数学思维方法在初中科学教学中的渗透研究

江彩芬

摘要：目前，学生问题意识还存在许多问题，在一定程度上不利于提高学生的学习成绩和培养学生的综合素质。随着教育改革的深入，教育工作者越来越意识到科学教学中数学思维的重要价值。在整体初中阶段科学教学中，数学是研究和解决科学问题的重要工具。它不仅提供了科学概念和科学规律的简明精确的表达、推理工具和抽象手段，而且还提供了对科学问题进行定量分析和计算的方法。然而，在实际的教育教学中，人们发现中学科学教学与数学没有很好的关联，学生往往因为数学而影响科学问题的完美解决。

关键词：初中科学;数学思维;渗透策略

引言：随着数学思想的广泛应用，数学思维和方法在自然科学领域的作用越来越重要。目前教育界也非常重视数学思想方法的教学，现代教育的工作者们也越来越注重学生的能力和素质。数学思想方法作为科学教育的重要内容，越来越受到教育界的重视。目前，教育出版社的科学书籍中有很多与数学思想和方法有关的知识，这些知识在近年来的中考试题中得到了体现。然而，目前科学教学的现状是，数学思想和方法没有真正渗透到科学教师的日常教学中，没有系统有序的渗透策略，数学思维方法的普遍性和适用性对于中学生学习科学具有重要意义。

一、目前初中科学教学中存在的问题

1、教学内容和生活实践存在脱轨

一些科学教师严重依赖教材，如抄袭教材实验和对实验原理的冗长解释，忽视科学与生活的实际关系，完全没有将科学实验和探索活动的设计与学生的生活实践相结合。中学科学教学内容与生活实践存在差异，许多学生只记住科学原理，很少探索科学在生活中的应用，从科学的角度分析生活现象，用科学知识解决生活问题，这也是中学科学教师急需解决的问题。

2、科学教学形式比较单一

初中的科学内容包括物理、生物、化学等知识，学科教师往往采用断章取义的教学方法，采用大量习题练习与演示实验相结合的方式进行教学。这种教学方式忽视了学科之间的差异，影响了科学课程的教育效果[1]。例如，教师在课堂上采用实验演示的模式进行教学，一些难度较大的实验直接让学生背诵实验现象和实验结果。这种教学方法比较枯燥，忽视了信息技术在实验教学中的辅助作用，以及探索性实验的开展和小组互助。

3、对于探究精神的重视度不够

一些中学的学科教师仍然把分数作为评价学生的重要标准，忽视了对学生科学精神、科研能力和科学创新能力的培养，这与中央素养观的教育目标背道而驰。例如，在实验教学中，科学学科教师只指导学生重复教科书中的实验步骤，而忽视了引导学生进行探索，思考生活中这一实验原则的具体案例，以及是否有类似的实验。科学教师缺乏探索性实验的设计和定位，影响了学生科学素养的培养。

二、数学思维方法在初中科学教学中的渗透实施策略

1、加强对数学思想方法的认识

数学思维方法往往具有高度的抽象性和概括性，必须经过长期的积累和渗透，才能逐渐为学生所掌握，数学思想和方法的渗透主要发生在具体知识的教学过程中。因此，为了贯彻渗透性原则，我们必须不断优化教学过程[2]。例如，发展概念的过程，推导公式和定律的過程，思考解决问题的方法的过程，综合知识的过程等等。只有在这些过程的教学中，数学思维方法才能充分显示其生命力。如果取消整体教学反思的过程，将科学知识视为教学知识的结论，就会失去渗透数学思维方法的机会。学生对数学思想和方法的理解和掌握遵循从个体到一般、从具体到抽象、从感性到理性、从低级到高级的认知规律。因此，这一认知过程具有长期性和重复性的特点，其中存在着一个由低到高的过程。对于同一种数学思维方法，我们应该注意它在不同知识阶段的再现，从而加强学生对数学思维方法的理解。例如，在初中一年级，学生不断接触特定的物理模型，如眼睛模型和细胞结构模型，然后接触虚拟模型，如磁感应线和光。在教学中，我们应尽最大努力发掘现有数学思想和方法的机遇，并将这些思想和数学方法不断渗透到初中科学教学中。这样，随着时间的推移，学生的良好习惯可以形成。

2、激发学生的学习兴趣

初中阶段的学生正处于一个非常活跃的时期，对一些新事物有着浓厚的兴趣。虽然中学科学教学过程中也涉及到一些抽象的内容，但也有一些有趣的实验。通过科学实验，使抽象的内容具体化，激发学生的学习兴趣，提高初中科学课堂教学中数学思维渗透的质量。创设有趣的实验教学情境，可以使抽象的科学教学内容生动具体。通过实践实验，学生可以发现对科学知识的兴趣，从中探索关于数学思维的思考途径。一旦创设简单有趣的实验情境，就可以让学生发现中学学习科学的兴趣，提高初中生在中学学习科学的兴趣，从而提高中学科学教育的质量。

3、对数学思维进行概括和强化

学习不应该是一个被外界被动接受的过程，而应该是一个主动构建知识的过程，思维和数学方法的泛化和强化是掌握和运用思维和数学方法的前提[3]。在中学科学教学中，要鼓励学生自觉地充分地运用数学思想和方法研究科学问题、分析科学现象，使他们能够组织相应的数学思想和原始经验的方法去构建材料，提出问题，选择方法，探索和验证，表达、交流和纠正它们，从而有效地构建新的认知结构。这种数学建构活动是主体的一种积极行为，是一种探索性的创造活动。例如，在问题解决教学中，通常可以引导学生尝试一个问题多解决或多个问题统一解决的方案。一个问题多解决方案是使用不同的思想和数学方法来寻找各种解决方案，多个问题统一解决方案是在各种问题中使用相同的数学思想方法。

结束语：在初中科学教学中有效地渗透思想和数学方法，一般渗透的方法包括：在教学目标的制定中有意识地体现数学思想和方法;在产生知识的过程中，随着时间的推移渗透思想和数学方法;通过总结复习，提炼和综合数学思维方法;通过解决问题，掌握并深化数学思维方法。教师还应注重与学生情感的培养和交流，在合理上课的同时，要形成民主平等的教学氛围，构建相互信任的师生关系和学习氛围，努力让学生释放出巨大的创新潜力。引导学生积极投入科学探索问题，取得良好教学效果。

参考文献：

[1]宗早建.探讨初中科学教学中培养问题意识的对策[J].汉字文化，2018（18）.

[2]蒋亚群.问题化教学在初中科学教学中的运用心得[J].课程教育研究，2017（42）.

[3]林文忠.基于核心素养下的初中科学实验细节教学研究[J].科教文汇（上旬刊） ，2020（1）.

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