數學思想方法在初中科學教學中的滲透研究

馬立源

摘要：數理思維作為研究和解決問題的基礎思維，在未來的經濟社會中將會扮演越來越重要的角色。而在現階段的中學教育中，科學教育同數學之間的聯系并沒有建立起來，學生缺乏在此方面的系統訓練。我們的教學工作者也意識到，將數學思想帶入到科學教學中更有助于學生的理解和掌握。因此，本文通過的相關的案例分析和實踐結果，提出解決辦法。

關鍵詞：科學教學 數學思想 教學研究

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A

引言：未來經濟社會的發展將使得數學的應用范圍越來越廣泛。而數學思想也將在未來的自然科學領域占到舉足輕重的地位。各國對于數學教育的重視早已成為常態，在現代教育體系中，數理思維被認為是學生綜合素質和能力的一個體現。因此，在初中的科學教育中，有效滲透進數學思想的方法途徑，原則邏輯，是如今我國教育改革工作者的一個重要課題。[1]

一、現階段數學思想方法滲透科學教學的現狀

1.學生現狀分析

當前的數學思維主要應用在解題做題領域，屬于中高考的必備技能。而脫離中高考以后，在與現實問題的對接上，往往連簡單運用的程度都無法做到。例如，制作溶液的配比和稀釋等?；蚶缃鹑诨鹩嬎?，股票等方面的數學運用等。造成這種現象的一個重要原因是因為目前的傳統教學過于依賴課堂學習而與現實生活中的實際應用缺乏聯系。因此，學生的數學思維一般只在解題時才出現。無法理解和體會數學思維的深層次含義，便無法感受到數學思維對于人理解推理能力，抽象概況能力的獨特提高。[2]

另一方面，由于學生學習普遍缺乏原動力，在遇到較難的問題時不愿主動思考，常常等待老師或同學講解，學習方面缺乏鉆研精神，自然很難深入學習數學，掌握數學思維，便更難談及將其應用于科學學科的范圍之內了。[2]因此只有少部分學生能夠做到利用數學知識解決科學問題。

2.教師教學現狀分析

大部分的中學教師都分別將數學教學和科學教學孤立起來，很少對二者建立有效聯系。這與教師的教學觀念有著決定性關系，意味著教師在知識處理上不夠嚴謹，忽視思維邏輯的推導和養成。而我們教育所要強調的是理論聯系實際的能力，而這僅僅通過純粹的試題練習是無法達到的。還會致使學生看不到學習科學的具體應用價值，久而久之便會失去學習的興趣。而學生一旦養成數學思維，并將數學思維滲透進科學學科的學習當中，便會大大提高其主動性，體驗到利用數學思維解決現實問題的樂趣，從而深刻認識到數學思維的價值和作用。[1]

而要展開滲透數學思想的科學教學，便要求教師在擁有較高的知識廣度，以及過硬的職業能力，挖掘出二者之間的有機聯系，并激發起學生學習的興趣，為科學教學的課堂氛圍創造思維活躍的有利氣氛。

二、數學思想滲透科學教學的有效性原則

1.建立合理聯系，進行高效滲透

數學思維的培養與養成，需要進行長期的抽象性與概況性的訓練，才能逐漸掌握。而數學思想的滲透主要在教學過程中實現，并多以概念的理解形成，公式以及定律的演繹推導，包括解題方法的模式為其主要的表現形式?？茖W的教學只有在這些形式上方才可以與數學思維建立起有效聯系。而學生學習和理解的過程，基本遵循從個例到普遍，從具體的表現形式到抽象的概念總結。因此學生在數學思想的培養方面也會遵循這樣從初級到高級的螺旋式上升過程。

例如，在七年級學習到眼球模型及其相關知識時，會先對其實物模型進行接觸了解，在便是關于觸磁感線，光線等抽象知識的學習理解。而在八年級的時候，會專門學習《模型，符號的建立與作用》，從而學生會對于七年級所學的科學知識達到更深刻，更高級的認識和理解。再之后，便會學習《模型，符合的建立與作用》，包括物理學當中，利用數學思維的方法來構建浮力的三大模型，以及物理當中的物態變化的規律總結，物質互相轉化的八圈圖等等。合理有效的建立這些科學學科同數學思想之間的聯系，并不斷加強數學思想對于科學學科的高效滲透，長久以來，學生利用數學思想方法學習科學學科的良好邏輯思維便能形成。[1]

2.建立數學建構性思維，遵循漸進定律

數學思維模式只有在建立起一定結構的基礎之上，才能夠有效發揮其作用。對于一種學科思想來說，與之相聯系的學科知識也必須形成自己的體系。因此對于學生數學思維的培養和搭建上，應該綜合其年齡，認識水平，有計劃的逐步訓練，以求得量變達到質變。

例如在七年級學習《熔化與凝固》時，教學要求學生繪制曲線圖，教師就應該滲透數學思維里數形結合的有關知識，從而在學習之后《速度》之時，輕松理解掌握“s-t”圖像與“v-t”圖像。達到一個由淺及深的過程，從而理解并掌握這一數學思維。

三、數學思想滲透科學教學的方法及策略

1.在教學中有意識的體現數學思維及方法

在科學學科的教學之前，教師應當挖掘課本中所存在的數學思維，并將其有意識的體現在教學目標當中。例如在學習電功公式，歐姆定律以及電功率，電阻發熱等計算公式，以及推導演繹的課程之時。應當結合符合思想以及模型函數思想的數學思維進行訓練。然而當前的學生，雖然學習代數知識，但是所表現出來的“代數意識”還是有些差。表現在對于沒有具體數字，以字母和公式進行推導的能力不強。因此在這一部分中，應當體現“應用不同公式及變形，進行有關計算”的數學思想方法。[2]

2.知識講授的過程中與數學思維相結合

通過讓學生體會知識發生的過程，看研究問題和分析解決問題的實例才能提高學生學習知識的興趣和主動性。例如《密度》的相關學習中，通過收集數據，繪制圖表進行分析，從而得出結論，理解比值的含義，便可以讓學生學習到知識的同時，也學會了分析問題，解決問題的方法。

3.在解決問題中深化數學思維

數學思維在處理復雜問題上仍然具備優勢，通過對于常見題目的總結和歸類，構建起知識模型。例如在學習和解決《浮力》問題時，將其進行分類總結，從而降低難度，更便于學生掌握。從而逐漸在面對解決陌生問題時培養起自己的數學思維，讓復雜的問題簡單化。

四、總結

由于數學思想的表現形式有限，本文只是挑出部分例子進行說明。初中的科學教育同數學教育是相互影響，相互制約的關系。關于教師而言，需要其不斷充實自己的專業素養，緊密結合兩者之間的聯系。而對于學生而言，需要更多的將課堂中學到的知識應用于實際生活之中。在如今課改的大背景之下，數學思想方法對于科學教學的滲透還有很長的路要走。

參考文獻

1.井華.初中數學教學中數學思想和數學方法的滲透[J].課程教育研究，2019，0（51）：161-162.

2.劉國華.初中數學教學中的思維活動分析與數學思想的培養[J].數學學習與研究，2012（8）：19-19.