從五個教學手段入手加強學生科學素養

◇崇信芬（甘肅：永靖縣四局小學）

科學素養是指學生對在學習和生活中遇到的生活現象、社會事件、個人決策等內容，需要運用到科學概念與科學方法認識和理解，并以此為基礎，形成穩定的心理品質。在提高學生的科學素養時，數學教師應注重對科學素養四個核心要素的關注，即科學興趣、科學知識、科學方法、科學精神。學生只要具備了上述核心要素，科學素養便會得到切實提升。

一、加強科學素養的前提：巧用史料，調動學生學習興趣

在浩瀚的數學知識世界中，充滿著無數意趣生動、邏輯完整的史料內容，將這些史料內容融合在數學教學中，可以提高教學活動的有效性。數學學科在發展的過程中，積累了非常厚重的史料，而這些史料的存在，不僅見證了數學的發展歷史，在培養學生科學素養、提高學生科學能力等方面也發揮著積極的作用。因此，教師應注重對數學史料的應用，把史料與數學教學相結合，實現調動學生學習興趣的目的。

以人教版小學數學六年級上冊第五單元中《圓的面積》為例。在掌握圓的面積公式的過程中，學生會認識到一個非常重要的概念：π。在計算圓的面積時，沒有π 的參與，就無法準確計算出圓的面積。但是許多教師在教學中，只是讓學生記住π，并未帶領學生了解π 的歷史，或將π 的歷史融合在數學教學中，這就為學生掌握知識留下了缺口，不利于提升學生的科學素養。對此，筆者認為，將π的史料內容融合在教學中，可以增加數學的趣味性，調動學生的學習興趣。據史料記載，π 最早出現在古巴比倫時期，這個時候人們將π 的值定義為25/8；而在后續的發展中，數學家阿基米德又對π的值進行了進一步計算，定義在223/71～22/7 之間；再后來，中國數學家祖沖之將π 的值定義為355/113，進一步將π的值進行了精確。所以說，對數學史料的學習可以增加學生探索數學知識的興趣，促進對學生科學素養的培養。在學生了解了π的值之后，教師還可以帶領學生認識為什么用“π”表示圓周率。據史料記載，π 與圓周率之間本沒有關聯，二者產生聯系是因為大數學家歐拉在給友人的書信和發表的論文中，都使用π 來表示圓周率。久而久之，人們因為其大數學家的身份，便跟隨歐拉使用π表示圓周率。

在將史料融合于數學教學中時，可以讓學生感受到學習數學知識并非枯燥無味，許多數學家都是因為發現數學知識中的無窮魅力，而喜歡和鉆研數學的。借助史料進行教學，可以用數學家的榜樣作用調動學生的學習興趣，為提高學生的科學素養做準備，讓學生在腦海中樹立科學探索數學知識的意識。

二、加強科學素養的基礎：營造氛圍，激發學生學習動機

相關的心理學研究顯示，學生在舒適的環境中，其思維可以更活躍、想象力可以更豐富。反之，在環境氛圍壓抑的場景中，學生便會產生思維閉塞、反應遲鈍的問題。因此，在數學教學中，教師應注重活躍氛圍的營造，以舒適的學習環境激發學生的學習動機，提高學生的學習動力，讓學生能夠積極參與到數學學習中，為科學素養的形成筑牢基礎。

以人教版小學數學五年級下冊第三單元中《長方體和正方體的認識》為例。在認識長方體時，學生需了解長方體的特征、掌握長方體的長寬高以及長方體的面與棱的特點?；诖?，在教學中，為了激發學生的學習動機，教師應營造舒適的學習氛圍，讓學生感受到數學知識中的樂趣。具體來說，教師可以先為學生展現一些生活中常見的長方體，如相框、冰箱、音響等，激活學生對長方體的認知。借助這些生活中常見的長方體事物，學生對什么是長方體會有初步的認識。而后，教師需將具象化的長方體進行抽象提?。ń滩牡?8 頁長方體示例），帶領學生正式認識長方體。

依據抽象提取的圖形，教師帶領學生認識長方體時，可以采用話語引導的方式，讓學生主動講出長方體的各部分名稱。具體引導內容如下。

師：同學們，在圖形中，圍成長方體的長方形叫作_____。

生：長方體的面。

師：這樣的面，在長方體中一共有多少面？

生：六面。

師：在長方體中，面與面相交的線段叫作____。

生：棱，是圖形中線段AB所在的位置。

師：棱與棱相交的點叫作_____。

生：長方體的頂點，是圖形中的頂點A、頂點B。

同樣，教師可以結合提取后的圖形繼續引導學生認識長方體中的長、寬、高的特點、數量等知識內容。在這部分內容的學習中，因為學生對長方體有了初步的認識，教師可以嘗試讓學生結合提取后的圖形說明哪些棱是長、哪些棱是寬、哪些棱是高。

在上述教學過程中，教師通過生活圖片展示、長方體抽象圖認知、話語引導等方式，為學生營造出一種輕松、愉快的數學學習氛圍，有助于學生學習動機的激發，推動學生積極完成知識的獲取，并在此過程中實現自身科學素養的養成。

三、加強科學素養的動力：實踐活動，促進學生運用知識

在學生已經具有提升科學素養前提與基礎的情況下，如何將其已經掌握的數學知識變成提升科學素養的動力，是教師應思考的問題?；诖?，教師可以借助組織實踐活動的機會，幫助學生強化知識運用，培養學生的知識轉化能力，讓學生在活動中進行觀察、實驗、猜測、計算、推理、驗證，從而讓實踐活動成為學生提升科學素養的動力。

以人教版小學數學五年級下冊第七單元“折線統計圖”為例。在本次課程的學習中，為了讓學生實現對折線統計圖知識的實際運用，教師可在教學中增加實踐運用的內容。首先，教師教授制作折線統計圖的一般步驟，即收集數據、整理數據、數據描點、連接數據、標出數據。根據這五個步驟，學生可以結合教材第104 頁例1 中的數據，自己嘗試制作折線統計圖，并將自己的統計圖與教材中的進行對比，看是否準確無誤。在后續的教學中，教師便可以組織學生進行實踐活動，讓學生自己選擇需要調查的對象、獨立搜集相關的數據信息，并制作成折線統計圖。在實踐中，學生A 對班級同學的身高情況進行了調查，并將調查數據以表格的形式做了記錄（如下表）。同時，根據表格中的數據制作了折線統計圖，更方便觀察班級學生身高的變化情況。

在學生A 統計的數據和制作的折線統計圖中，我們可以看到學生A 對折線統計圖的知識內容做到了熟練掌握，而且從其制作的統計圖中，可以清晰地看到班級中身高是136 厘米的學生最多，有8位，身高139 厘米和145 厘米的學生最少，分別只有2位。

因此，在數學教學中組織實踐活動，可以強化學生的知識運用，讓學生將所學知識轉化為應用能力，同時培養學生的數據搜集、整理、計算、推理能力，這有助于進一步提高學生的科學素養。

四、加強科學素養的關鍵：自主探究，培養學生創造能力

在數學教學中，引導學生進行自主探究式學習，對學生的自主學習能力、獨立思考能力有重要的促進作用。而數學課堂上的自主探究是指學生在教師的指導下，通過獨立學習或小組合作的方式，完成教師布置的學習任務。對于學習任務的解決，筆者認為，學生需要經歷“發現—提出—分析—解決”的過程。只有這樣，其科學素養才能得到有效提升，數學能力才能得到切實鍛煉。

以人教版小學數學五年級下冊第八單元“數學廣角——找次品”為例。在解決“找次品”問題時，學生需在解決過程中感知問題解法的多樣性，并尋找到問題解決的最優解。在學生自主探究中，教師為其提供了“找次品”的背景信息：在一項對航天飛機失事的調查中，調查結果顯示該飛機失事是由于在生產過程中有一個不合格的零件引起的，而這種不合格的零件便是次品。在生產生活中，我們經常會遇到次品，有的是外觀瑕疵，有的是輕重不一。

在下面的“找次品”中，請同學從81 個零件中找到1 個次品零件，已知次品零件的重量輕于正品零件。在探究的過程中，學生可以從最基礎的方法開始，即利用天平先稱重兩個零件，至少稱一次可以找到次品。但是，每次只稱重兩個零件較為麻煩，且花費時間較多。接著，學生嘗試在三個零件中找次品，同樣稱重一次便可以找到次品。這是因為，當三個零件中的兩個被稱重時，如果天平平衡，則說明未稱重的零件是次品；如果天平不平衡，則說明天平稱重的零件中有次品。而后，學生嘗試分析先稱重兩個零件與稱重三個零件之間的區別，最終，學生認為使用稱重三個的形式能夠更快捷地找到次品?；诖?，學生將81 個零件分成3 組，每組27 個零件，而后按照“稱重三個零件”的方法進行次品的尋找。最后，經過四次稱重，便成功找到了次品零件。

在上述探究過程中，學生在教師的適當指導下，從最基礎的問題開始，逐漸將探究的難度提升，并總結出可以提高探究效率的方法，這對學生科學素養的提升是非常重要的過程，且學生的創造能力在探究過程中也能得到有效培養。

五、加強科學素養的催化劑：開放教學，拓寬學生思維認知

在培養學生科學素養的過程中，教師應認識到開放教學對數學課堂、對學生科學素養的重要性。開放教學需要教師從教學環境、教學方法、教學內容、習題練習等方面都進行開放性的設計，讓學生的思維在開放的環境中得到拓展，而不局限于對教材中知識的認知。同時，教師可以引導學生根據自己的經驗和對知識的掌握，對數學知識進行合理質疑。

以人教版小學數學五年級下冊第一單元中的《觀察物體（三）》為例。在本次課程的學習中，學生應認識到從不同位置對物體進行觀察，看到的物體形狀是不同的。同時，學生能夠根據從一個方向看到的圖形擺出立體圖形，并體會擺法的多樣性?；诖?，在實際教學中，教師通過具體舉例的方式進行開放式教學。首先，教師給學生提出了第一個問題：如果用四個同樣的小正方體，擺出正面觀看是三個并列的正方形，應該怎樣擺？你有多少種擺法？

根據教師給出的信息，學生應實際地擺一擺，讓自己的思維在實際操作中得到拓展。在思考后，學生一共給出了三種擺法：第一，前后各兩個并列擺放的正方體；第二，兩排并列擺放，后一排放置三個正方體，同時在中間正方體的前面，放置一個正方體；第三，呈直角擺放四個正方體，分別為第一排并列擺放三個正方體，在左側正方體的前面或后面，再放置一個正方體。通過觀察學生給出的答案，我們發現，能夠擺出并列三個正方形圖形樣式的擺法不止有三種，且在學生給出的三種擺法中，都可以通過調整小正方形的位置獲得其他的擺法。對此，教師讓學生在課后繼續進行深入探索，發揮自己的思維能力，看最終能夠獲得多少種擺法。

上述教學過程，只是整體教學中的一小部分，但是從中可以看出，教師在引導學生觀察物體時，并沒用傳統直接展示的方式讓學生直接獲得答案，而是采用開放式的教學形式，讓學生親自擺一擺，通過真實的體驗獲得答案。這樣，即使學生獲得的答案不完整，其思維也得到了很好的鍛煉，有助于幫助學生拓展思維認知。

綜上所述，在小學數學教學中提升學生的科學素養，是數學教師對全面實施素質教育要求的有效落實。對此，在實際教學中，教師可采取巧用史料、營造氛圍、組織實踐、自主探究、開放教學五種教學手段。這五種手段的運用，在調動學生學習興趣、激發學生學習動機、增強學生知識運用、培養學生創造能力、拓展學生思維認知等方面，都起到了積極的作用，讓學生的科學素養得到了有效提升。