數(shù)學(xué)思想方法在初中科學(xué)教學(xué)中的滲透研究

馬立源

摘要：數(shù)理思維作為研究和解決問題的基礎(chǔ)思維，在未來的經(jīng)濟社會中將會扮演越來越重要的角色。而在現(xiàn)階段的中學(xué)教育中，科學(xué)教育同數(shù)學(xué)之間的聯(lián)系并沒有建立起來，學(xué)生缺乏在此方面的系統(tǒng)訓(xùn)練。我們的教學(xué)工作者也意識到，將數(shù)學(xué)思想帶入到科學(xué)教學(xué)中更有助于學(xué)生的理解和掌握。因此，本文通過的相關(guān)的案例分析和實踐結(jié)果，提出解決辦法。

關(guān)鍵詞：科學(xué)教學(xué) 數(shù)學(xué)思想 教學(xué)研究

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A

引言：未來經(jīng)濟社會的發(fā)展將使得數(shù)學(xué)的應(yīng)用范圍越來越廣泛。而數(shù)學(xué)思想也將在未來的自然科學(xué)領(lǐng)域占到舉足輕重的地位。各國對于數(shù)學(xué)教育的重視早已成為常態(tài)，在現(xiàn)代教育體系中，數(shù)理思維被認為是學(xué)生綜合素質(zhì)和能力的一個體現(xiàn)。因此，在初中的科學(xué)教育中，有效滲透進數(shù)學(xué)思想的方法途徑，原則邏輯，是如今我國教育改革工作者的一個重要課題。[1]

一、現(xiàn)階段數(shù)學(xué)思想方法滲透科學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀

1.學(xué)生現(xiàn)狀分析

當前的數(shù)學(xué)思維主要應(yīng)用在解題做題領(lǐng)域，屬于中高考的必備技能。而脫離中高考以后，在與現(xiàn)實問題的對接上，往往連簡單運用的程度都無法做到。例如，制作溶液的配比和稀釋等?；蚶缃鹑诨鹩嬎?，股票等方面的數(shù)學(xué)運用等。造成這種現(xiàn)象的一個重要原因是因為目前的傳統(tǒng)教學(xué)過于依賴課堂學(xué)習(xí)而與現(xiàn)實生活中的實際應(yīng)用缺乏聯(lián)系。因此，學(xué)生的數(shù)學(xué)思維一般只在解題時才出現(xiàn)。無法理解和體會數(shù)學(xué)思維的深層次含義，便無法感受到數(shù)學(xué)思維對于人理解推理能力，抽象概況能力的獨特提高。[2]

另一方面，由于學(xué)生學(xué)習(xí)普遍缺乏原動力，在遇到較難的問題時不愿主動思考，常常等待老師或同學(xué)講解，學(xué)習(xí)方面缺乏鉆研精神，自然很難深入學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)，掌握數(shù)學(xué)思維，便更難談及將其應(yīng)用于科學(xué)學(xué)科的范圍之內(nèi)了。[2]因此只有少部分學(xué)生能夠做到利用數(shù)學(xué)知識解決科學(xué)問題。

2.教師教學(xué)現(xiàn)狀分析

大部分的中學(xué)教師都分別將數(shù)學(xué)教學(xué)和科學(xué)教學(xué)孤立起來，很少對二者建立有效聯(lián)系。這與教師的教學(xué)觀念有著決定性關(guān)系，意味著教師在知識處理上不夠嚴謹，忽視思維邏輯的推導(dǎo)和養(yǎng)成。而我們教育所要強調(diào)的是理論聯(lián)系實際的能力，而這僅僅通過純粹的試題練習(xí)是無法達到的。還會致使學(xué)生看不到學(xué)習(xí)科學(xué)的具體應(yīng)用價值，久而久之便會失去學(xué)習(xí)的興趣。而學(xué)生一旦養(yǎng)成數(shù)學(xué)思維，并將數(shù)學(xué)思維滲透進科學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)當中，便會大大提高其主動性，體驗到利用數(shù)學(xué)思維解決現(xiàn)實問題的樂趣，從而深刻認識到數(shù)學(xué)思維的價值和作用。[1]

而要展開滲透數(shù)學(xué)思想的科學(xué)教學(xué)，便要求教師在擁有較高的知識廣度，以及過硬的職業(yè)能力，挖掘出二者之間的有機聯(lián)系，并激發(fā)起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，為科學(xué)教學(xué)的課堂氛圍創(chuàng)造思維活躍的有利氣氛。

二、數(shù)學(xué)思想滲透科學(xué)教學(xué)的有效性原則

1.建立合理聯(lián)系，進行高效滲透

數(shù)學(xué)思維的培養(yǎng)與養(yǎng)成，需要進行長期的抽象性與概況性的訓(xùn)練，才能逐漸掌握。而數(shù)學(xué)思想的滲透主要在教學(xué)過程中實現(xiàn)，并多以概念的理解形成，公式以及定律的演繹推導(dǎo)，包括解題方法的模式為其主要的表現(xiàn)形式。科學(xué)的教學(xué)只有在這些形式上方才可以與數(shù)學(xué)思維建立起有效聯(lián)系。而學(xué)生學(xué)習(xí)和理解的過程，基本遵循從個例到普遍，從具體的表現(xiàn)形式到抽象的概念總結(jié)。因此學(xué)生在數(shù)學(xué)思想的培養(yǎng)方面也會遵循這樣從初級到高級的螺旋式上升過程。

例如，在七年級學(xué)習(xí)到眼球模型及其相關(guān)知識時，會先對其實物模型進行接觸了解，在便是關(guān)于觸磁感線，光線等抽象知識的學(xué)習(xí)理解。而在八年級的時候，會專門學(xué)習(xí)《模型，符號的建立與作用》，從而學(xué)生會對于七年級所學(xué)的科學(xué)知識達到更深刻，更高級的認識和理解。再之后，便會學(xué)習(xí)《模型，符合的建立與作用》，包括物理學(xué)當中，利用數(shù)學(xué)思維的方法來構(gòu)建浮力的三大模型，以及物理當中的物態(tài)變化的規(guī)律總結(jié)，物質(zhì)互相轉(zhuǎn)化的八圈圖等等。合理有效的建立這些科學(xué)學(xué)科同數(shù)學(xué)思想之間的聯(lián)系，并不斷加強數(shù)學(xué)思想對于科學(xué)學(xué)科的高效滲透，長久以來，學(xué)生利用數(shù)學(xué)思想方法學(xué)習(xí)科學(xué)學(xué)科的良好邏輯思維便能形成。[1]

2.建立數(shù)學(xué)建構(gòu)性思維，遵循漸進定律

數(shù)學(xué)思維模式只有在建立起一定結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上，才能夠有效發(fā)揮其作用。對于一種學(xué)科思想來說，與之相聯(lián)系的學(xué)科知識也必須形成自己的體系。因此對于學(xué)生數(shù)學(xué)思維的培養(yǎng)和搭建上，應(yīng)該綜合其年齡，認識水平，有計劃的逐步訓(xùn)練，以求得量變達到質(zhì)變。

例如在七年級學(xué)習(xí)《熔化與凝固》時，教學(xué)要求學(xué)生繪制曲線圖，教師就應(yīng)該滲透數(shù)學(xué)思維里數(shù)形結(jié)合的有關(guān)知識，從而在學(xué)習(xí)之后《速度》之時，輕松理解掌握“s-t”圖像與“v-t”圖像。達到一個由淺及深的過程，從而理解并掌握這一數(shù)學(xué)思維。

三、數(shù)學(xué)思想滲透科學(xué)教學(xué)的方法及策略

1.在教學(xué)中有意識的體現(xiàn)數(shù)學(xué)思維及方法

在科學(xué)學(xué)科的教學(xué)之前，教師應(yīng)當挖掘課本中所存在的數(shù)學(xué)思維，并將其有意識的體現(xiàn)在教學(xué)目標當中。例如在學(xué)習(xí)電功公式，歐姆定律以及電功率，電阻發(fā)熱等計算公式，以及推導(dǎo)演繹的課程之時。應(yīng)當結(jié)合符合思想以及模型函數(shù)思想的數(shù)學(xué)思維進行訓(xùn)練。然而當前的學(xué)生，雖然學(xué)習(xí)代數(shù)知識，但是所表現(xiàn)出來的“代數(shù)意識”還是有些差。表現(xiàn)在對于沒有具體數(shù)字，以字母和公式進行推導(dǎo)的能力不強。因此在這一部分中，應(yīng)當體現(xiàn)“應(yīng)用不同公式及變形，進行有關(guān)計算”的數(shù)學(xué)思想方法。[2]

2.知識講授的過程中與數(shù)學(xué)思維相結(jié)合

通過讓學(xué)生體會知識發(fā)生的過程，看研究問題和分析解決問題的實例才能提高學(xué)生學(xué)習(xí)知識的興趣和主動性。例如《密度》的相關(guān)學(xué)習(xí)中，通過收集數(shù)據(jù)，繪制圖表進行分析，從而得出結(jié)論，理解比值的含義，便可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)到知識的同時，也學(xué)會了分析問題，解決問題的方法。

3.在解決問題中深化數(shù)學(xué)思維

數(shù)學(xué)思維在處理復(fù)雜問題上仍然具備優(yōu)勢，通過對于常見題目的總結(jié)和歸類，構(gòu)建起知識模型。例如在學(xué)習(xí)和解決《浮力》問題時，將其進行分類總結(jié)，從而降低難度，更便于學(xué)生掌握。從而逐漸在面對解決陌生問題時培養(yǎng)起自己的數(shù)學(xué)思維，讓復(fù)雜的問題簡單化。

四、總結(jié)

由于數(shù)學(xué)思想的表現(xiàn)形式有限，本文只是挑出部分例子進行說明。初中的科學(xué)教育同數(shù)學(xué)教育是相互影響，相互制約的關(guān)系。關(guān)于教師而言，需要其不斷充實自己的專業(yè)素養(yǎng)，緊密結(jié)合兩者之間的聯(lián)系。而對于學(xué)生而言，需要更多的將課堂中學(xué)到的知識應(yīng)用于實際生活之中。在如今課改的大背景之下，數(shù)學(xué)思想方法對于科學(xué)教學(xué)的滲透還有很長的路要走。

參考文獻

1.井華.初中數(shù)學(xué)教學(xué)中數(shù)學(xué)思想和數(shù)學(xué)方法的滲透[J].課程教育研究，2019，0（51）：161-162.

2.劉國華.初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的思維活動分析與數(shù)學(xué)思想的培養(yǎng)[J].數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與研究，2012（8）：19-19.