基于STEM理念的初中數學與信息技術融合探析

文/姚育芽

引 言

STEM 教學理念是將科學、技術、工程以及數學融合應用于教學的理念，可以是某一學科與教學的融合，也可以是所有學科的整合，意在通過跨學科的教學提升學生綜合素質，培養學生解決實際問題的能力和創新意識。初中數學教學最主要目的是幫助學生積累活動經驗，進而通過問題意識、創新意識等的培養提升學生解決問題的能力，這與STEM 教育理念基本一致[1]。在STEM 理念背景下推動初中數學與信息技術的融合，是時代發展的必然，也是教育教學發展的主要方向，對提升初中數學教學質量和教學效率有重要的現實意義。

一、初中數學與信息技術融合的必要性

（一）有利于營造活躍的教學氛圍

現代信息技術在教學中的應用以互聯網為支撐，其中教學資源豐富，對拓寬學生學習視野、增加知識認知深度和廣度均有重要作用。另外，多媒體教學的推廣也是現代信息技術應用的體現，其通過視頻、動畫、圖片等將晦澀的數學知識具象化，極大地激發了學生的學習積極性，提升了學生的參與度，營造了輕松活躍的學習氛圍，對培養學生自主學習意識、合作意識有積極作用。

（二）有利于培養學生終身學習習慣

初中階段是學生生長發育的關鍵時期，在這一時期，教師要通過多種方法引導學生養成正確的行為習慣和學習習慣。而信息技術的應用能夠更好地培養學生的邏輯思維能力，將數學教學內容與信息技術充分融合，激發學生探索欲望，通過更多途徑幫助學生養成終身學習的習慣[2]。

（三）有利于提升學生的信息化素養

當前，我國已經進入信息化時代，在初中數學教學中引入信息技術能夠幫助學生學會使用信息網絡探索資源、獲取新知，促使學生主動學習，通過對信息技術的使用探索，培養學生的信息化素養。

（四）有利于培養學生的創新思維

將信息技術融入初中數學教學能夠充分發揮現代化教學優勢，革除傳統教學弊端，引導學生通過互聯網主動學習，拓寬認知渠道和眼界，吸收多方知識，培養學生的創新思維和開放性思維，提升學生實踐探索能力。

二、初中數學教學與信息技術融合存在的問題

（一）應用靈活性不強

當前，部分教師對信息技術應用的理解僅局限于對多媒體課件的使用，認為在課前從網站上下載所需課件并在課堂上進行講解就是信息化教學。但這種單一的方法并未融入教師對課程知識的理解，也未將學生的個性化特點考慮在內，忽視了學生的數學基礎以及理解能力。學生的知識背景、成長環境以及接受新知的能力都不同，這就要求教師必須先了解班級學生的學情，對下載后的課件予以有針對性的改善，以多媒體課件為輔，充分融入適合學生學習特點的教學內容，“一刀切”式的課件教學無法達到提升教學質量的目的。

（二）存在形式主義傾向

我國的教育改革雖已深入推進，但是應試教育的影響仍然存在。初中階段的學生存在中考的壓力，而信息技術作為非考試科目在教學中并未得到充分重視，信息技術與學科教學的融合也流于形式，數學教學也不例外，硬件設施相對落后的偏遠地區更是如此[3]。教師較少探究教學與信息技術深入融合的有效方法和意義，多將信息技術作為形式輔助，并未實現兩者的真正融合。

（三）教師信息技術應用能力有待提升

若想實現初中數學教學與信息技術的融合，教師就必須具備良好的信息技術素養。教師對信息技術的掌握主要有兩個方面要求：一方面，教師要掌握信息教學相關理論知識，可以根據學生實際學習需求選擇最佳信息教學方法，實現兩者的有效融合；另一方面，教師要充分掌握信息操作技術，能夠熟練應用信息化手段豐富課堂內容、制作高質量課件并實現有效教學。但就實際情況而言，當前，仍有許多教師對信息技術的掌握程度不高，無法將信息技術有效應用于初中數學教學中，根本不使用信息技術，或者過分依賴多媒體課件而不考慮學生的個性化需求，長此以往，甚至可能影響正常教學程序及效果。

三、信息技術與初中數學教學的整合形式

（一）與教學理念的整合

教學理念直接影響教學方法和教學效果。傳統教育背景下的教師將傳授教材知識作為最主要的教學理念，即“教書”。但在信息化時代，人們的生產生活均受到信息技術的極大影響，信息獲取更加便捷，學生處于良莠不齊的爆炸性互聯網信息中。而學生此時并未形成成熟的三觀，社會價值觀極易受到外部環境影響[4]。教師不僅需要完成“教書”工作，還需要重點承擔“育人”責任。

相較于小學階段，初中的數學知識更為抽象復雜，教師在教學理念整合影響下不僅要教學生理論知識，還要教會學生如何學習。數學學習意在培養學生邏輯思維能力和知識運用能力，教學不能僅停留在做題上，還要考查學生知識運用能力，做到“育人”，讓源于生活的數學知識服務于生活。

（二）與教學方法的整合

教學方法直接影響教學氛圍和教學質量。傳統教學方法以“填鴨式”教學為主，教師輸出學科知識，學生被動學習，教學質量難以得到有效提升[5]。而在信息化背景下，充分利用現代信息技術創新教學方法能夠起到事半功倍的作用，進行多媒體教學或者通過網絡平臺監督學生課前預習、完成課后教學等都是信息技術與傳統教學方法融合的結果。

多媒體教學方法實施的基礎是傳統教學方法。運用多媒體設備進行教學能夠減少在課堂上的板書書寫時間，節省有限的課堂時間，而音樂、圖片、視頻等的運用又能夠將抽象復雜的知識具象化，激發與調動學生學習興趣和學習積極性，進而提升教學質量。課外教學則是傳統教育的拓展，通過互聯網教育平臺打破了傳統教學時間、空間的限制，學生可以隨時對薄弱環節進行有針對性的學習，同時與教師溝通，解決學習難點。

（三）與教學評價的整合

教學評價是對學生學習成果的檢驗。傳統教學評價以作業、課堂提問、考試等形式進行，教師可以通過這些方式發現學生在學習過程中存在的問題，但是未實現學生和教師的自我評價，不利于學生學習方法、教師教學方法的優化[6]。現代化教學要求充分尊重學生的主觀意識和學習的主體地位，教學評價不局限于教師對學生的單方面評價，還包括學生自我評價、相互評價和對教師的評價，這些都是信息技術與傳統教學評價整合的結果。

教師對學生的評價也不限于對最終卷面成績的評價，還要從學生學習態度、進步情況、學習方法等多方面對學生進行綜合客觀評價。學生對學生的評價則是對教師評價的補充，在與同學的交流中，學生更容易發現自身和對方存在的問題[7]。信息技術在教學中的應用實現了授課模式的多元化，學生對教師的評價有助于教師更直觀地發現教學中的不足之處并予以優化，進一步提升教學質量。

四、基于STEM 理念的初中數學教學與信息技術融合策略

（一）提升教師信息化教學能力

當前，中學教師在信息化背景下呈現出兩種較為極端的狀態：老教師數學教學經驗豐富，自身教學能力突出，但是舊有教學理念已經不符合信息時代成長起來的學生的學習需求，且教師自身對信息技術的了解程度和接受度較低，不利于教學方法的創新；年輕教師對新鮮事物的接受度更高，相對而言信息技術能力也更強，但是教學經驗相對缺乏，難以在信息技術的支撐下提升教學質量。對此，學校要通過兩方面全面提升教師信息化教學能力。其一，新老教師互補，相互幫助。年輕教師要幫助老教師了解現代化教學理念和信息技術，幫助老教師完成觀念更新和課件制作，提升老教師的信息技術應用能力[8]；老教師要向年輕教師傳授教學經驗，幫助年輕教師順利處理教學過程中遇到的多種難題，提升年輕教師的教學能力。其二，學校應予以資金和設備支持。學校要引進和配備多媒體設備，同時定期展開信息化教學相關培訓，提升全體教師的教學質量和信息技術應用能力，鼓勵教師將信息技術與學科教學融合，更好地發揮現代信息技術的優勢。

（二）提升學生自主學習能力

數學教學會涉及較多數學定理，而定理的論證需要大量實驗的支撐。在傳統的教學模式下，教師無法通過實驗向學生驗證定理的真實與否，學生僅能夠靠死記硬背理解定理[9]。而在信息技術支持下，教師可以通過視頻、圖片等進行實驗的播放展示，鼓勵學生充分運用豐富的多媒體資源了解數學定理成立的前提，增強學生對知識的理解程度[10]。教師要緊抓信息技術的特點，利用信息技術的交互性、豐富性以及生動性特點強化數學知識對學生的感官刺激，幫助學生在信息技術的支撐下準確獲取有用知識，增強對知識的理解能力。這對學生的自主學習能力也有較高要求，教師在教學過程中要注重對學生學習能力的培養，使學生通過多媒體自主學習，更高效地掌握數學知識點。

（三）通過信息技術培養學生抽象思維能力

在新時代背景下，社會對綜合型人才的需求不斷增加，而新課程改革對學生抽象思維能力也有了更高要求，怎樣使學生從具象思維向抽象思維轉化是初中數學教師必須思考的問題，而信息技術為這一工作提供了強大助力[11]。初中時期是培養學生邏輯思維能力的關鍵階段，教師需要充分利用多媒體變抽象為具象的優勢，對數學知識進行動態講解，幫助學生完成從形象認知到初步理解再到邏輯培養的學習過程，這既能增強學生數學學習興趣，又能培養其抽象思維能力。

結 語

信息技術教育具有現代化、科學性等特征，在數學教學中有著巨大優勢，能夠幫助教師高質量完成教學工作。因此，教師要在STEM 理念背景下實現數學教學和信息技術的融合，充分發揮信息技術優勢，制訂出既符合時代發展需要，又與學生學習需求和學習特點相適應的教學方案，實現兩者的深度整合，培養出更多社會需要的綜合型人才。