新课标高中数学教学中培育学生科学精神的实践研究

数学是研究数量关系和空间形式的一门科学。数学源于对现实世界的抽象，基于抽象结构，通过符号运算、形式推理、模型构建等，理解和表达现实世界中事物的本质、关系和规律。数学在形成人的理性思维、科学精神和促进个人智力发展的过程中发挥着不可替代的作用。《普通高中数学课程标准（2017年版2020年修订）》在“基本理念”中指出：“高中数学课程以学生发展为本，落实立德树人根本任务，培育科学精神和创新意识，提升数学学科核心素养。”同时，在“课程目标”中要求：“通过高中数学课程的学习，学生能提高学习数学的兴趣，增强学好数学的自信心，养成良好的数学学习习惯，发展自主学习的能力；树立敢于质疑、善于思考、严谨求实的科学精神。”可见，新课标高度重视培育学生的科学精神。在此，笔者就新课标高中数学教学中培育学生科学精神作了一定的实践研究。

一、突出发展数学核心素养，培育学生的科学精神。

《普通高中数学课程标准（2017年版2020年修订）》要求：“应突出发展学生数学学科核心素养的目标要求，帮助学生在获得必要的基础知识和基本技能、感悟数学基本思想、不断积累数学基本活动经验的过程中，逐步提高发现和提出问题的能力、分析和解决问题的能力，发展数学实践能力及创新意识，树立科学精神，促进学生学会学习。”（1）认识数学模型在科学、社会、工程技术诸多领域的作用，提升实践能力，增强创新意识和科学精神。例如，在《数列》这一章知识的学习过程中，在学习完等差和等比数列的基础知识后，教师要引导学生从不同的角度去认知数列，熟练地掌握通项公式，并运用该公式进行相关数学题目的运算。在此基础上，学生要有意识地构建起数学模型。在数学实践教学过程中，教师要有意识地锻炼学生的建模思维，使其在不断的发展中得到拓展，不仅学习到扎实的数学基础知识内容，而且能够真正地处理现实中的问题，有助于培育学生的科学精神。（2）通过运算促进数学思维发展，形成规范化思考问题的品质，养成一丝不苟、严谨求实的科学精神。以《平面向量的运算》一节教学为例，教师在布置相关习题时，要充分结合到三角形法则与平面四边形法则，让学生可以熟练运用这两种解题方法来解决向量中的问题，多方提高学生的运算能力。在实际问题的解答中，每个学生都有自己独特的解题方法，只要自己能够通过自己的方式算出正确答案就是好的方法。不管是哪种运算方法都能提高学生对这种方法运用的熟练程度，使其从多角度出发促进思维能力的发展，综合提高数学运算能力，从而通过运算促进学生科学精神的培育。

二、教学内容融入数学文化，培育学生的科学精神。

《普通高中数学课程标准（2017年版2020年修订）》要求：“数学文化应融入数学教学活动。在教学活动中，教师应有意识地结合相应的教学内容，将数学文化渗透在日常教学中，引导学生了解数学的发展历程，认识数学在科学技术、社会发展中的作用，感悟数学的价值，提升学生的科学精神。”“应当把数学文化融入到学习内容中，可以适当地介绍数学和科学研究的成果，开拓学生的数学视野，激发学生的学习兴趣与好奇心，培养学生的科学精神。”比如，一教师在介绍欧拉公式时，给学生讲讲欧拉的事迹：18世纪数学界的灵魂人物欧拉（Leonhard Euler ，1707～1783），他在年近花甲时双目失明。不久，除了其本人和一些手稿幸免于难外，他的住所和财产全都在一场大火后荡然无存。尽管遭受一系列的不幸和沉重打击，欧拉的科学活动丝毫没有减少，欧拉用其罕见的记忆力和心算能力进行高等数学运算。欧拉在完全失明前，在还能朦胧地看到一些东西的最后时刻，还在一块大黑板上写下他发现的公式，然后口述其内容。在失明后的17年里，欧拉还解决了许多数学问题，他的论文多而且长，以致在他去世之后的10年内，他的论文仍在科学院的院刊上持续发表。19世纪伟大数学家高斯（Gauss，1777～1855）曾说：“研究欧拉的著作永远是了解数学的最好方法”。在教学中把数学家的这种精神植入学生的思想中，可以端正学生的学习态度，养成良好的学习习惯和勇于探索、不怕困难的精神。

三、引导学生理性思考问题，培育学生的科学精神。

理性思考实质上是带有明确性特点的一种思考方向，是学生按照一定的思维依据，细致观察事物，在对问题加以分析后，展现的一种抽象概括思维。理性思考是人类探索客观事物本质和规律的有效武器，理性思考并不停留于对事物外部和表面之间关系的认识，而是遵循特定的理论，以高度的洞察力和抽象力分析矛盾，最终形成正确的理性认识。数学作为一门逻辑性强、抽象化的学科，在一些数学概念界定、法则使用及结论检测过程中均有严格的规定与要求，若不遵守规定、有意忽略等，很难取得良好的做题效果。故而，在高中数学教学中，教师要培养学生解题过程中要有理有据，认真遵循运算法则与定理等。比如，在《圆锥曲线的方程》这一章的《双曲线》一节教学中，教师给出一道例题“已知C、D两哨所间距为1400m，C比D早3s听到炮弹爆炸声，声速是340m/s，试问炮弹爆炸点在怎样的曲线上？”不难发现，这道例题是依照双曲线定义改编而成的。若学生只依照数学方法求算出本题的答案，能够做出如下结论：炮弹爆炸点应在双曲线上。但是通过联系现实情况可以发现，爆炸点只能在双曲线的一侧支上，且是临近C点的一支上。这就要求学生在解题过程不能只是死套教科书上的理论知识，应结合题目内容进行分析探究，善于利用批判的眼光去检查自己解出的答案。课堂教学中教师要重点强调这种客观规律、规则做实的精神，逐渐协助学生养成理性的思辨能力，从而培育学生的科学精神。

总之，高中阶段学生科学精神的培育是一个长期的过程，无法一蹴而就，也不能急功近利，否则必然会适得其反。在新课标高中数学教学中，教师要立足学生层面，从教育实际和学生情况出发，构建有效的科学精神培育方案，进而循序渐进地推动学生科学精神的形成。