淺談STEM視角下高中數(shù)學生成性教學的設計策略

摘 要：現(xiàn)階段隨著科學理論體系越來越穩(wěn)定，以及工程與技術的進步使人們的生活發(fā)生較大的改變，導致工程、技術素養(yǎng)等概念逐漸進入公眾視野。同時為確保對新時期知識經(jīng)濟的挑戰(zhàn)，我國的高中數(shù)學學科需要為社會培養(yǎng)理、工相結合的技術型創(chuàng)新人才，但是在我國大部分高中階段的教育教學中，理科與工科存在失衡的情況，導致教師無法對學生的創(chuàng)新思維與動手能力進行有效的培養(yǎng)。因此，教師在STEM視角下，通過設計高中數(shù)學生成性的教學，使學生的邏輯思維能力得到充分發(fā)展，從而實現(xiàn)學生更加全面、健康的發(fā)展與成長。

關鍵詞：高中;數(shù)學;生成性教學;STEM;設計;策略

因為在高中階段的教育教學過程中，主要的教學目標就是對學生的邏輯思維能力進行培養(yǎng)，才能夠確保為學生的終身學習與發(fā)展奠定堅實的基礎。而隨著我國科學技術不斷快速的發(fā)展，使我國教育對高中數(shù)學教學內(nèi)容與教學方法的要求越來越高，導致我國大部分高中數(shù)學教學無法滿足社會的發(fā)展需求。所以STEM教學方法作為一種新型的方法，教師在STEM視角下，對高中數(shù)學教學內(nèi)容與教學形式進行設計，使教師在教學中可以對科學、技術與工程教學進行滲透，從而大幅提升高中數(shù)學教學的質(zhì)量與效果。

一、STEM教育的內(nèi)涵

STEM主要是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）與數(shù)學（Mathematics）四門學科英語首字母的縮寫，而且它們之間具有十分緊密的聯(lián)系，數(shù)學屬于科學工具;科學是工程的基礎;工程設計產(chǎn)品高新技術手段;高新技術為工程實施提供有力的硬件支持，而STEM教育的出現(xiàn)，使人們傳統(tǒng)的認知與思維習慣發(fā)生改變[1]。同時STEM教育與傳統(tǒng)的課堂教學相比較，更加重視某個特定的項目或任務，使教師可以引導學生運用多種媒介對多個領域的知識進行整合，確保學生通過合作學習完成任務，從而使學生可以對傳統(tǒng)教學中單一學科的知識束縛進行突破。

二、STEM視角下高中數(shù)學生成性教學的設計策略

（一）在高中數(shù)學課堂中融入科學教育

因為在新課改的背景下，蘇教版的高中數(shù)學教材中有很多數(shù)學知識是在生活中應用的實例，所以教師可以根據(jù)教學內(nèi)容，不斷尋找數(shù)學與科學課程的結合點，確保通過對科學知識的滲透，使學生的科學素養(yǎng)得到提升[2]。所以教師在對高中數(shù)學中的“拋物線”進行講解時，教師為確保加深學生對概念的理解，在教學過程中可以通過結合相關的物理背景，例如平拋運動的相關公式有：（s是位移，v0是初始速度，t為平拋時間，H為平拋高度，g為重力加速度，vt為平拋時間為t時的速度），（1）位移公式：水平方向：s=v0t、豎直方向：H=;（2）時間公式：t2=;（3）高度、時間、初始速度間的關系：h=v0t-;（4）平拋速度與初始速度之間的關系：vt2-v02=2gh;（5）平拋時間與高度的關系：t=。平拋運動相關公式推理的原理為：平拋運動可視為以下兩個運動的合運動：（1）物體在水平方向上不受外力，由于慣性而做初速度不變的勻速直線運動（2）物體在豎直方向上初速度為零，只受重力作用而做的自由落體運動。這兩個分運動各自獨立，又是同時進行，具有分運動的獨立性和等時性。因此可以推理出上述諸多公式。

不斷調(diào)動學生的思維，引導學生從不同的角度對拋物線進行理解，從而使學生可以更加深入地理解與掌握拋物線的相關知識。

（二）在高中數(shù)學課堂中融入技術教育

在《普通高中數(shù)學課程標準》中明確指出，隨著我國不斷地應用信息技術，在高中數(shù)學教學中通過整合信息技術，有機結合信息技術與數(shù)學教學內(nèi)容，讓學生對數(shù)學的本質(zhì)進行了解，從而對數(shù)學知識進行更加深入的理解與掌握。而且教師通過運用幾何畫板、Flash等軟件，可以將數(shù)學教學內(nèi)容動態(tài)地呈現(xiàn)給學生，從而更加利于教師對學生的信息技術素養(yǎng)的培養(yǎng)。例如教師在對“函數(shù)的應用”進行講解時，可以在每一臺學生機上對Excel與幾何畫板軟件進行安裝，引導學生對二次函數(shù)的圖象進行繪制，二次函數(shù)的圖象是拋物線，但拋物線不一定是二次函數(shù)。開口向上或者向下的拋物線才是二次函數(shù)。拋物線是軸對稱圖形;對稱軸為直線，x=-，對稱軸與拋物線唯一的交點為拋物線的頂點P。特別地，當b=0時，拋物線的對稱軸是y軸（即直線x=0）;拋物線有一個頂點P，坐標為P;當=0時，P在y軸上;當Δ=b2-4ac=0時，P在x軸上;二次項系數(shù)a決定拋物線的開口方向和大小;當a>0時，拋物線開口向上;當a<0時，拋物線開口向下;a越大，則拋物線的開口越小;a越小，則拋物線的開口越大;確保每一個學生都能夠清楚地對函數(shù)圖象的變化進行了解，從而更加利于學生對函數(shù)進行理解與掌握。

總而言之，高中階段的學習屬于學生極其重要的學習階段，而且數(shù)學學科在高中教育教學中是十分重要的學科，學生通過學習數(shù)學，能夠為日后其他學科的學習奠定堅實的基礎，而且隨著我國不斷快速發(fā)展的科學技術，使我國的教育越來越重視高中數(shù)學的教學，導致我國高中階段對數(shù)學教學提出更高的要求。同時STEM教育作為一種新型的教育形式，可以使學生突破傳統(tǒng)教學中單一學科的知識束縛，不斷發(fā)展學生的邏輯思維能力，從而實現(xiàn)學生更加全面的發(fā)展與成長。因此，在STEM視角下，教師通過對高中數(shù)學教學內(nèi)容與教學方法進行設計，不斷調(diào)動學生的思維，使學生可以更加深入地理解與掌握數(shù)學知識，從而大幅提高高中數(shù)學教學的質(zhì)量。

參考文獻：

[1]張靜文.概念轉變視角下的STEM教學設計研究[J].中小學信息技術教育，2018（1）.

[2]張淑清.STEM視野下的初中數(shù)學課程構建[J].中小學數(shù)學（初中版），2019（Z1）.

作者簡介：尹艷，女，漢族，蘇州市相城區(qū)望亭中學，職稱：中小學高級教師，學歷：大學本科，研究方向：數(shù)學教育。

編輯 馮志強