從五個教學(xué)手段入手加強學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)

◇崇信芬（甘肅：永靖縣四局小學(xué)）

科學(xué)素養(yǎng)是指學(xué)生對在學(xué)習(xí)和生活中遇到的生活現(xiàn)象、社會事件、個人決策等內(nèi)容，需要運用到科學(xué)概念與科學(xué)方法認識和理解，并以此為基礎(chǔ)，形成穩(wěn)定的心理品質(zhì)。在提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)時，數(shù)學(xué)教師應(yīng)注重對科學(xué)素養(yǎng)四個核心要素的關(guān)注，即科學(xué)興趣、科學(xué)知識、科學(xué)方法、科學(xué)精神。學(xué)生只要具備了上述核心要素，科學(xué)素養(yǎng)便會得到切實提升。

一、加強科學(xué)素養(yǎng)的前提：巧用史料，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

在浩瀚的數(shù)學(xué)知識世界中，充滿著無數(shù)意趣生動、邏輯完整的史料內(nèi)容，將這些史料內(nèi)容融合在數(shù)學(xué)教學(xué)中，可以提高教學(xué)活動的有效性。數(shù)學(xué)學(xué)科在發(fā)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(shù)學(xué)的發(fā)展歷史，在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、提高學(xué)生科學(xué)能力等方面也發(fā)揮著積極的作用。因此，教師應(yīng)注重對數(shù)學(xué)史料的應(yīng)用，把史料與數(shù)學(xué)教學(xué)相結(jié)合，實現(xiàn)調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的目的。

以人教版小學(xué)數(shù)學(xué)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(xué)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(xué)中，只是讓學(xué)生記住π，并未帶領(lǐng)學(xué)生了解π 的歷史，或?qū)ⅵ?的歷史融合在數(shù)學(xué)教學(xué)中，這就為學(xué)生掌握知識留下了缺口，不利于提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。對此，筆者認為，將π的史料內(nèi)容融合在教學(xué)中，可以增加數(shù)學(xué)的趣味性，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。據(jù)史料記載，π 最早出現(xiàn)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(xù)的發(fā)展中，數(shù)學(xué)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(shù)學(xué)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(shù)學(xué)史料的學(xué)習(xí)可以增加學(xué)生探索數(shù)學(xué)知識的興趣，促進對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。在學(xué)生了解了π的值之后，教師還可以帶領(lǐng)學(xué)生認識為什么用“π”表示圓周率。據(jù)史料記載，π 與圓周率之間本沒有關(guān)聯(lián)，二者產(chǎn)生聯(lián)系是因為大數(shù)學(xué)家歐拉在給友人的書信和發(fā)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(shù)學(xué)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(shù)學(xué)教學(xué)中時，可以讓學(xué)生感受到學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識并非枯燥無味，許多數(shù)學(xué)家都是因為發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)知識中的無窮魅力，而喜歡和鉆研數(shù)學(xué)的。借助史料進行教學(xué)，可以用數(shù)學(xué)家的榜樣作用調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)做準備，讓學(xué)生在腦海中樹立科學(xué)探索數(shù)學(xué)知識的意識。

二、加強科學(xué)素養(yǎng)的基礎(chǔ)：營造氛圍，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動機

相關(guān)的心理學(xué)研究顯示，學(xué)生在舒適的環(huán)境中，其思維可以更活躍、想象力可以更豐富。反之，在環(huán)境氛圍壓抑的場景中，學(xué)生便會產(chǎn)生思維閉塞、反應(yīng)遲鈍的問題。因此，在數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)注重活躍氛圍的營造，以舒適的學(xué)習(xí)環(huán)境激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動力，讓學(xué)生能夠積極參與到數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中，為科學(xué)素養(yǎng)的形成筑牢基礎(chǔ)。

以人教版小學(xué)數(shù)學(xué)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(xué)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(xué)中，為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機，教師應(yīng)營造舒適的學(xué)習(xí)氛圍，讓學(xué)生感受到數(shù)學(xué)知識中的樂趣。具體來說，教師可以先為學(xué)生展現(xiàn)一些生活中常見的長方體，如相框、冰箱、音響等，激活學(xué)生對長方體的認知。借助這些生活中常見的長方體事物，學(xué)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(lǐng)學(xué)生正式認識長方體。

依據(jù)抽象提取的圖形，教師帶領(lǐng)學(xué)生認識長方體時，可以采用話語引導(dǎo)的方式，讓學(xué)生主動講出長方體的各部分名稱。具體引導(dǎo)內(nèi)容如下。

師：同學(xué)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(jié)合提取后的圖形繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生認識長方體中的長、寬、高的特點、數(shù)量等知識內(nèi)容。在這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)中，因為學(xué)生對長方體有了初步的認識，教師可以嘗試讓學(xué)生結(jié)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(xué)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(dǎo)等方式，為學(xué)生營造出一種輕松、愉快的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)氛圍，有助于學(xué)生學(xué)習(xí)動機的激發(fā)，推動學(xué)生積極完成知識的獲取，并在此過程中實現(xiàn)自身科學(xué)素養(yǎng)的養(yǎng)成。

三、加強科學(xué)素養(yǎng)的動力：實踐活動，促進學(xué)生運用知識

在學(xué)生已經(jīng)具有提升科學(xué)素養(yǎng)前提與基礎(chǔ)的情況下，如何將其已經(jīng)掌握的數(shù)學(xué)知識變成提升科學(xué)素養(yǎng)的動力，是教師應(yīng)思考的問題?；诖耍處熆梢越柚M織實踐活動的機會，幫助學(xué)生強化知識運用，培養(yǎng)學(xué)生的知識轉(zhuǎn)化能力，讓學(xué)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(xué)生提升科學(xué)素養(yǎng)的動力。

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

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

因此，在數(shù)學(xué)教學(xué)中組織實踐活動，可以強化學(xué)生的知識運用，讓學(xué)生將所學(xué)知識轉(zhuǎn)化為應(yīng)用能力，同時培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)搜集、整理、計算、推理能力，這有助于進一步提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

四、加強科學(xué)素養(yǎng)的關(guān)鍵：自主探究，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力

在數(shù)學(xué)教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生進行自主探究式學(xué)習(xí)，對學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、獨立思考能力有重要的促進作用。而數(shù)學(xué)課堂上的自主探究是指學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，通過獨立學(xué)習(xí)或小組合作的方式，完成教師布置的學(xué)習(xí)任務(wù)。對于學(xué)習(xí)任務(wù)的解決，筆者認為，學(xué)生需要經(jīng)歷“發(fā)現(xiàn)—提出—分析—解決”的過程。只有這樣，其科學(xué)素養(yǎng)才能得到有效提升，數(shù)學(xué)能力才能得到切實鍛煉。

以人教版小學(xué)數(shù)學(xué)五年級下冊第八單元“數(shù)學(xué)廣角——找次品”為例。在解決“找次品”問題時，學(xué)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(yōu)解。在學(xué)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(diào)查中，調(diào)查結(jié)果顯示該飛機失事是由于在生產(chǎn)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(chǎn)生活中，我們經(jīng)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(xué)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(xué)生可以從最基礎(chǔ)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(xué)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(dāng)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(xué)生嘗試分析先稱重兩個零件與稱重三個零件之間的區(qū)別，最終，學(xué)生認為使用稱重三個的形式能夠更快捷地找到次品?；诖?，學(xué)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(jīng)過四次稱重，便成功找到了次品零件。

在上述探究過程中，學(xué)生在教師的適當(dāng)指導(dǎo)下，從最基礎(chǔ)的問題開始，逐漸將探究的難度提升，并總結(jié)出可以提高探究效率的方法，這對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升是非常重要的過程，且學(xué)生的創(chuàng)造能力在探究過程中也能得到有效培養(yǎng)。

五、加強科學(xué)素養(yǎng)的催化劑：開放教學(xué)，拓寬學(xué)生思維認知

在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的過程中，教師應(yīng)認識到開放教學(xué)對數(shù)學(xué)課堂、對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要性。開放教學(xué)需要教師從教學(xué)環(huán)境、教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、習(xí)題練習(xí)等方面都進行開放性的設(shè)計，讓學(xué)生的思維在開放的環(huán)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(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己的經(jīng)驗和對知識的掌握，對數(shù)學(xué)知識進行合理質(zhì)疑。

以人教版小學(xué)數(shù)學(xué)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(xué)習(xí)中，學(xué)生應(yīng)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(xué)生能夠根據(jù)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(xué)中，教師通過具體舉例的方式進行開放式教學(xué)。首先，教師給學(xué)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(yīng)該怎樣擺？你有多少種擺法？

根據(jù)教師給出的信息，學(xué)生應(yīng)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(xué)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(cè)正方體的前面或后面，再放置一個正方體。通過觀察學(xué)生給出的答案，我們發(fā)現(xiàn)，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(xué)生給出的三種擺法中，都可以通過調(diào)整小正方形的位置獲得其他的擺法。對此，教師讓學(xué)生在課后繼續(xù)進行深入探索，發(fā)揮自己的思維能力，看最終能夠獲得多少種擺法。

上述教學(xué)過程，只是整體教學(xué)中的一小部分，但是從中可以看出，教師在引導(dǎo)學(xué)生觀察物體時，并沒用傳統(tǒng)直接展示的方式讓學(xué)生直接獲得答案，而是采用開放式的教學(xué)形式，讓學(xué)生親自擺一擺，通過真實的體驗獲得答案。這樣，即使學(xué)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(xué)生拓展思維認知。

綜上所述，在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，是數(shù)學(xué)教師對全面實施素質(zhì)教育要求的有效落實。對此，在實際教學(xué)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(xué)五種教學(xué)手段。這五種手段的運用，在調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動機、增強學(xué)生知識運用、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力、拓展學(xué)生思維認知等方面，都起到了積極的作用，讓學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)得到了有效提升。