数学教学怎样培养学生的科学精神

《初中数学课程标准》总目标都不同程度地提出要在教学中注意科学渗透，培养科学的世界观，使学生掌握初步的实验操作和技能，能提出问题进行初步的探究活动，逐步树立实事求是，崇尚科学，反对迷信的观念；发展善于合作，勤于思考，严谨求实，勇于创新和实践的科学精神。数学是一门基础学科，内容广泛，层次性强，适于学生科学素养的培养。因此数学教育与科学素养的培养成为了全面实施数学素质教育的崭新课题。但是科学素养无法向知识那样直接的进行传授，需要在知识的探究、学习、应用的过程中潜移默化的进行渗透从而培养学生科学的思维能力，掌握数学思想方法，树立科学的世界观、人生观、价值观，提升自己的科学素养。如何在数学课教学中培养学生良好的科学素养，是数学教师必须面对而又困惑的问题。为了使学生的数学素养和科学素养协调发展，我做了初步的探索与研究。
一、抓好课堂教学，结合数学教学进行科学教育
1、培养学生崇尚科学的态度
数学学科的内容不仅包括大量的科学知识，还包括科学研究的过程和方法。这些内容不仅可开阔学生的眼界，而且让学生受到科学方法和科学思维的训练。例如：在《概率》这一章的教学的起始课上介绍由投掷骰子的问题，数学家帕斯卡、费马等人如何展开思考、讨论、研究形成最初的概率。学生听得津津有味，产生了学习的浓烈兴趣。在这样的氛围中当即提出问题：谈谈听完故事后的感受。引发学生思考生活中处处存在知识，在遇到问题时要寻求科学的解决问题的方法，任何知识的发现都需要克服困难，需要科学的探索精神。
2、训练学生掌握科学学习数学的基本方法
科学方法是从事学科探究活动所必须采用的一些方法，学生一旦掌握了这些方法，也就学会了“真刀真枪搞科学”的真实本领，就能在数学探索的过程中，获取科学新知、发展科学能力、提高科学素质。在数学学习过程中教给学生“发现问题——作出假设——论证假设——得出结论——应用结论”的科学研究的基本方法。
3、训练学生观察、思考、实验、推理等基本的科学方法。
从具体的认识活动来说，就是要训练学生遇到问题认真审查题目给出的信息，明确解题的目的。（即看到了什么？）把握解题的重点，有计划、有步骤地按顺序进行多方位的科学的思考。（即想到了什么？）通过猜想、推理、实验等方法得出新结论。（即得到了什么？）从而培养学生认真细致的科学态度，掌握基本的科学方法。
4、训练学生对事物进行分类的科学方法
在数学的学习过程中往往会对一些事物进行分类，但是学生在分类时往往出现漏或重的现象，究其原因是不能确定分类标准。因此在教学中只要遇到分类问题时一定先让学生确定分类标准再实施分类。比如在《圆》一章中无论是直线与圆的位置关系、还是圆和圆的位置关系在探究分类的过程中都要求学生在观察中找不同，确定分类标准，再观察、比较，实施分类，在汇报时先指明分类标准。
二、创造条件，激发学生勇于参与、经历科学探索活动的兴趣
学生学习数学，不仅仅是获取信息、接受知识，更重要的是能运用一定的科学方法去自行探究科学，探索自然界的规律，并让他们在经历科学研究的过程中，更好地掌握获取知识的方法和能力，来解决生产生活中的一些具体问题。
1、抓住学生特点，激发科学探究欲望
华罗庚说过：“科学的灵感，决不是坐等可以等来的。如果说，科学上的发现有什么偶然的机遇的话，那么这种“偶然的机遇”只能给那些学有素养的人，给那些善于独立思考的人，给那些具有锲而不舍的精神的人，而不会给懒汉。”探究意识的培养是打开数学知识的金钥匙。在《圆》一章中“不在同一直线上的三个点确定一个圆”这一结论的探究过程中有意识的培养学生的探究意识。首先提出问题：两点确定一条直线，几点可以确定一个圆？引导学生展开研究：作过已知一点A的圆。学生通过作图发现这样的圆有无数个，究其原因圆心、半径都不确定。也就是找到了解决问题的根本：圆心、半径要确定。学生自然的开始探究作过已知两点A、B的圆。在这一探究过程中对圆心的位置有了限定：必须在AB的垂直平分线上。但是仍然不能确定圆，但是这个研究过程实际上为下面的探究奠定了方法。学生自然转到探究作过已知三点A、B、C的圆，学生并没有分类的意识，只探究三点不在同一直线上的情况。过A、B的圆的圆心位置？过B、C的圆的圆心位置？得出圆心在两垂直平分线交点处（确定圆心）。如何确定半径？学生经过观察推理很快发现，交点到点A、B、C距离相等（确定半径）。于是总结出自己的结论：三点确定一个圆。教师提出问题：作过在同一直线上A、B、C三点的圆。学生按照上述方法发现两垂直平分线不相交，无法作出过这样三点的圆。于是发现探究过程和结论的瑕疵，赶快修改，从而得出正确结论。但是探究并没有结束，“过任意四个点是不是一定可以作一个圆？举例说明。”引发“探究四点共圆的条件”让学生课下完成。这样引导学生有目的的探究，主动去探究，在探究中慢慢的形成一种意识，胜过记住某些定理，有了这种意识学生会自己走进科学研究领域。
2、鼓励学生大胆猜想，培养学生的科学探究精神
猜想是点燃创造思维的火花，猜想对于创造性思维的产生和发展有着极大的作用。科学上许多“发现”都是凭借直觉作出猜想，而后去加以证明或验证。“歌德巴赫猜想”就是一个很好的例证。在数学研究里面，“先猜测后证明”几乎是一条规律。在这个过程中还可以使学生学会“观察（实验、分析）--猜想—证明”的科学思考方法。例如，学习三角形全等判定时，提出问题：已知两边和其中一边的对角对应相等，能否判定两个三角形全等？采取先让学生自己画图、观察、分析、动手做实验，再提出自己的猜想，然后证明自己的猜想，这样既磨练了学生的意志品质，又培养了学生解决问题的能力，从而培养和提高了学生的科学素养。
3、创设和谐环境，营造科学探究氛围。
数学教学活动必须建立在学生的认知发展水平和已有的知识经验基础之上。教师应激发学生的学习积极性，向学生提供充分从事数学活动的机会，帮助他们在自主探索和合作交流的过程中真正理解和掌握基本的数学知识与技能、数学思想和方法，获得广泛的数学活动经验。在课堂上，民主的学习氛围、和谐的人际环境，都为学生探究活动的进行和深入提供了心理上的安全保证。对学生的探究活动，教师还要舍得花时间，让学生多“看一看”，认真“想一想”，互相“说一说“，动手“做一做”，充分发挥学生学习的主体作用。课堂上，教师一个鼓励的眼神，一句发自肺腑的赞美都将为学生的探究活动注入不竭的动力，从而使学生做到敢想、敢说、敢做、敢于面对困难、敢于挑战权威。
4、引导鼓励学生，加注科学探究活力。
在数学教学中，探究性活动很多。教师要善于引导和鼓励学生在探究中去思考、去发现、去创造，这种引导和鼓励为学生深入地探究注入了活力。结合学校春游活动，让学生利用所学知识设计一个游览计划。面对大量的相关信息（乘车所需时间、车型及 租车费用、每个同学需要缴纳的费用等），学生要学会科学整理信息，学会倾听别人的需求，学会全面的考虑问题，从而创造性的设计活动计划，对开发学生的情感潜能、思维潜能、操作潜能起到了推动作用。
三、重视实践，训练学生学习和掌握一定基本的科学方法
实践，是一种手脑并用的操作活动。物理学家杨振宁曾经指出“不该说，读书努力就是好学生。应该说，有很强的动手能力和创新精神才是有潜能的学生。”数学课中很多知识都为动手实践创造了有利条件。在数学教学过程中，教师要创造一切有利条件，善于调动学生的多种感官，引导学生充分地动眼、动手、动脑、动口，按一定的要求对研究客体，包括对探究的结果进行认真、细致的观察，进行实验和操作，使学生获得更直接、更清晰、印象更新的认识。同时，在这个过程中，通过训练而掌握了一定的科学研究方法，为学生以后进一步的学习、工作、研究，乃至创造发明等打好不可缺少的素养基础。
四、课外延伸，拓宽学生实践和创新的途径
数学课堂教学的时间和空间是有限的，而学生对数学知识的探索是无止境的。在学生已理解了一定的科学概念，掌握了一定的科学研究方法之后，教师要十分重视引导学生灵活地应用已有的知识与技能，去解决生活中遇到的一些实际问题，去进行一些新的或较深层次的探索，这是学生从学习知识到灵活应用知识的一个深化过程，一个知识有效迁移的过程，更是思维与能力的重要表现。例如：在《相似形》一章的教学后有“数学活动”—测量旗杆高度。这正是促使学生综合运用相似的有关知识，发展应用意识，提升科学的解决问题的好时机。学生在交流的过程中总结了产生误差的原因：测量工具粗糙、运用镜子测量时镜间距测量误差大、用身高代替眼高等，促使学生进行科学的思考和归因意识的形成。有了这样的科学实践经历不仅促进知识的掌握，也促使学生科学的研究意识和研究方法的形成。在活动中教师针对活动及时的进行点评：方案和报告有雷同，语言表述不够准确，活动中创新少，促进学生进一步思考研究改进。
总之，数学课是培养学生科学素质的主阵地，要在数学教学中更好地引导学生学习、探究、实践、创新，还需要不断地进行教育探索，不断地潜移默化地在学生心灵上播撒科学和创新的种子。