高中數(shù)學(xué)課程中的STEM教育初探

◎張蓮聯(lián)

一、前言

我國(guó)高中課程正面臨著從分科到綜合的階段，如何有效的將課程綜合在一起時(shí)當(dāng)前課程改革主要思考的問(wèn)題。STEM教育是給予數(shù)學(xué)、科學(xué)、技術(shù)和工程的跨學(xué)科教育，目前STEM教育在國(guó)際上越來(lái)越受到多數(shù)國(guó)家的關(guān)注，我國(guó)也逐漸加深了對(duì)STEM教育的重視程度。通過(guò)國(guó)家教育部門、社會(huì)、學(xué)校之間的聯(lián)合，促進(jìn)學(xué)科之間的整合，從而促進(jìn)學(xué)生積極學(xué)習(xí)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。

二、STEM教育的內(nèi)涵

STEM教育囊括了與數(shù)學(xué)、科學(xué)、技術(shù)、工程相聯(lián)系的領(lǐng)域，是一個(gè)偏理科的教學(xué)課程。STEM教育最初起源于發(fā)達(dá)國(guó)家，主要目的在于面對(duì)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)下人才培養(yǎng)的反思。在經(jīng)濟(jì)全球化的背景下，越來(lái)越多的國(guó)家開(kāi)始重視STEM教育，我國(guó)也逐漸提高了對(duì)STEM教育的重視。STEM教育不僅能夠讓學(xué)生投身于數(shù)學(xué)、科學(xué)、技術(shù)與工程領(lǐng)域的貢獻(xiàn)中，而且能夠培養(yǎng)學(xué)生解決當(dāng)代問(wèn)題的能力。在STEM教育中，要求學(xué)生通過(guò)自主學(xué)習(xí)，以同伴合作的形式，完成目標(biāo)。重點(diǎn)在于培養(yǎng)學(xué)生的自主探索能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、交流溝通能力、思維創(chuàng)新能力等。

三、數(shù)學(xué)課程中的STEM教育

1．掌握教學(xué)方法，領(lǐng)悟數(shù)學(xué)思想 新課改對(duì)于數(shù)學(xué)課程的要求是，數(shù)學(xué)課程內(nèi)容不僅僅是通過(guò)數(shù)學(xué)知識(shí)的講解，讓學(xué)生了解數(shù)學(xué)以及運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)，也包括通過(guò)什么樣的教學(xué)方式完成教學(xué)目標(biāo)，并在教學(xué)過(guò)程中讓學(xué)生明白數(shù)學(xué)中蘊(yùn)含的思想。

數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)，不僅要讓學(xué)生明白數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)，更重要的是讓學(xué)生明白數(shù)學(xué)思想，通過(guò)數(shù)學(xué)思想舉一反三，運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決同一類別的問(wèn)題。比如學(xué)習(xí)到排列組合時(shí)，通過(guò)數(shù)形結(jié)合的思想，解決生活中組合數(shù)量的問(wèn)題。通過(guò)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生明白其中的數(shù)學(xué)思想，將未知轉(zhuǎn)換成已知、將復(fù)雜轉(zhuǎn)換成簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)換思想，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和分析能力。

2．科學(xué)與數(shù)學(xué)結(jié)合，培養(yǎng)求實(shí)精神 在數(shù)學(xué)知識(shí)的講解中，可以將科學(xué)與數(shù)學(xué)相結(jié)合，既培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的能力，又培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)。在解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的過(guò)程中，一定要科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)生可以通過(guò)實(shí)踐、邏輯推理、合作以及觀察度量等方式，輔助解決數(shù)學(xué)問(wèn)題。

比如在學(xué)習(xí)到幾何體時(shí)，教師讓學(xué)生們計(jì)算球的體積。同學(xué)們可以通過(guò)實(shí)踐操作，動(dòng)手制作一個(gè)空心球或者是直接取材，用水或者是沙子灌滿空心球，然后將球內(nèi)的沙子或者水倒進(jìn)燒杯中，從而得到球的體積。從體積轉(zhuǎn)換中，將不可測(cè)量的體積變成可測(cè)量的體積。然后學(xué)生通過(guò)測(cè)量該球的半徑，探索球的體積、π和球半徑三者之間的聯(lián)系，驗(yàn)證了書本上球體積的計(jì)算公式：V＝πr3。學(xué)生通過(guò)認(rèn)真的實(shí)踐和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)尿?yàn)證，從而用科學(xué)的方式驗(yàn)證數(shù)學(xué)結(jié)果。

3．技術(shù)與數(shù)學(xué)整合，培養(yǎng)信息素養(yǎng) 新課改的要求下，指出數(shù)學(xué)課程的講解需要結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù)，注意將信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容整合，根據(jù)現(xiàn)代信息技術(shù)對(duì)數(shù)學(xué)教學(xué)方式和教學(xué)內(nèi)容的影響，為學(xué)生提供豐富的教學(xué)資源，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

比如在學(xué)習(xí)到排列組合時(shí)，教師提問(wèn)學(xué)生，將10個(gè)不同的物體進(jìn)行排列組合，一共有多少中組合方式。如果通過(guò)一個(gè)個(gè)排列的話，不僅耽誤時(shí)間，而且這種求解方式是非常不現(xiàn)實(shí)的。將信息技術(shù)運(yùn)用到數(shù)學(xué)問(wèn)題的解決中，通過(guò)電腦操作，將這10個(gè)物體進(jìn)行排列組合，經(jīng)過(guò)電腦快速計(jì)算，得出組合結(jié)果。而且通過(guò)信息技術(shù)可以加強(qiáng)師生之間的交流溝通，教師可以通過(guò)信息技術(shù)布置作業(yè)、批改作業(yè)以及為學(xué)生解決問(wèn)題。這樣不但減輕了教師的教學(xué)工作，也及時(shí)提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)。

4．工程與數(shù)學(xué)整合，體現(xiàn)生活化 在數(shù)學(xué)教學(xué)中，適當(dāng)通過(guò)一些實(shí)踐活動(dòng)提高學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的能力。設(shè)置一些綜合性的題目，讓學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中明白相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，并且通過(guò)分組協(xié)調(diào)探索培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。數(shù)學(xué)來(lái)源與生活，也將用于生活。數(shù)學(xué)與生活中的工程是緊密聯(lián)系在一起的。

比如在工程在設(shè)施的過(guò)程中會(huì)運(yùn)用到平面、空間幾何等多種多樣的數(shù)學(xué)知識(shí)，。教師可以在課堂上提問(wèn)，高中階段所學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)知識(shí)，哪些是運(yùn)用到工程建設(shè)中的？同學(xué)們積極回答，并班級(jí)內(nèi)容進(jìn)行討論，對(duì)同學(xué)們的答案進(jìn)行反思評(píng)價(jià)。教師模擬工程項(xiàng)目，讓學(xué)生們積極參與到其中，通過(guò)具體實(shí)踐發(fā)現(xiàn)其中蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)知識(shí)。

四、小結(jié)

我國(guó)教育課程正從分科向綜合進(jìn)行轉(zhuǎn)變，通過(guò)學(xué)科之間的共通點(diǎn)，使學(xué)生能夠?qū)χR(shí)點(diǎn)深層次地探索。而課程改革的重點(diǎn)在于通過(guò)什么樣的形式將課程進(jìn)行整合。數(shù)學(xué)教學(xué)在我國(guó)教育中相對(duì)來(lái)說(shuō)是比較成熟的，以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，將數(shù)學(xué)與技術(shù)、科學(xué)和工程整合在一起，這也是STEM教育的主要思路。STEM教育是一種跨學(xué)科式教育，通過(guò)STEM教育對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合培養(yǎng)，培養(yǎng)全面發(fā)展型人才。目前STEM教育已經(jīng)逐漸被人們所接受，成為當(dāng)前教育改革中重要的手段之一。

參考文獻(xiàn)：

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［2］馮華．STEM教育視野下的綜合課程建設(shè)［J］．中小學(xué)管理，2016（5）：14－16．