基于STEM理念下高中數(shù)學(xué)教學(xué)的探究

王春艷

摘要：長期以來我國的教育實(shí)踐往往是圍繞著考試所進(jìn)行的，無論是在教學(xué)內(nèi)容上還是在教學(xué)的資源拓展上，都有著極度的局限性，這也就導(dǎo)致現(xiàn)階段學(xué)生普遍缺乏一定的創(chuàng)新意識和動手操作能力，這并不符合現(xiàn)階段社會對人才發(fā)展的需要。而為了更好地落實(shí)全面育人和深入推進(jìn)教育全面化和信息化的體系的構(gòu)建，STEM教育成為了教學(xué)的大的發(fā)展方向。尤其是針對高中階段的數(shù)學(xué)教學(xué)來說，STEM為高中數(shù)學(xué)的教學(xué)方式改革以及跨學(xué)科知識的整合進(jìn)行了理論的構(gòu)建，使得高中數(shù)學(xué)教學(xué)更具有拓展性和延伸性。針對此筆者就立足于STEM理念對高中數(shù)學(xué)進(jìn)行了教育改革，并結(jié)合自身的教育實(shí)踐，構(gòu)建了一個更加多元且立體的教育體系。

關(guān)鍵詞：高中教學(xué);數(shù)學(xué)教學(xué);STEM教學(xué)

在全新教育理念的指導(dǎo)之下，高中數(shù)學(xué)教學(xué)的目標(biāo)從提高學(xué)生數(shù)學(xué)成績上轉(zhuǎn)變?yōu)榕囵B(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)邏輯思維能力和數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)，為其之后的終身學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。教學(xué)目標(biāo)的轉(zhuǎn)變，就一定會推動教師教學(xué)方式的創(chuàng)新，傳統(tǒng)的教育結(jié)構(gòu)和教育體系已經(jīng)不能與現(xiàn)階段的社會發(fā)展和教育的發(fā)展相匹配，所以越來越多的教師開始著眼于教學(xué)方式的改革。STEM教育理念是推動現(xiàn)階段高中數(shù)學(xué)教育改革的關(guān)鍵，同時此教育理念的落實(shí)還有效地實(shí)現(xiàn)了數(shù)學(xué)與其他教學(xué)科目之間的有效融合，體現(xiàn)了教學(xué)的實(shí)踐性和學(xué)生思維的創(chuàng)新性，擺脫了傳統(tǒng)教學(xué)實(shí)踐當(dāng)中單一學(xué)科的知識束縛，也能夠在更加多元和立體的教學(xué)體系滲透當(dāng)中實(shí)現(xiàn)更加多元的教育目標(biāo)。筆者就以此教學(xué)理念為根本，結(jié)合自身的教育實(shí)踐，提出了以下幾點(diǎn)見解，旨在推動高中數(shù)學(xué)的現(xiàn)代化和可持續(xù)化發(fā)展。

一、把握STEM內(nèi)核，實(shí)現(xiàn)針對性指導(dǎo)

落實(shí)STEM理念的根本就是在于教師自身充分地認(rèn)識此理念，并且能夠在此理念的內(nèi)涵把握當(dāng)中構(gòu)建一個相互聯(lián)系和相互拓展的教育領(lǐng)域。STEM理念是數(shù)學(xué)、科學(xué)、技術(shù)與工程理念的融合，在教學(xué)實(shí)踐當(dāng)中所涉及的教學(xué)領(lǐng)域眾多，能夠有效地拓展學(xué)生的思維，同時也能夠培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。在經(jīng)濟(jì)全球化的大的背景之下，世界對人才的競爭更加激烈，而STEM理念恰恰是培養(yǎng)多元化和專業(yè)性人才的關(guān)鍵，高中數(shù)學(xué)教師要想構(gòu)建以此理念為基礎(chǔ)的專業(yè)教育體系，就必須讓數(shù)學(xué)與科學(xué)、技術(shù)、工程相融合，引導(dǎo)學(xué)生在自主探索的實(shí)踐當(dāng)中進(jìn)行精誠合作，同時也能夠在交流的探究當(dāng)中實(shí)現(xiàn)思維的創(chuàng)新，促進(jìn)學(xué)生的多元成長，以此來實(shí)現(xiàn)此理念的內(nèi)核的把握，實(shí)施更加精確性和針對性的教育引導(dǎo)，也構(gòu)建一個更加多元與相互促進(jìn)的教育體系。

二、緊抓科學(xué)教學(xué)，實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)科學(xué)融合

STEM教育中囊括了科學(xué)教育、技術(shù)教育、工程教育、數(shù)學(xué)教育，而在此理念引導(dǎo)下的高中數(shù)學(xué)教育實(shí)踐當(dāng)中，教師需要從數(shù)學(xué)與科學(xué)的融合出發(fā)，來構(gòu)建一個相對立體具有實(shí)踐性和應(yīng)用性的教學(xué)框架。因?yàn)樵诳茖W(xué)當(dāng)中蘊(yùn)含著豐富的數(shù)學(xué)思維，同時讓學(xué)生利用數(shù)學(xué)思維去思考科學(xué)知識，還能夠?qū)崿F(xiàn)教學(xué)的舉一反三，并在不斷地引導(dǎo)與實(shí)踐當(dāng)中促進(jìn)學(xué)生對所學(xué)知識的認(rèn)識和再認(rèn)識。因此教師要想落實(shí)STEM教育，首先就是要緊抓科學(xué)教學(xué)，實(shí)踐數(shù)學(xué)與科學(xué)的融合。

以《直線的傾斜角與斜率》為例，在教學(xué)實(shí)踐當(dāng)中，教師就可以結(jié)合生活當(dāng)中一些上坡與下坡的道路橋梁進(jìn)行引導(dǎo)。因?yàn)樵诮滩漠?dāng)中，“坡度”只是給出了一個抽象的概念，學(xué)生并不能夠更加直觀地理解。此時教師就可以通過物理科學(xué)內(nèi)容來引出此知識點(diǎn)。例如可以讓學(xué)生動手實(shí)踐搭建一個斜坡，然后對不同坡度的斜坡開展平均速度的實(shí)驗(yàn)。通過這樣的方式結(jié)合相關(guān)的科學(xué)背景，讓學(xué)生能夠從角度出發(fā)體會斜率的應(yīng)用，從而加深對斜率的本質(zhì)是變化率的理解。此教學(xué)方式既體現(xiàn)了數(shù)學(xué)與科學(xué)的融合，也體現(xiàn)了學(xué)生的實(shí)踐性，讓其在自主探索當(dāng)中構(gòu)建了一個屬于自己的知識體系。

三、落實(shí)實(shí)踐教育，實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)技術(shù)融合

新課程的改革要求教師開始著力于全新教學(xué)方式的創(chuàng)新，并且能夠立足于現(xiàn)代化的教學(xué)引導(dǎo)來構(gòu)建一個更加多元且具有資源拓展性的課堂，基于此，教師就可以通過落實(shí)實(shí)踐教育來實(shí)現(xiàn)STEM理念下的數(shù)學(xué)與技術(shù)的融合，讓學(xué)生在動手實(shí)踐當(dāng)中更加直觀地感知數(shù)學(xué)內(nèi)容，也在學(xué)生的探索當(dāng)中實(shí)現(xiàn)其多元成長。

以《函數(shù)的基本性質(zhì)》為例，教師就可以結(jié)合實(shí)踐當(dāng)中幾何畫板來進(jìn)行直觀教學(xué)，例如讓學(xué)生用計算機(jī)繪制函數(shù)圖像，此時教師可以通過希沃白板的交互實(shí)踐特性來與學(xué)生進(jìn)行互動，讓學(xué)生能夠在教師的指導(dǎo)之下更加直觀地理解教學(xué)內(nèi)容。在此之后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生上講臺來繪制一次、二次、三次、反比例、分式和對勾等函數(shù)圖像。并利用希沃白板的放大、劃線等功能進(jìn)行針對性地講解，讓學(xué)生能夠從動態(tài)的教學(xué)實(shí)踐當(dāng)中看到函數(shù)圖像的變化。通過這樣的方式將數(shù)學(xué)教學(xué)與信息技術(shù)進(jìn)行充分地融合，既加強(qiáng)學(xué)生對所學(xué)知識的理解，也更好地提高和培養(yǎng)了學(xué)生的信息技術(shù)素養(yǎng)與應(yīng)用能力。

四、緊抓工程教育，實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)工程融合

STEM教學(xué)是未來教育發(fā)展的大方向，是有效拓展學(xué)生視野和促進(jìn)其多學(xué)科知識的應(yīng)用與整合的關(guān)鍵。而在STEM理念的指導(dǎo)之下，教師需要將高中數(shù)學(xué)教學(xué)與工程教育相融合，構(gòu)建一個多學(xué)科的知識體系，并且能夠切實(shí)地運(yùn)用多種教育形式來提高學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用和解題實(shí)踐能力。

以《三角函數(shù)》為例，教師就可以結(jié)合一些有關(guān)于數(shù)學(xué)內(nèi)容的實(shí)踐工程來進(jìn)行引導(dǎo)。例如讓學(xué)生設(shè)計水車。在教學(xué)實(shí)踐當(dāng)中，學(xué)生要想設(shè)計水車，不僅需要擁有較高的理論知識體系，同時還需要以小組合作的形式來搭建一個數(shù)學(xué)建模模型，并在不斷地工程實(shí)踐當(dāng)中解決問題和反思問題。在此過程當(dāng)中，教師首先要引導(dǎo)學(xué)生收集資料、提出問題、解決問題、反思問題。例如讓學(xué)生收集水車制造的意義以及制造工藝等，然后開展對水車的研究。讓學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識內(nèi)容具體地研究水車上任意一點(diǎn)距離水面的高度與水流速的關(guān)系，或者是引導(dǎo)其分析水車的輸水量與水流速的關(guān)系等。在此過程當(dāng)中，教師要讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐操作，以合作的形式解決水車設(shè)計當(dāng)中簡單的工程問題，既能夠加深學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的理解，也能夠在科學(xué)研究和動手實(shí)踐當(dāng)中不斷地發(fā)現(xiàn)和解決問題，促進(jìn)其知識體系的完善，也更好地促進(jìn)學(xué)生的多元發(fā)展。

STEM教育理念下的高中數(shù)學(xué)教學(xué)具有新的特點(diǎn)，并不是單一且重復(fù)性的教學(xué)灌輸，而是更加注重教學(xué)的跨學(xué)科性和動手實(shí)踐特性，目的是讓學(xué)生在實(shí)踐當(dāng)中掌握知識和鞏固知識，促進(jìn)其綜合素養(yǎng)的提高，并使學(xué)生在不斷的實(shí)踐中創(chuàng)新，也在創(chuàng)新中提升自身學(xué)科素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的終身發(fā)展。

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