化學(xué)等學(xué)科的運(yùn)算能力、理解能力等都有促進(jìn)作用，因而在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中要加強(qiáng)學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)科的理解。只要通過教授學(xué)生正確的學(xué)習(xí)方法，擺正他們對數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)心態(tài)，重視數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，就會(huì)在心理上增加學(xué)習(xí)的自信。在具體教學(xué)中，要增強(qiáng)學(xué)生對每一個(gè)章節(jié)內(nèi)容的理解，在開始講具體內(nèi)容之前，要讓他們對整個(gè)章節(jié)有所了解，對要講的數(shù)學(xué)內(nèi)容在整體上有一個(gè)正確的認(rèn)識(shí)，有一個(gè)宏觀的理解，進(jìn)而增強(qiáng)學(xué)生對基礎(chǔ)知識(shí)的理解、把握、運(yùn)用的能力。比如講函數(shù)，函數(shù)的由來、函數(shù)的現(xiàn)實(shí)意義、函數(shù)的特點(diǎn)、函數(shù)的應(yīng)用、函數(shù)的對應(yīng)關(guān)系等等，在講具體內(nèi)容之前如果能把這些概括一下，讓學(xué)生有個(gè)宏觀的理解和把握，那么在具體學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)生對函數(shù)的抽象性就沒有那么難以理解，學(xué)習(xí)起來也就更有信心和把握，這樣通過對數(shù)學(xué)學(xué)科的理解，增強(qiáng)對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的信心，以科學(xué)的態(tài)度對待數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)，打牢數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，進(jìn)而通過數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)，極大地促進(jìn)自身科學(xué)素養(yǎng)的提升。

2.在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中加強(qiáng)對學(xué)生學(xué)習(xí)方法的引導(dǎo)，提高學(xué)生科學(xué)的學(xué)習(xí)能力，進(jìn)而提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

學(xué)生進(jìn)入高中階段后，學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)知識(shí)內(nèi)容更加豐富，難度也更大，思維要求更復(fù)雜，這就要求學(xué)生針對不同的內(nèi)容采用不同的學(xué)習(xí)方法，然而許多學(xué)生并沒有掌握正確的學(xué)習(xí)方法，無法適應(yīng)高中階段的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)，而只有掌握高中數(shù)學(xué)科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，才會(huì)有事半功倍的效果?？茖W(xué)的學(xué)習(xí)方法，包括科學(xué)的思維習(xí)慣、科學(xué)的安排時(shí)間、科學(xué)的學(xué)習(xí)對策等，因而在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中，要加強(qiáng)學(xué)生這些方面能力的培養(yǎng)。在具體的數(shù)學(xué)教學(xué)過程中，要有針對地增強(qiáng)學(xué)生抽象思維的鍛煉、邏輯推理鍛煉、數(shù)學(xué)建模的鍛煉、直觀想象的鍛煉、數(shù)學(xué)運(yùn)算和數(shù)學(xué)分析的鍛煉，增強(qiáng)學(xué)生從一般到具體、從具體到一般抽象和概括能力的鍛煉，具體的做法如通過一些數(shù)學(xué)題鍛煉學(xué)生邏輯推理能力，鍛煉理解數(shù)學(xué)知識(shí)之間聯(lián)系的能力，形成有論據(jù)、有條理、合乎邏輯的思維品質(zhì)，從而增強(qiáng)學(xué)生解決數(shù)學(xué)實(shí)際問題的能力，也可通過幾何題鍛煉學(xué)生利用圖形觀察、描述、分析、構(gòu)建等能力，增強(qiáng)幾何觀察、想象、推理能力。通過以上具體鍛煉，增強(qiáng)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方法的培養(yǎng)，在潛移默化中提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

例如（2015年課標(biāo)全國卷I）四邊形為菱形，，、是平面同一側(cè)的兩點(diǎn)，，，，，

（1）證明：；

（2）求直線與直線所成角的余弦值。

通過這道題的解答，考察學(xué)生一些基本的概念如線面垂直、面面垂直，鍛煉學(xué)生直觀觀察、空間構(gòu)建、做輔助線的能力，也可以通過此題鍛煉學(xué)生利用構(gòu)建直角坐標(biāo)系解題的能力?；旧?，通過解答類似題型的形式，鍛煉學(xué)生多方面的解決高中數(shù)學(xué)問題的能力、方法、手段，培養(yǎng)學(xué)生觀察、思考、推理證明能力，使得學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)得到不斷提升。

3.在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度，進(jìn)而提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

高中數(shù)學(xué)教學(xué)中，加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度，引導(dǎo)學(xué)生正確的對待高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)，能夠極大地促進(jìn)學(xué)生對高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的信心，促進(jìn)高中階段數(shù)學(xué)整體教學(xué)的提升，主動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神、態(tài)度，進(jìn)而在主觀上提升學(xué)生學(xué)習(xí)高中數(shù)學(xué)的積極性。要培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的科學(xué)態(tài)度，首先要引導(dǎo)學(xué)生正確地認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)，對高中數(shù)學(xué)知識(shí)、學(xué)習(xí)方法、思維方式等有個(gè)正確的引導(dǎo)，要在宏觀上介紹高中階段的整體數(shù)學(xué)知識(shí)、高中數(shù)學(xué)的特點(diǎn)、高中數(shù)學(xué)的難點(diǎn)以及高中數(shù)學(xué)的現(xiàn)實(shí)意義，激發(fā)同學(xué)們學(xué)習(xí)高中數(shù)學(xué)的激情和熱情，使他們正確認(rèn)識(shí)高中數(shù)學(xué)的難度、學(xué)習(xí)方法、思維方式，進(jìn)而在心理上對高中數(shù)學(xué)有一個(gè)正確的準(zhǔn)備，正確看待自己在高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中所面臨的各種問題、困難和進(jìn)步，保持學(xué)習(xí)的定力，形成對高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的基本態(tài)度，不輕易自我否定，不輕易放棄，保持積極向上，保持耐心細(xì)致，養(yǎng)成善于思考的心理態(tài)度，這不僅要求學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不斷的自我肯定，培養(yǎng)自己的科學(xué)學(xué)習(xí)態(tài)度，更要求老師在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中不斷地積極培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)態(tài)度，不斷的給予鼓勵(lì)，在教學(xué)中不斷的通過教學(xué)來強(qiáng)化這方面的意識(shí)，并針對不同階段的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容，不斷地調(diào)適學(xué)生的學(xué)習(xí)心理，進(jìn)而在心理上和教學(xué)上與學(xué)生形成良好互動(dòng)，共同促進(jìn)提升學(xué)生科學(xué)的學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)能力。此外，還要注意培養(yǎng)學(xué)生在學(xué)習(xí)上不畏艱險(xiǎn)，敢于客觀面對困難，在具體的教學(xué)中，可以針對個(gè)別題目，適當(dāng)增加數(shù)學(xué)教學(xué)的難度、深度和廣度，讓學(xué)生在具體的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中鍛煉形成科學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度。

4.在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中加強(qiáng)學(xué)生科學(xué)探索精神的培養(yǎng)，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

在科學(xué)素養(yǎng)中，科學(xué)的探索精神對學(xué)生的學(xué)習(xí)，特別是高中階段數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)具有十分重要的促進(jìn)作用。在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探索精神，特別是培養(yǎng)學(xué)生對數(shù)學(xué)的主動(dòng)探索精神，對學(xué)生高中階段數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)來說，是不可或缺的部分。學(xué)生有了主動(dòng)的探索精神、科學(xué)的探索精神，那么他們就能積極主動(dòng)的自我調(diào)整、自發(fā)的主動(dòng)學(xué)習(xí)，愿意探究高中數(shù)學(xué)的真諦，而不是淺嘗輒止，使學(xué)生在學(xué)習(xí)高中數(shù)學(xué)中形成獨(dú)特的人格特質(zhì)，進(jìn)而對獨(dú)立學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)有強(qiáng)烈的需要，對高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)有強(qiáng)烈的自我滿足感和自我領(lǐng)導(dǎo)能力，喜歡作抽象思考，具有強(qiáng)烈的求知欲望。教師在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中，不僅要向同學(xué)們講授知識(shí)，更應(yīng)該從以上幾方面出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)高中數(shù)學(xué)的興趣，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生對數(shù)學(xué)的科學(xué)探索精神，只有這樣才能夠很好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，使他們在學(xué)習(xí)中主動(dòng)思考、主動(dòng)學(xué)習(xí)。在主觀能動(dòng)性得到提高的基礎(chǔ)上，學(xué)生就可以主動(dòng)地掌握高中數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)。在這方面，可以在具體的教學(xué)中加以滲透，如對高中函數(shù)的教學(xué)，不僅要讓學(xué)生理解函數(shù)的定義、性質(zhì)、圖像，還要讓學(xué)生探究函數(shù)的幾何意義、函數(shù)的增減性、單調(diào)性、導(dǎo)數(shù)等。[4]

例如（2016年課標(biāo)全國卷I）已知函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn)，（1）求的取值范圍；（2）設(shè)、是的兩個(gè)零點(diǎn)，證明：。

像這樣的題就是很好的鍛煉學(xué)生探索精神的例子，這道題需要學(xué)生熟悉導(dǎo)數(shù)的定義、幾何意義、幾何圖形的特點(diǎn)，進(jìn)而利用求導(dǎo)來探究函數(shù)的零點(diǎn)、單調(diào)性、極值、最值等知識(shí)點(diǎn)，并進(jìn)行分類討論，利用數(shù)形結(jié)合等數(shù)學(xué)思想方法探究解題的過程，既有一定難度，又有一定的廣度，很好地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行解決數(shù)學(xué)問題的探索。

通過類似具體問題的解決，培養(yǎng)學(xué)生探究、解決高中數(shù)學(xué)問題的興趣和能力，逐步在具體問題的解決過程中，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的探索精神，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

總的來說，學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)，在現(xiàn)在社會(huì)愈加重要，特別是在高中數(shù)學(xué)教學(xué)過程中，結(jié)合高中數(shù)學(xué)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，不僅促進(jìn)了高中數(shù)學(xué)的教學(xué)，更有利于學(xué)生形成良好的科學(xué)素養(yǎng)，這不僅是對高中階段數(shù)學(xué)教學(xué)具有重要現(xiàn)實(shí)意義，對學(xué)生自身的成長、對社會(huì)和國家都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，這不僅是對高中數(shù)學(xué)教學(xué)的要求，更是高中數(shù)學(xué)教學(xué)的重要使命。

參考文獻(xiàn)

[1]《科學(xué)素養(yǎng)概念的探討》 譚東麗、張志清、唐永民 《輕工科技》 2015（5）：168-169

[2]《淺談高中數(shù)學(xué)教學(xué)中創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng)》 胡中元 《湖南師范大學(xué)教育學(xué)報(bào)》2001（4）：147-148

[3]《關(guān)于數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的幾個(gè)問題》 馬云鵬 《課程、教材、教法》2015年第9期

[4]《也論數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)及其構(gòu)建》 蔡金法、徐斌艷 《全球教育展望》2016（11）：3-12

作者簡介

張劭敏（1972—） 女 本科 回 河北保定 廣州市第二十一中學(xué) 中學(xué)數(shù)學(xué)一級教師 研究方向：數(shù)學(xué)教育