基于STEM理念的初中數(shù)學(xué)自主課堂構(gòu)建探索

【摘要】隨著新課改的不斷深入，新教學(xué)理念逐步走入初中課堂，很多學(xué)校和教師開(kāi)始注重自主課堂的構(gòu)建，注重培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)[1]。盡管如此，初中階段的數(shù)學(xué)教學(xué)依然存在著很多的問(wèn)題。數(shù)學(xué)是初中階段的重要學(xué)科，發(fā)揮著不可替代的基礎(chǔ)作用，如何打造高效的初中數(shù)學(xué)課堂一直是教育工作者密切關(guān)注的話題。STEM理念強(qiáng)調(diào)學(xué)科知識(shí)的交叉和綜合應(yīng)用，而數(shù)學(xué)知識(shí)是理科知識(shí)的基礎(chǔ)，將STEM理念應(yīng)用于初中數(shù)學(xué)教學(xué)中，有利于提升課堂教學(xué)效率，幫助學(xué)生構(gòu)建科學(xué)的知識(shí)體系，促進(jìn)學(xué)生邏輯思維的形成。本文論述了基于STEM理念開(kāi)展初中數(shù)學(xué)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，并分析了將STEM理念應(yīng)用于初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的策略。

【關(guān)鍵詞】STEM理念;初中數(shù)學(xué);核心素養(yǎng);應(yīng)用策略

作者簡(jiǎn)介：常靜鋒（1983—），男，江蘇省泰州市靖江市濱江學(xué)校。

對(duì)初中學(xué)生而言，數(shù)學(xué)是一門很重要的學(xué)科，學(xué)好數(shù)學(xué)知識(shí)對(duì)他們后續(xù)的學(xué)習(xí)有很大的好處。近年來(lái)，初中數(shù)學(xué)教師紛紛開(kāi)始嘗試新的教學(xué)方法，探索有效的教學(xué)策略，初中數(shù)學(xué)課堂的面貌發(fā)生了諸多變化。然而，就筆者的觀察來(lái)說(shuō)，許多初中數(shù)學(xué)教師在打造高效課堂時(shí)，對(duì)學(xué)生的感受考慮仍不夠，學(xué)生長(zhǎng)時(shí)間處在被動(dòng)學(xué)習(xí)的地位，很容易感到枯燥，甚至逐漸失去學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，這不利于學(xué)生形成良好的數(shù)學(xué)能力。STEM理念下的課堂將學(xué)生的全面發(fā)展作為首要目標(biāo)，以發(fā)展學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力為關(guān)鍵，學(xué)生在這樣的課堂中自主探索，抽絲剝繭地學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)，能夠更好地積累學(xué)科知識(shí)、提升動(dòng)手能力，而且在這樣的過(guò)程中學(xué)生會(huì)更喜歡學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)，更可能形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，從而提升初中數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量。

一、STEM理念概述

STEM教育，即科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、

工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）為主的融合性教育[2]。STEM教育所具有的優(yōu)勢(shì)是，能夠使學(xué)生學(xué)習(xí)如何在生活中靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，并讓學(xué)生有效串聯(lián)所學(xué)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)內(nèi)化和遷移。開(kāi)展STEM教育，還有利于學(xué)生深層次地理解知識(shí)，使學(xué)生積極主動(dòng)地深入探究和整理知識(shí)，培養(yǎng)自己的高階思維

能力。

二、目前初中數(shù)學(xué)課堂存在的問(wèn)題

（一）部分教師的教學(xué)理念相對(duì)落后

近年來(lái)，信息技術(shù)高速發(fā)展，初中數(shù)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容也在發(fā)生變化，然而部分教師的教學(xué)理念沒(méi)有與時(shí)俱進(jìn)，這些教師的課堂上，他們自己仍是教學(xué)的核心，學(xué)生只能被動(dòng)接受知識(shí)。這樣的教學(xué)方法和教學(xué)模式相對(duì)落后，即使這些教師將培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)作為目標(biāo)，但在這樣的課堂形式下做的許多努力只能是流于形式，“滿堂灌”和“一言堂”難以真正培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

（二）學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性相對(duì)較弱

初中生的心理、思維都處在發(fā)展階段，他們?nèi)菀资艿浇虒W(xué)模式的影響，自主探究的意識(shí)不足，學(xué)習(xí)時(shí)對(duì)教師的依賴較強(qiáng)。學(xué)生在課堂上，普遍只是接受知識(shí)，獨(dú)立對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行思考的能力不足。因此，教師不僅需要將知識(shí)教給學(xué)生，教會(huì)學(xué)生如何解題，還要引導(dǎo)學(xué)生思考數(shù)學(xué)知識(shí)的深層含義。但許多教師教學(xué)時(shí)沒(méi)有對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的發(fā)展予以充分的重視，不注重引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)、深入探索，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性相對(duì)較弱，這也成了提高初中數(shù)學(xué)課堂效率的一大阻力。

（三）師生關(guān)系不夠密切，互動(dòng)不足

初中數(shù)學(xué)課堂多是教師為主體，學(xué)生大都對(duì)教師存在畏懼心理，這就導(dǎo)致課堂上師生的互動(dòng)不足，學(xué)生在提問(wèn)或者回答問(wèn)題時(shí)考慮得太多，不愿意主動(dòng)提問(wèn)、主動(dòng)回答。而且教師和學(xué)生之間缺乏溝通，教師也就難以開(kāi)展有針對(duì)性的教學(xué)，不能因材施教，課堂的實(shí)效性也不足。

三、基于STEM理念構(gòu)建初中數(shù)學(xué)自主課堂的優(yōu)勢(shì)

一方面，基于STEM理念開(kāi)展初中數(shù)學(xué)教學(xué)能夠有效構(gòu)建初中數(shù)學(xué)自主課堂，對(duì)于深化學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的認(rèn)識(shí)具有明顯的促進(jìn)作用。在STEM理念下，教師需要重視實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，并在教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)、深入探究所學(xué)知識(shí)，從而讓學(xué)生在探索知識(shí)的過(guò)程中不斷提高實(shí)踐技能，培養(yǎng)學(xué)習(xí)能力，為學(xué)生的多元化發(fā)展做好鋪墊工作。當(dāng)然，教師在基于STEM理念開(kāi)展教學(xué)的過(guò)程中，還需要借助科學(xué)、合理的教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，借助豐富多樣的實(shí)踐教學(xué)素材，拓寬學(xué)生的視野，借助豐富多樣的教學(xué)手段，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)要點(diǎn)的印象，從而有效深化學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的認(rèn)識(shí)[3]。

另一方面，基于STEM理念構(gòu)建數(shù)學(xué)自主課堂還有利于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。初中階段是培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的關(guān)鍵階段，教師應(yīng)有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的自律能力，并提升其自主學(xué)習(xí)的能力，鼓勵(lì)其積極參與數(shù)學(xué)知識(shí)探究活動(dòng)?；赟TEM理念的數(shù)學(xué)課堂強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，教師需要從預(yù)習(xí)階段就開(kāi)始引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖灾魈剿鳎粩嘧寣W(xué)生與教師、學(xué)生與學(xué)生之間發(fā)生互動(dòng)，交流有效的探索、學(xué)習(xí)方法，確保學(xué)生在具有交互性、創(chuàng)新性、系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)過(guò)程中，提升自己探究數(shù)學(xué)知識(shí)的能力。

因此，在新的教學(xué)情形下，初中數(shù)學(xué)教師可以基于STEM理念構(gòu)建自主課堂，并結(jié)合育人目標(biāo)，鍛煉學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主探究、自主解題的能力，讓學(xué)生結(jié)合重難點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行拓展性探究，有效提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。

四、基于STEM理念構(gòu)建初中數(shù)學(xué)自主課堂的策略

（一）改變教學(xué)準(zhǔn)備工作

在初中數(shù)學(xué)課堂中，教師應(yīng)扮演引路人的角色，使學(xué)生獲得豐富的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，帶學(xué)生探索知識(shí)，形成科學(xué)的知識(shí)體系。要基于STEM理念打造高效的初中數(shù)學(xué)課堂，教師需要從教學(xué)準(zhǔn)備工作開(kāi)始，就基于STEM理念進(jìn)行。

教師在進(jìn)行教學(xué)準(zhǔn)備時(shí)，就需要提前想好如何引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)知識(shí)探索，讓學(xué)生愿意參與學(xué)習(xí)活動(dòng)。此外，教師還需要將重點(diǎn)、難點(diǎn)知識(shí)進(jìn)行適當(dāng)分解，確保學(xué)生學(xué)習(xí)后能夠順利消化所學(xué)知識(shí)，提升學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與應(yīng)用能力，為學(xué)生全面培養(yǎng)自身的學(xué)習(xí)技能提供助力。

具體來(lái)說(shuō)，首先，教師要借助網(wǎng)絡(luò)搜集相關(guān)的教育教學(xué)素材，確保自己能在實(shí)際教學(xué)活動(dòng)中科學(xué)應(yīng)用STEM理念構(gòu)建自主課堂，讓學(xué)生進(jìn)行自主而全面的課程學(xué)習(xí)，提高自主學(xué)習(xí)能力。其次，教師要構(gòu)建師生之間能夠進(jìn)行良好互動(dòng)交流的環(huán)境，在日常學(xué)習(xí)生活中，就盡量通過(guò)直接與學(xué)生對(duì)話拉近與學(xué)生心靈的距離，使學(xué)生在實(shí)踐學(xué)習(xí)活動(dòng)中，培養(yǎng)探索學(xué)習(xí)興趣，提升綜合實(shí)踐技能，從而提高學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。最后，教師要積極提升自己的溝通、交流能力，時(shí)常與學(xué)生進(jìn)行交流，了解學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的困難，給予學(xué)生精神鼓勵(lì)和實(shí)際幫助。

此外，隨著互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)的發(fā)展，許多的現(xiàn)代化軟件能作為教育的輔助工具，教師在教學(xué)準(zhǔn)備階段應(yīng)當(dāng)思考清楚如何合理地應(yīng)用現(xiàn)代化的軟件，讓枯燥的知識(shí)變得富有趣味性，讓知識(shí)以更加生動(dòng)直觀的方式呈現(xiàn)在學(xué)生面前，也節(jié)省教師的授課時(shí)間。

例如，在指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)初中數(shù)學(xué)教材中的“二次函數(shù)”時(shí)，考慮到這一內(nèi)容的教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生根據(jù)變量不同引發(fā)的圖像變化意識(shí)到兩個(gè)未知量之間存在的關(guān)聯(lián)。然而函數(shù)是由點(diǎn)組成的，無(wú)數(shù)的點(diǎn)方能構(gòu)成拋物線，教師要想確保拋物線的準(zhǔn)確性，就必須嚴(yán)格按照點(diǎn)的分布畫(huà)圖，需要大量時(shí)間。于是，教師可以在教學(xué)準(zhǔn)備環(huán)節(jié)提前打開(kāi)幾何畫(huà)板，使用該軟件提供的功能繪制準(zhǔn)確的拋物線，確保自己在課堂上有充足的時(shí)間開(kāi)展教學(xué)，也確保拋物線準(zhǔn)確、直觀，讓學(xué)生能夠清晰地看出圖像的變化。

又如，在指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)初中數(shù)學(xué)教材中的“幾何證明”這一章節(jié)時(shí)，教師也應(yīng)基于STEM理念，在教學(xué)準(zhǔn)備環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)生動(dòng)、有趣的教學(xué)活動(dòng)，讓學(xué)生在課堂上進(jìn)行知識(shí)探究，從而科學(xué)地鍛煉學(xué)生的自主思考能力，為后續(xù)開(kāi)展系統(tǒng)性教學(xué)做好鋪墊工作。教師可以讓學(xué)生結(jié)合具體的解題方法開(kāi)展探究，并鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自主探究，幫助學(xué)生培養(yǎng)邏輯思考能力，完成條理清晰的證明，使學(xué)生在進(jìn)行幾何證明過(guò)程中更順利地找到證明依據(jù)和條件，提升學(xué)生數(shù)學(xué)解題準(zhǔn)確率。與此同時(shí)，教師要鼓勵(lì)學(xué)生深入了解角、平行線、平面圖形、全等三角形、對(duì)稱軸等相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，提升學(xué)生對(duì)幾何的觀察能力以及實(shí)驗(yàn)、歸納、類比、猜想、說(shuō)理、反思等能力，使學(xué)生在識(shí)圖、作圖過(guò)程中進(jìn)行合理推理，以掌握幾何證明的方法和技巧。

（二）利用小組合作開(kāi)展教學(xué)

構(gòu)建自主課堂的目的就是提升課堂效率，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。但是學(xué)生之間的學(xué)習(xí)能力存在差異，且許多學(xué)生有著自己獨(dú)特的學(xué)習(xí)方法。教師可以利用這一特點(diǎn)，開(kāi)展小組合作教學(xué)，讓學(xué)生在小組合作中互相促進(jìn)。當(dāng)然，教師需要注意的是，在利用小組合作構(gòu)建自主課堂時(shí)，切不可隨意地分組，教師應(yīng)秉持著能力相近、公正平等的原則分組，確保每個(gè)小組都有自主學(xué)習(xí)能力強(qiáng)和自主學(xué)習(xí)能力弱的學(xué)生，讓小組之間形成良性的競(jìng)爭(zhēng)[4]。

（三）讓學(xué)生將數(shù)學(xué)知識(shí)與生活聯(lián)系起來(lái)

有許多初中數(shù)學(xué)知識(shí)和生活聯(lián)系十分密切，基礎(chǔ)數(shù)學(xué)知識(shí)更是在生活的許多方面都有體現(xiàn)。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生意識(shí)到數(shù)學(xué)知識(shí)與生活的聯(lián)系，并讓學(xué)生自覺(jué)將所學(xué)知識(shí)聯(lián)系實(shí)際，這樣做能夠加深學(xué)生的學(xué)習(xí)體會(huì)，讓生活成為知識(shí)傳播的載體之一，也讓學(xué)生學(xué)以致用，同時(shí)降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，學(xué)生會(huì)更明確學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)的意義。

例如在指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)初中數(shù)學(xué)教材中的“統(tǒng)計(jì)”這一章節(jié)時(shí)，教師就可以適當(dāng)引入生活中的例子，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)良好的學(xué)習(xí)情境，激發(fā)學(xué)生自主探究的興趣。教師可以向?qū)W生介紹福利彩票的中獎(jiǎng)概率，讓學(xué)生明白彩票的中獎(jiǎng)機(jī)制和基本原理，這樣既能給學(xué)生科普相關(guān)知識(shí)，吸引學(xué)生的注意力，也能讓學(xué)生更加直觀地感受統(tǒng)計(jì)知識(shí)的作用。

（四）培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)設(shè)情境的能力

在課堂上，教師通常會(huì)選擇以提問(wèn)的方式，引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)分析并解決問(wèn)題。不過(guò)，僅以此種方式開(kāi)展教學(xué)，會(huì)使學(xué)生難以意識(shí)到自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的重要性，并對(duì)學(xué)生的自主思維發(fā)展造成約束，甚至讓學(xué)生認(rèn)為解決問(wèn)題只是套用公式，思考數(shù)學(xué)問(wèn)題就是思考需要套什么公式[5]。鑒于此，教師在構(gòu)建自主課堂時(shí)，要重視培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)設(shè)情境的能力，讓學(xué)生通過(guò)親身體驗(yàn)過(guò)程，提高對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的探究、學(xué)習(xí)能力，為學(xué)生形成良好的數(shù)學(xué)思維提供助力，從而提升課程的質(zhì)量與效率，在有效培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的同時(shí)，增強(qiáng)學(xué)生的自律性。

例如，在指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)初中數(shù)學(xué)教材中的“坐標(biāo)方法的簡(jiǎn)單應(yīng)用”這一內(nèi)容時(shí)，教師要鼓勵(lì)學(xué)生先結(jié)合教材內(nèi)容進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，讓學(xué)生充分把握教材內(nèi)容。在學(xué)生預(yù)習(xí)時(shí)，教師可提醒學(xué)生分類標(biāo)注知識(shí)點(diǎn)，確保其能在課上快速掌握該章節(jié)的主體內(nèi)容。到了課堂上，在簡(jiǎn)單講解之后，教師就可以鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用新媒體教學(xué)設(shè)備自主創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，使學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)需求設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動(dòng)，更深入地了解坐標(biāo)形成的過(guò)程，從而有效建構(gòu)空間思維，培養(yǎng)數(shù)學(xué)邏輯。這樣的課堂還可以激發(fā)學(xué)生交流溝通的動(dòng)力，讓學(xué)生借助情境與問(wèn)題進(jìn)行探究，鍛煉自己的邏輯思維。

（五）培養(yǎng)學(xué)生自主獲取信息的能力

自主獲取信息能力的高低對(duì)于學(xué)生能否利用自主課堂高效學(xué)習(xí)尤為重要。學(xué)生能夠自主獲取知識(shí)，方可更好地完成自主學(xué)習(xí)，STEM理念也就能更好地融入數(shù)學(xué)課堂。

因此，在指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)初中數(shù)學(xué)教材中的“圖形的旋轉(zhuǎn)”等知識(shí)點(diǎn)時(shí)，教師要注重培養(yǎng)學(xué)生提取信息能力，讓學(xué)生結(jié)合知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行探究活動(dòng)，促使學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)信息的捕捉能力得到強(qiáng)化。比如，教師可以在帶領(lǐng)學(xué)生解讀教材內(nèi)容后，引導(dǎo)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)圖形旋轉(zhuǎn)的實(shí)例，讓學(xué)生在生活中感受平移、旋轉(zhuǎn)、軸對(duì)稱等圖形旋轉(zhuǎn)，并通過(guò)觀察實(shí)例認(rèn)識(shí)圖形的旋轉(zhuǎn)。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著時(shí)代的變化，初中數(shù)學(xué)教學(xué)面臨著新的挑戰(zhàn)。培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)是初中數(shù)學(xué)教學(xué)的重要任務(wù)，教師應(yīng)認(rèn)真學(xué)習(xí)STEM理念，并將STEM理念融入初中數(shù)學(xué)教學(xué)，開(kāi)展多樣化的教學(xué)，全面構(gòu)建自主課堂，以培養(yǎng)學(xué)生的優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)習(xí)慣，讓學(xué)生具備良好的學(xué)習(xí)能力。

【參考文獻(xiàn)】

[1]程永奇.簡(jiǎn)析新課程理念下初中學(xué)生數(shù)學(xué)課堂合作學(xué)習(xí)的重要性[J].考試周刊，2021（08）：69-70.

[2]鄧昌濱.STEM教育視域下的初中數(shù)學(xué)“課題學(xué)習(xí)”教學(xué)[J].中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)參考，2020（35）：62-65.

[3]馬正寶.核心素養(yǎng)理念下初中數(shù)學(xué)教學(xué)策略淺析[J].當(dāng)代家庭教育，2020（36）：109-110.

[4]梁通業(yè).STEM理念數(shù)學(xué)自主課堂模式初探[J].數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與研究，2019（03）：99-100.

[5]王曉東.初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中小組合作學(xué)習(xí)存在的問(wèn)題及對(duì)策研究[J].讀寫(xiě)算，2021（01）：137-138.