基于STEM教育理念下的高中數(shù)學(xué)課堂互動(dòng)教學(xué)模式實(shí)踐探究

劉桂珍

摘 要：STEM指的是科學(xué)、技術(shù)、工程以及數(shù)學(xué)，STEM教育理念應(yīng)用到高中數(shù)學(xué)的教學(xué)理念之中，采用具有吸引力的問(wèn)題解決高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中存在的問(wèn)題，在學(xué)科教學(xué)的過(guò)程中整合學(xué)科資源，體現(xiàn)學(xué)科價(jià)值。從STEM教學(xué)理念出發(fā)，探究如何在STEM理念下進(jìn)行高中數(shù)學(xué)課堂互動(dòng)教學(xué)。

關(guān)鍵詞：課堂互動(dòng)；STEM教育理念；高中數(shù)學(xué)

STEM教育即科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）教育的統(tǒng)稱。為了提高學(xué)生的綜合能力，教師應(yīng)當(dāng)改變當(dāng)前的課堂互動(dòng)教學(xué)模式，鍛煉提高學(xué)生的綜合能力，利用STEM的學(xué)科理念在課堂內(nèi)創(chuàng)建一個(gè)真實(shí)、可靠的教學(xué)環(huán)境，促進(jìn)課堂互動(dòng)，鍛煉學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力。STEM教育包含四大領(lǐng)域的知識(shí)，科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)四者之間存在著相互補(bǔ)充與支撐的關(guān)系，對(duì)學(xué)生的全面發(fā)展有著至關(guān)重要的作用。

一、基于STEM教育理念的課堂互動(dòng)教學(xué)實(shí)施要遵循的原則

在推廣和實(shí)施STEM教學(xué)理念的時(shí)候，教師在設(shè)計(jì)教學(xué)方案的時(shí)候要注意做到“學(xué)科整合、工程情境、問(wèn)題解決驅(qū)動(dòng)、以學(xué)生為中心”。

1.注意學(xué)科知識(shí)與工程情境結(jié)合

STEM教育應(yīng)當(dāng)增強(qiáng)學(xué)科之間聯(lián)系的調(diào)整，建立和確認(rèn)一個(gè)課堂互動(dòng)教學(xué)模式，給高中生更多的啟發(fā)，減少學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的認(rèn)知負(fù)擔(dān)和識(shí)別問(wèn)題的困難性。在優(yōu)化高中數(shù)學(xué)課堂互動(dòng)教學(xué)模式的時(shí)候，工程學(xué)科的聯(lián)系主要集中在物理以及化學(xué)學(xué)科之間，使得學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)更直觀地認(rèn)識(shí)物理原理，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科的理解。

2.注意用問(wèn)題驅(qū)動(dòng)解決學(xué)習(xí)

在建構(gòu)主義的指導(dǎo)下，高中數(shù)學(xué)互動(dòng)教學(xué)模式設(shè)計(jì)優(yōu)化要以一定的教學(xué)模式驅(qū)動(dòng)，將教學(xué)理論與情境認(rèn)知結(jié)合在一起，教師基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的目的進(jìn)行課堂問(wèn)題的設(shè)計(jì)，輔助使用課堂游戲的方式解決真實(shí)的問(wèn)題情境，將學(xué)生放在課堂主體的地位上，鼓勵(lì)團(tuán)隊(duì)合作，共同解決數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中遇到的問(wèn)題，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)的自信心。

3.注意學(xué)科知識(shí)與學(xué)科整合

數(shù)學(xué)是科學(xué)的基礎(chǔ)，科學(xué)為數(shù)學(xué)提供支持和應(yīng)用，數(shù)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)使得學(xué)生掌握了序列和關(guān)系的結(jié)構(gòu)關(guān)系，從計(jì)數(shù)、測(cè)量以及物體描述等幾個(gè)方面進(jìn)行邏輯推理和定量計(jì)算，通過(guò)數(shù)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)使得學(xué)生掌握了邏輯推理、定量計(jì)算以及抽象關(guān)系的研究能力，為之后學(xué)習(xí)科學(xué)、工程等知識(shí)的時(shí)候提供基本的素質(zhì)和能力。

二、STEM教育模式在高中數(shù)學(xué)課堂互動(dòng)教學(xué)中的應(yīng)用

筆者根據(jù)STEM教育理念與數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)特色初探數(shù)學(xué)課堂互動(dòng)教學(xué)模型，見(jiàn)下圖。

在高中數(shù)學(xué)互動(dòng)教學(xué)的過(guò)程中，教師在設(shè)計(jì)教學(xué)模式的時(shí)候應(yīng)當(dāng)創(chuàng)設(shè)輕松的情境，利用教學(xué)設(shè)計(jì)、實(shí)施過(guò)程的方式對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分析和調(diào)整，在課堂上拋出問(wèn)題，進(jìn)行拆分和反饋，調(diào)整互動(dòng)教學(xué)模式和教學(xué)規(guī)模。STEM教育要求教學(xué)互動(dòng)設(shè)計(jì)具有綜合性、開(kāi)放性、動(dòng)態(tài)性、實(shí)踐性、多樣性。根據(jù)以上的教學(xué)模型，可以將高中數(shù)學(xué)互動(dòng)教學(xué)模式分為四個(gè)步驟執(zhí)行：（1）師生互動(dòng)，問(wèn)題引領(lǐng)，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境；（2）新舊知識(shí)聯(lián)系互動(dòng)，運(yùn)用STEM的四大領(lǐng)域的知識(shí)研究問(wèn)題，收集相關(guān)問(wèn)題的解決技術(shù)和數(shù)據(jù)，建立新舊知識(shí)的互動(dòng)聯(lián)系；（3）生生互動(dòng)，小組合作，利用技術(shù)和分析數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)出解決問(wèn)題的方案；（4）小組共同交流和溝通，分享研究結(jié)果。

結(jié)合本文的互動(dòng)教學(xué)模型，在學(xué)習(xí)導(dǎo)數(shù)的相關(guān)知識(shí)的時(shí)候，數(shù)學(xué)教師可以從導(dǎo)數(shù)的概念出發(fā)，應(yīng)用課堂情境進(jìn)行創(chuàng)新，引導(dǎo)學(xué)生熟悉導(dǎo)數(shù)的基本概念、幾何意義和導(dǎo)數(shù)的運(yùn)算法則及基本公式，并設(shè)置一定的課堂情境感受導(dǎo)數(shù)知識(shí)的應(yīng)用，在設(shè)計(jì)導(dǎo)數(shù)幾何意義理解環(huán)節(jié)的時(shí)候，教師要重點(diǎn)把握導(dǎo)數(shù)的變化率，創(chuàng)新進(jìn)行導(dǎo)數(shù)概念的講解，例如引進(jìn)建筑行業(yè)對(duì)導(dǎo)數(shù)的解釋：“能把文字、表格、圖表或者是表達(dá)式的信息轉(zhuǎn)化成一種關(guān)系或者是一個(gè)函數(shù)?！睆慕ㄖ袠I(yè)的角度分析函數(shù)表達(dá)式以及圖象表示，在課堂上為學(xué)生指明數(shù)學(xué)問(wèn)題的研究方式，帶著高中生感受數(shù)學(xué)知識(shí)在實(shí)際行業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用，有效激發(fā)高中生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)積極性，豐富高中生的課堂學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

在新課程改革的教學(xué)背景下，教師應(yīng)當(dāng)改變傳統(tǒng)的教學(xué)培養(yǎng)模式，提高學(xué)生的綜合能力，借助STEM的理念，可以優(yōu)化當(dāng)前的課堂互動(dòng)教學(xué)模式，提高學(xué)生的綜合能力。本文分析了如何在高中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)過(guò)程中滲透STEM的教學(xué)理念，在設(shè)計(jì)優(yōu)化當(dāng)前的互動(dòng)教學(xué)內(nèi)容的時(shí)候應(yīng)當(dāng)遵循什么原則，在問(wèn)題驅(qū)動(dòng)和情境驅(qū)動(dòng)的過(guò)程中調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，培養(yǎng)其對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣，為高中生之后的更深?yuàn)W的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)和知識(shí)應(yīng)用奠定良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊亞平.整合性STEM教育理念下工程類高職數(shù)學(xué)教學(xué)模式的建構(gòu)[D].華東師范大學(xué)，2016.

[2]馬紅芹.美國(guó)K-12階段“科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)”（STEM）教育研究[D].南京師范大學(xué)，2015.

編輯 謝尾合