“STEM”視角下的初中數學教學方法研究

賴玉金

【摘要】“STEM”是一種新型教學理念，將它應用到初中數學教學中，使科學、技術、工程作用于數學，可以提高學生的思維能力，激發學生的學習興趣，為學生將來的學習打下基礎，使他們懂得了應用多種學科的知識來共同解決生活中發生的問題的道理，從而提高了學生的綜合能力和綜合素養.

【關鍵詞】“STEM”的教育理念;初中數學;教學方法;初探

“STEM”是目前備受教育界關注的一種新型教學理念，是更加強調加強對學生科學素養、技術素養、工程素養和數學素養四個方面教育的課程，而科學、技術和工程都是通過數學聯系起來的.因此，應用“STEM”的教學理念來進行數學教學，提高學生的學習能力，從而提升學生的數學核心素養.筆者將就“STEM”視角下的初中數學教學從利用科學原理，提高學生學習數學的思維能力;應用技術手段，激發了學生對數學的學習興趣和引入工程問題，可以為學生將來的學習打下基礎三種方法教學進行初步探究.

一、利用科學原理，提高學生學習數學的思維能力

從宏觀的角度來講，數學是科學的工具，幾乎所有的科學結論都是科學家們應用數學知識精確計算得出的.但在初中數學教學中許多的數學問題也可以用物理現象來解決，也就是說科學和數學可以相互利用.筆者曾經看到過一個利用杠桿原理來解決平面幾何的問題.

如圖所示，三角形ABC的面積為1，D，E，F分別是BC，AC，AB上的三等分點，求三角形PQS的面積.解答：把整個圖形想象成一塊水平放置的紙板.在A點掛一個1 g的砝碼，在B點掛一個2 g的砝碼，在C點掛一個4 g的砝碼.由杠桿原理：F是AB邊上的支點，相當于承受了3 g的重物，這樣的話整個圖形的重心應該在FC上;D是BC邊上的支點，相當于承受了6 g的重物，這樣的話整個圖形的重心應該在AD上.于是，整個圖形的重心就應該落在FC和AD的交點S上，因此，S必須是AD邊的支點.而A重1 g，D重6 g，則AS∶SD=6∶1.于是S△ASC=67S△ADC=67×13S△ABC=27.類似地，S△BQC和S△APB都等于27，剩下的S△PQS就等于17.由此可見，將物理現象應用于數學教學中，可以給學生提供一種新的思考問題的方式，一種題型還可以應用其他學科的知識來解決，或者遇到比較難的數學題目可以靈活應用科學知識來尋找答案而不至于思維僵化，使學生明白科學與數學可以相互利用，從而開闊了學生解決問題的視野，提高了學生學習數學的思維能力.

二、應用技術手段，激發了學生對數學的學習興趣

按常理來說技術與數學根本扯不上關系，但科學與技術密不可分，將科學合理應用就轉化為技術，而科學和數學又可以相互作用，于是技術與數學就有了必然的聯系.而且現在在數學教學中最常用的技術就是現代信息技術，因為數學內容比較抽象，利用信息技術可以呈現出教學中難以呈現的課程內容，能迅速集中學生的注意力，開闊他們思維.例如，在平面幾何中進行“點、線、面”三者關系教學時，教師利用多媒體制作成動畫課件，在講課一開始就將課件作為開場白呈現給學生：一根線一頭拿在手里，一頭吊一重物，手的位置不動來回擺動重物，那么重物就是點，重物劃過就形成一條弧線，重物和線在擺動過程中就形成一個扇形的面，還是手的位置不動讓重物做圓周運動，那么重物和線轉動就形成一個圓錐體.通過演示學生就已經明白了“點、線、面”三者關系，然后再結合教師的講解，學生的理解就更加透徹和全面.所以，在數學教學中應用技術手段，可以將一些不好用語言表述的概念直觀、形象地表達出來，使學生更容易理解和接受，使課堂教學事半功倍，也激發了學生對數學的學習興趣，提高了學生的數學素養.

三、引入工程問題，可以為學生將來的學習打下基礎

工程是科學的結晶，是技術的體現，科學、技術和工程環環相扣、高度融合.既然數學與科學和技術有內在的聯系，那么數學與工程的關系也就不言而喻了.因此，在初中數學的教學中引入工程問題，可以使學生從工程問題上體會數學的奧妙和數學的作用，成為學生學習數學的一種動力.比如，在初中數學中經常會遇到這樣的工程類的題目：已知某項工程由甲工程隊單獨做需要a天完成;如果由乙工程隊先單獨做b天，那么剩下的工程還需要兩隊合做c天才能完成.（其中，a，b，c都為常數，且a>c）求：（1）求乙工程隊單獨完成這項工程所需的天數;（2）求兩隊合做完成這項工程所需的天數.雖然這樣的題是為學生應用數學而出的，但是工程對學生來說很熟悉，比如，修建鐵路、改擴建公路和建造高樓等，通過在數學課堂上引入工程問題，使學生明白了數學的廣泛應用和數學功能的強大以及學好數學的重要性，給學生形成一種無形的學習動力，使學生學習數學的勁頭更足，學習質量更優，而且通過用數學知識解決工程問題，使學生對工程有了進一步的了解，對為學生將來學習工程類專業打下一定的基礎.

“STEM”的教學理念雖然是為加強對學生科學、技術、工程和數學四個素養方面的教育，但事實上他們之間本身就存在相互的聯系，只有將它們高度融合，這四個素養才會在學生身上充分體現，才會達到“STEM”的教育目的.因此，將“STEM”應用于初中數學教學中，不僅使教師的教學方法得到創新，教學手段更加靈活，而且學生在學習數學的同時可以對其他領域有個初步的了解，對激發學生不斷地擴展和探索性學習起了很好的榜樣作用，并且開闊了學生的視野，發散了他們的思維，使他們懂得了生活中發生的大多數問題需要應用多種學科的知識來共同解決的道理，從而提高了學生的綜合能力和綜合素養.

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