STEM教育理念運用于初中數學活動課的教學研究

劉穎

摘 要：現階段，教育界對STEM教育理念高度關注，它集工程、技術、學科與數學等多學科，以跨學科知識的交叉和融合使學生的創新能力和實踐精神得以有效培養，是一種跨學科的教育理念，對學生綜合素質的提升具有重要意義。本文從STEM教育理念出發，簡要分析了初中數學教學模式，借助案例分析方式，對STEM教育理念運用于初中數學活動課的教學實踐進行了研究，希望能夠為提高學生數學核心素養帶來部分參考。

關鍵詞：STEM教育理念;初中數學;活動課;教學研究

一、研究背景

在經濟全球化和素質教育理念的推動下，STEM教育受到了廣泛關注，它在提升學生利用所學解決實際問題、使學生養成良好的自主學習能力等方面具有積極作用。現階段，在我國各中小學的STEM教育呈現了以下三種形態：第一種是學校處于觀望狀態，能夠正確意識到STEM教育的重要性，但是卻不知道如何找到正確的時機開始;第二種是學校對STEM教學模式正在積極探索，相關師生正處在摸索和學習階段，但是還未形成系統的體系，在探索不流于形式而又符合學校實際、提高學生能力的STEM教學模式中摸不著頭腦;第三種是少部分學校已經初步形成了系統的、完整的STEM教育模式，大多數是在常規課程之余開展教學，由學生結合自身的興趣和能力對相應的課程進行選擇。

作為基礎教育中的一門重要學科，很多學科都是以數學為基礎開展的，可以說數學是學習其他學科的一類重要工具。因此，把STEM教育理念有效運用在初中數學活動課教學中，能夠把抽象的數學知識形象化，幫助學生利用數學知識去解決實際問題，從而使學生的實踐能力不斷提升。本文將基于STEM教育理念，研究其在初中數學活動課的運用，從而探討提升學生數學學科核心素養等問題。

二、概念界定

1.STEM 教育理念

STEM教育理念重點強調了各學科知識之間的聯系，其內涵經歷了從知識聯系到學科融合、從理論知識到實際生活的變遷，提倡通過實踐活動去對知識進行理解和掌握，然后把知識應用于解決實際生活問題中，是培養應用型、創新型、綜合型人才的一種教育理念。在STEM教育理念的引導下，教師不但要注重讓學生知道學哪些知識，更要注重讓學生怎樣才能學會這些知識，引導學生積極探索新知，像科學家一樣對解決問題的思維和方法進行探索，把思維同時間緊密聯系起來，由淺入深，使學生保持長久的積極學習狀態。因此，基于STEM教育理念開展的教學活動，不但使學科知識融合得以加強，同時也使課本內容同實踐問題的聯系日漸緊密，對于學生理解和運用知識以及構建完整的、系統的知識體系都具有重要意義。

2.數學核心素養

數學運算、邏輯推理、數據分析等都是數學學科核心素養的重要組成部分，它們獨立而又交融的一個有機整體。對于數學核心素養可以理解為：在學生學習知識的各個環節中，能夠準確理解和掌握解決問題的方法和能力，在生活中遇到了類似需解決的實際問題，學生能夠將其轉化為具體的數學問題，熟練的運用數學思維對這些問題進行分析和解決，從而使解決問題的創新思維和能力得以有效培養。它與傳統意義上的數學能力不同，不但反映了數學思想，同時也體現了學生基于數學卻又高于知識的一種持久的、綜合的能力。

3.基于STEM 教育理念的初中數學教學模式

在初中數學中運用STEM教育理念，遵循了“提出問題、設置情境—自主學習、合作探究—得出結論、分享成果—實踐運用、思維提升”的基本教學模式，這與學生數學、科學和工程等素養的提升具有一定的關聯性，特別是數學素養，對于學生理解數學問題實質，進行數學知識的深入學習和知識拓展等都具有重要作用。在STEM教育理念下，通過創設貼近生活實際的教學情境，能夠充分吸引學生的注意力，在其探究學習的過程中對學科知識進行整合，通過加強方法的指導，使學生理解并掌握數學知識的實際運用技能，從而不斷提升數學學科核心素養。

三、STEM教育理念運用于初中數學活動課的教學實踐

把STEM教育理念運用于初中數學活動課教學中，不但沒有脫離實際一教學的數學知識，同時還對相關學科的內容進行了整合和分析，有效融合了工程、技術、科學等學科內容，把抽象、復雜的數學問題變得形象、簡單化，使學生易于理解和吸收，從而積極投入到學習活動中，使其探索意識和應用能力得到提升，這對于提高初中數學教學質量具有重要作用。

新課程標準中指出，對于數學知識的學習要以探索為中心，教師要合理安排一些數學活動課，使學生的數學能力得到全面發展。從初中數學教材來看，每章后面都設計了幾個具有一定開放性、實踐性和綜合性的數學活動，通過這樣的安排，一方面是為了使學生對已學的知識進行鞏固，使數學知識能夠向生活實際中進行拓展和延伸，另一方面是為了使學生解決問題的能力得以有效培養，全面提高學生的實踐操作能力、自主分析能力和合作探究能力等。然而利用常規的教學方式，很難使數學活動課取得良好的教學效果，因此，教師要將STEM教育理念有效滲透到數學活動課教學中，遵循數學教學規律，從而使學生有效提升數學思維和實踐技能。

例如，在初中數學教材《圓》這一章節的后面有一個《車輪做成圓形的數學道理》的數學活動，這不單單是一個數學問題，這個數學活動同時還涉及了科技、工程、藝術、物理等各學科知識。因此，教師在進行教學時，首先可以先讓學生自主查閱資料，對車輪做成圓形的成因等歷史進行講述，對該問題的背景進行了解，同時，教師還可以適當的引入圓周率、割圓術等典故，吸引學生的注意力;其次，教師提出“車輪為什么不是方形的，而是圓形的？”的問題，同時為了使活動可更加具體化和形象化，教師在課前利用3D打印機打印不同形狀的車輪，然后借助計算機技術對車輪中心的運動曲線進行模擬和繪制，引導學生探究和討論哪種形狀的車輪走得更快更穩，然后對行駛穩定程度與圖形邊數之間的關系進行進一步探究，學生通過已經學習的圓的性質、相切等知識，以及所學的摩擦力等物理知識進行分析，論證車輪做成圓形的原因;最后，教師在拓展運用過程中，可以讓學生對生活中與圓的知識有關的現象進行回憶并進行解釋，如：水滴到水里泛開圓形的漣漪、馬路上圓形的井蓋等，還可以引導學生小組合作開展對籃球場中間的圓進行繪制等拓展活動。在STEM教育理念下開展的數學活動課，不但能夠使學生對整張的學習脈絡進行梳理和總結，形成新舊知識間的聯系和遷移，同時還可以使學生聯想思維和應用能力得到良好的培養，充分感受數學知識學習的魅力和價值。

四、結語

社會發展需要越來越多的綜合型人才，運用STEM教育理念開展教學活動，適應了教育發展和革新的要求，為在升學壓力下如何在學生有效學習的同時保持長久的數學學習興趣提供了一條有效途徑。STEM教育理念下的數學課堂，設計了多種開放式、交互式的教學活動，使學生能夠正確認識數學的工具性作用，通過開展各種數學活動，使學生的數學學習興趣被充分激發出來，同時明確數學學習不應只注重追求理論知識，還要同現實生活進行聯系。如何把STEM教育理念更好的融入到數學活動課教學中，需要教師不斷實踐，一步步提升數學在人才培養方面的作用，從而為社會發展培養更多的綜合型、實用型人才。

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