數(shù)學思維方法在初中科學教學中的滲透研究

江彩芬

摘要：目前，學生問題意識還存在許多問題，在一定程度上不利于提高學生的學習成績和培養(yǎng)學生的綜合素質。隨著教育改革的深入，教育工作者越來越意識到科學教學中數(shù)學思維的重要價值。在整體初中階段科學教學中，數(shù)學是研究和解決科學問題的重要工具。它不僅提供了科學概念和科學規(guī)律的簡明精確的表達、推理工具和抽象手段，而且還提供了對科學問題進行定量分析和計算的方法。然而，在實際的教育教學中，人們發(fā)現(xiàn)中學科學教學與數(shù)學沒有很好的關聯(lián)，學生往往因為數(shù)學而影響科學問題的完美解決。

關鍵詞：初中科學;數(shù)學思維;滲透策略

引言：隨著數(shù)學思想的廣泛應用，數(shù)學思維和方法在自然科學領域的作用越來越重要。目前教育界也非常重視數(shù)學思想方法的教學，現(xiàn)代教育的工作者們也越來越注重學生的能力和素質。數(shù)學思想方法作為科學教育的重要內容，越來越受到教育界的重視。目前，教育出版社的科學書籍中有很多與數(shù)學思想和方法有關的知識，這些知識在近年來的中考試題中得到了體現(xiàn)。然而，目前科學教學的現(xiàn)狀是，數(shù)學思想和方法沒有真正滲透到科學教師的日常教學中，沒有系統(tǒng)有序的滲透策略，數(shù)學思維方法的普遍性和適用性對于中學生學習科學具有重要意義。

一、目前初中科學教學中存在的問題

1、教學內容和生活實踐存在脫軌

一些科學教師嚴重依賴教材，如抄襲教材實驗和對實驗原理的冗長解釋，忽視科學與生活的實際關系，完全沒有將科學實驗和探索活動的設計與學生的生活實踐相結合。中學科學教學內容與生活實踐存在差異，許多學生只記住科學原理，很少探索科學在生活中的應用，從科學的角度分析生活現(xiàn)象，用科學知識解決生活問題，這也是中學科學教師急需解決的問題。

2、科學教學形式比較單一

初中的科學內容包括物理、生物、化學等知識，學科教師往往采用斷章取義的教學方法，采用大量習題練習與演示實驗相結合的方式進行教學。這種教學方式忽視了學科之間的差異，影響了科學課程的教育效果[1]。例如，教師在課堂上采用實驗演示的模式進行教學，一些難度較大的實驗直接讓學生背誦實驗現(xiàn)象和實驗結果。這種教學方法比較枯燥，忽視了信息技術在實驗教學中的輔助作用，以及探索性實驗的開展和小組互助。

3、對于探究精神的重視度不夠

一些中學的學科教師仍然把分數(shù)作為評價學生的重要標準，忽視了對學生科學精神、科研能力和科學創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，這與中央素養(yǎng)觀的教育目標背道而馳。例如，在實驗教學中，科學學科教師只指導學生重復教科書中的實驗步驟，而忽視了引導學生進行探索，思考生活中這一實驗原則的具體案例，以及是否有類似的實驗。科學教師缺乏探索性實驗的設計和定位，影響了學生科學素養(yǎng)的培養(yǎng)。

二、數(shù)學思維方法在初中科學教學中的滲透實施策略

1、加強對數(shù)學思想方法的認識

數(shù)學思維方法往往具有高度的抽象性和概括性，必須經過長期的積累和滲透，才能逐漸為學生所掌握，數(shù)學思想和方法的滲透主要發(fā)生在具體知識的教學過程中。因此，為了貫徹滲透性原則，我們必須不斷優(yōu)化教學過程[2]。例如，發(fā)展概念的過程，推導公式和定律的過程，思考解決問題的方法的過程，綜合知識的過程等等。只有在這些過程的教學中，數(shù)學思維方法才能充分顯示其生命力。如果取消整體教學反思的過程，將科學知識視為教學知識的結論，就會失去滲透數(shù)學思維方法的機會。學生對數(shù)學思想和方法的理解和掌握遵循從個體到一般、從具體到抽象、從感性到理性、從低級到高級的認知規(guī)律。因此，這一認知過程具有長期性和重復性的特點，其中存在著一個由低到高的過程。對于同一種數(shù)學思維方法，我們應該注意它在不同知識階段的再現(xiàn)，從而加強學生對數(shù)學思維方法的理解。例如，在初中一年級，學生不斷接觸特定的物理模型，如眼睛模型和細胞結構模型，然后接觸虛擬模型，如磁感應線和光。在教學中，我們應盡最大努力發(fā)掘現(xiàn)有數(shù)學思想和方法的機遇，并將這些思想和數(shù)學方法不斷滲透到初中科學教學中。這樣，隨著時間的推移，學生的良好習慣可以形成。

2、激發(fā)學生的學習興趣

初中階段的學生正處于一個非常活躍的時期，對一些新事物有著濃厚的興趣。雖然中學科學教學過程中也涉及到一些抽象的內容，但也有一些有趣的實驗。通過科學實驗，使抽象的內容具體化，激發(fā)學生的學習興趣，提高初中科學課堂教學中數(shù)學思維滲透的質量。創(chuàng)設有趣的實驗教學情境，可以使抽象的科學教學內容生動具體。通過實踐實驗，學生可以發(fā)現(xiàn)對科學知識的興趣，從中探索關于數(shù)學思維的思考途徑。一旦創(chuàng)設簡單有趣的實驗情境，就可以讓學生發(fā)現(xiàn)中學學習科學的興趣，提高初中生在中學學習科學的興趣，從而提高中學科學教育的質量。

3、對數(shù)學思維進行概括和強化

學習不應該是一個被外界被動接受的過程，而應該是一個主動構建知識的過程，思維和數(shù)學方法的泛化和強化是掌握和運用思維和數(shù)學方法的前提[3]。在中學科學教學中，要鼓勵學生自覺地充分地運用數(shù)學思想和方法研究科學問題、分析科學現(xiàn)象，使他們能夠組織相應的數(shù)學思想和原始經驗的方法去構建材料，提出問題，選擇方法，探索和驗證，表達、交流和糾正它們，從而有效地構建新的認知結構。這種數(shù)學建構活動是主體的一種積極行為，是一種探索性的創(chuàng)造活動。例如，在問題解決教學中，通?？梢砸龑W生嘗試一個問題多解決或多個問題統(tǒng)一解決的方案。一個問題多解決方案是使用不同的思想和數(shù)學方法來尋找各種解決方案，多個問題統(tǒng)一解決方案是在各種問題中使用相同的數(shù)學思想方法。

結束語：在初中科學教學中有效地滲透思想和數(shù)學方法，一般滲透的方法包括：在教學目標的制定中有意識地體現(xiàn)數(shù)學思想和方法;在產生知識的過程中，隨著時間的推移滲透思想和數(shù)學方法;通過總結復習，提煉和綜合數(shù)學思維方法;通過解決問題，掌握并深化數(shù)學思維方法。教師還應注重與學生情感的培養(yǎng)和交流，在合理上課的同時，要形成民主平等的教學氛圍，構建相互信任的師生關系和學習氛圍，努力讓學生釋放出巨大的創(chuàng)新潛力。引導學生積極投入科學探索問題，取得良好教學效果。

參考文獻：

[1]宗早建.探討初中科學教學中培養(yǎng)問題意識的對策[J].漢字文化，2018（18）.

[2]蔣亞群.問題化教學在初中科學教學中的運用心得[J].課程教育研究，2017（42）.

[3]林文忠.基于核心素養(yǎng)下的初中科學實驗細節(jié)教學研究[J].科教文匯（上旬刊） ，2020（1）.

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