基于STEAM教育理念的數學活動的開發研究

任樹鑫 西安工商學院

STEAM教育理念應用于數學教育中，可增強教學活動的體驗性、多樣性、情境性和實證性。基于蘊含多學科知識內容的數學活動，對學生理論認知和探究能力、解決問題能力等可以進行全面提升。教育工作者應將STEAM教育理念合理介入到理論活動、實踐活動、網絡活動中，在學、研、做等行動中內化吸收數學知識，并具備熟練應用能力和質疑的智慧。

四個主要學科Science、Technology、Engineering、Art的高度集成和融合，形成新型的教育理念，即STEAM。數學教育中STEAM教育理念的介入，應做好數學、科學、技術、工程、藝術等學科的融合。利用多學科知識內容，對學生智育、德育、美育、勞育等進行科學培養。開發多樣、有趣、交互性和實踐性強的數學活動，用以全面提升學生的知識技能和解決問題的能力。教育工作者需對數學教育的根本價值和目標定位，形成理性思考，加強STEAM教育理念內涵和特征的理解，明確如何在數學活動開發中融入不同領域和不同學科的知識內容。

STEAM教育理念應用于數學教育的主要特點

（一）注重體現數學理論知識的應用性

STEAM教育理念的提出和應用，為教育深化改革和應用型人才培育指明新的方向和路徑。作為新型的教育教學理念，STEAM更注重以問題解決為核心，設計教學活動和計劃。而STEAM教育理念在數學教育中的應用，要求教師需引導學生活學活用數學理論知識。根據現實環境中的真實案例，教師應細致和深入地講解數學理論知識，并引導學生在實踐生活中進行應用。STEAM教育理念下，數學教學更注重體現數學理論知識的應用性，而不再限于考試和考核方面。教師需將與數學知識密切相關的其他學科內容導入到數學課堂中，組織學生主動參與到多學科教學活動中；以及依托貼合生活的案例，講解數學理論知識，實現理論和實踐雙向推進。

（二）著重強化學生解決問題的能力

數學教育中STEAM教育理念的介入，促使學生認知技能、學習能力、實踐應用能力、解決問題的能力獲得全面提升。教師需將抽象化的數學原理和規律進行具體化和生動化呈現，在感知、解釋、分析、建模、思辨、應用的過程中，保證學生內化吸收知識。STEAM教育理念導向下，數學教師需著重強化學生解決問題的能力，引導他們想象、質疑、應用，對數學原理和概念產生深刻的認識和多維度理解。學生在深度觀察、實驗、體悟、探討、推理的過程中，實現知識遷移和經驗的積累，以達到真正利用數學知識解決實際問題。

（三）以得當的課程內容擴充為關鍵

STEAM教育理念在數學教育中的應用，不是多學科的表面疊加，需根據育人總目標，以及學生的學習問題，合理地展現教學內容的交叉性特點。以數學學科為基礎，以其他相關聯學科為輔，更加得當地對課程內容擴充和優化。基于STEAM教育理念展開的數學教育工作，應是一個動態升級和內容更新的過程。立足以生為本教學理念，構建符合實際的STEAM教學情境。將科學、技術、工程、藝術等學科，科學地嵌入到數學教學中，并能開發和設計多樣化的數學活動，以此體現STEAM教學的主要特點。

STEAM教育理念落地數學活動開發的主要思路

（一）以數學文化為基礎，設計和開發數學活動

數學活動開發，應以基本和核心的數學文化為基礎。既要體現數學活動的豐富性，還需構建成熟和高品質的教學模式。無論是藝術學科在數學活動設計中的應用，還是技術與數學應用的融合，都應做到數與形的有機結合。而脫離數學文化的數學活動開發，不易于把控教學重點和目標。若過多融入其他學科的文化，將無法有效地培養學生的數學核心素養和數學思維。數學文化應成為數學活動開發的素材和靈感，構建一個可激發學生產生高階認知層次的數學課堂。數學文化與數學理論，應相互映照和補充，共同作用于數學活動的高效實踐。

（二）從多學科教育視角出發，推進STEAM教育理念落地

STEAM教育理念，講究多學科開展數學教學活動。而教師在實際開發數學活動的過程中，應從多學科視角出發，采集、分析、整合教學信息。多學科知識需深度混合，基于新的課程內容設計數學活動。而STEAM教育理念的落地，需在數學活動設計、開發、實施等流程中得以體現。從科學視角、藝術視角、工程視角、技術視角出發，審視和分析數學活動的不同功能。多學科教育視角下，需能有效擴展和豐富數學活動的維度，以此引進不同的教育載體，承載不同的教學內容，最終培育出綜合素質高、數學思維活躍的學生。

（三）做好數學活動開發項目規劃，做到合理介入STEAM教育理念

STEAM教育理念在數學活動開發工作中的落地，需提前做好統籌與規劃。以數學教材、數學文化為依托，合理地融入科學、技術、工程、藝術學科知識。教育工作者需精準定位多學科項目主題和目標，并能主動地創建問題情境；既要運用多學科知識豐富學生知識層次，還需強化他們解決問題的能力。以STEAM教學目標為導向，開發、組織、監控學生學習活動。數學活動的開發，需科學的統整思維、有效地融合多學科文化，為學生提供學科學習體驗；應注重發揮情感要素的驅動作用，促使學生對多學科知識學習和數學活動的實踐產生積極動機。

基于STEAM教育理念的數學活動開發的有效策略

（一）數學理論活動設計與數學文化的融合

基于STEAM教育理念數學活動的開發，教師必須注重夯實學生理論基礎。應將數學理論活動設計與數學文化進行有效地銜接，實現過程與方法相統一、育人手段和目標相契合。數學理論活動設計，需合理引進微課和慕課。教師需精準提煉教材知識重點以及數學文化核心內涵，并將其滲透到不同主題的教學設計中。在課前、課中、課后，教師需組織學生深度學習數學理論知識，同時，教師需將藝術和工程學科知識內容，科學地融入到數學理論活動內容中，從理論層面提升提高學生的認知層次。使學生在學習多學科理論知識的過程中，形成正確的學習觀念和文化品格，并能主動進行成果作品的匯報和分享。

（二）數學實踐活動設計中社會元素的介入

數學實踐活動的開發，需能與現實環境進行深度的對接。若想切實實現STEAM教學目標，就必須在實踐活動中體悟數學原理和應用方法。數學實踐活動的設計與實施，是整體和全面推進數學教學活動的關鍵，決定著學生學習質量和效果。為此，教師應將社會元素合理地介入到數學實踐活動設計中。例如，教師組織學生深入參與到社會活動中，使其發現和探索各領域數學應用的重點。通過理性和全面對比各個領域數學應用發展的態勢，引導學生根據自身的學習規劃，有側重點的進行實踐鍛煉和課程內容的學習。

（三）以技術元素驅動數學網絡活動的開發

“互聯網+”背景下，教育工作者基于STEAM教育理念開發數學活動過程時，應認識到網絡教學對學生成長和學習思維的影響。教育工作者應主動突破時空和知識邊界的限制，利用海量的網絡視聽資源，設計和開發有趣和豐富的數學活動；并以學生關注的網絡文化和熱議話題為關鍵，開發映照多領域多學科的數學網絡活動；以及在大數據技術、人工智能技術、物聯網技術的驅動下，開發具有遠程操控和控制功能的數學活動。此外，還應依托互聯網平臺，以互聯網直播、在線點播等形式，組織學生學習和探討數學知識；以網絡為載體開展數學活動，靈活地融入不同學科的知識內容，并將數學文化與網絡文化進行科學融合。從而，最大程度發揮STEAM教育理念的作用和價值，開發出開放性、創新性、可即時升級型的數學網絡活動。

總之，基于STEAM教育理念，教育工作者在對數學活動進行開發和再設計的過程中，需從學生長遠發展角度出發。面向未來、面向社會，將科學、技術、工程、藝術等學科合理地融入到數學課程內容中，開發可助力學生全面健康成長的特色活動。基于理論活動、實踐活動、網絡活動，有效培養學生知識素養、文化素養、信息素養、思維素養等能力。