STEM教育理念运用于初中数学活动课的教学研究

刘颖

摘 要：现阶段，教育界对STEM教育理念高度关注，它集工程、技术、学科与数学等多学科，以跨学科知识的交叉和融合使学生的创新能力和实践精神得以有效培养，是一种跨学科的教育理念，对学生综合素质的提升具有重要意义。本文从STEM教育理念出发，简要分析了初中数学教学模式，借助案例分析方式，对STEM教育理念运用于初中数学活动课的教学实践进行了研究，希望能够为提高学生数学核心素养带来部分参考。

关键词：STEM教育理念;初中数学;活动课;教学研究

一、研究背景

在经济全球化和素质教育理念的推动下，STEM教育受到了广泛关注，它在提升学生利用所学解决实际问题、使学生养成良好的自主学习能力等方面具有积极作用。现阶段，在我国各中小学的STEM教育呈现了以下三种形态：第一种是学校处于观望状态，能够正确意识到STEM教育的重要性，但是却不知道如何找到正确的时机开始;第二种是学校对STEM教学模式正在积极探索，相关师生正处在摸索和学习阶段，但是还未形成系统的体系，在探索不流于形式而又符合学校实际、提高学生能力的STEM教学模式中摸不着头脑;第三种是少部分学校已经初步形成了系统的、完整的STEM教育模式，大多数是在常规课程之余开展教学，由学生结合自身的兴趣和能力对相应的课程进行选择。

作为基础教育中的一门重要学科，很多学科都是以数学为基础开展的，可以说数学是学习其他学科的一类重要工具。因此，把STEM教育理念有效运用在初中数学活动课教学中，能够把抽象的数学知识形象化，帮助学生利用数学知识去解决实际问题，从而使学生的实践能力不断提升。本文将基于STEM教育理念，研究其在初中数学活动课的运用，从而探讨提升学生数学学科核心素养等问题。

二、概念界定

1.STEM 教育理念

STEM教育理念重点强调了各学科知识之间的联系，其内涵经历了从知识联系到学科融合、从理论知识到实际生活的变迁，提倡通过实践活动去对知识进行理解和掌握，然后把知识应用于解决实际生活问题中，是培养应用型、创新型、综合型人才的一种教育理念。在STEM教育理念的引导下，教师不但要注重让学生知道学哪些知识，更要注重让学生怎样才能学会这些知识，引导学生积极探索新知，像科学家一样对解决问题的思维和方法进行探索，把思维同时间紧密联系起来，由浅入深，使学生保持长久的积极学习状态。因此，基于STEM教育理念开展的教学活动，不但使学科知识融合得以加強，同时也使课本内容同实践问题的联系日渐紧密，对于学生理解和运用知识以及构建完整的、系统的知识体系都具有重要意义。

2.数学核心素养

数学运算、逻辑推理、数据分析等都是数学学科核心素养的重要组成部分，它们独立而又交融的一个有机整体。对于数学核心素养可以理解为：在学生学习知识的各个环节中，能够准确理解和掌握解决问题的方法和能力，在生活中遇到了类似需解决的实际问题，学生能够将其转化为具体的数学问题，熟练的运用数学思维对这些问题进行分析和解决，从而使解决问题的创新思维和能力得以有效培养。它与传统意义上的数学能力不同，不但反映了数学思想，同时也体现了学生基于数学却又高于知识的一种持久的、综合的能力。

3.基于STEM 教育理念的初中数学教学模式

在初中数学中运用STEM教育理念，遵循了“提出问题、设置情境—自主学习、合作探究—得出结论、分享成果—实践运用、思维提升”的基本教学模式，这与学生数学、科学和工程等素养的提升具有一定的关联性，特别是数学素养，对于学生理解数学问题实质，进行数学知识的深入学习和知识拓展等都具有重要作用。在STEM教育理念下，通过创设贴近生活实际的教学情境，能够充分吸引学生的注意力，在其探究学习的过程中对学科知识进行整合，通过加强方法的指导，使学生理解并掌握数学知识的实际运用技能，从而不断提升数学学科核心素养。

三、STEM教育理念运用于初中数学活动课的教学实践

把STEM教育理念运用于初中数学活动课教学中，不但没有脱离实际一教学的数学知识，同时还对相关学科的内容进行了整合和分析，有效融合了工程、技术、科学等学科内容，把抽象、复杂的数学问题变得形象、简单化，使学生易于理解和吸收，从而积极投入到学习活动中，使其探索意识和应用能力得到提升，这对于提高初中数学教学质量具有重要作用。

新课程标准中指出，对于数学知识的学习要以探索为中心，教师要合理安排一些数学活动课，使学生的数学能力得到全面发展。从初中数学教材来看，每章后面都设计了几个具有一定开放性、实践性和综合性的数学活动，通过这样的安排，一方面是为了使学生对已学的知识进行巩固，使数学知识能够向生活实际中进行拓展和延伸，另一方面是为了使学生解决问题的能力得以有效培养，全面提高学生的实践操作能力、自主分析能力和合作探究能力等。然而利用常规的教学方式，很难使数学活动课取得良好的教学效果，因此，教师要将STEM教育理念有效渗透到数学活动课教学中，遵循数学教学规律，从而使学生有效提升数学思维和实践技能。

例如，在初中数学教材《圆》这一章节的后面有一个《车轮做成圆形的数学道理》的数学活动，这不单单是一个数学问题，这个数学活动同时还涉及了科技、工程、艺术、物理等各学科知识。因此，教师在进行教学时，首先可以先让学生自主查阅资料，对车轮做成圆形的成因等历史进行讲述，对该问题的背景进行了解，同时，教师还可以适当的引入圆周率、割圆术等典故，吸引学生的注意力;其次，教师提出“车轮为什么不是方形的，而是圆形的？”的问题，同时为了使活动可更加具体化和形象化，教师在课前利用3D打印机打印不同形状的车轮，然后借助计算机技术对车轮中心的运动曲线进行模拟和绘制，引导学生探究和讨论哪种形状的车轮走得更快更稳，然后对行驶稳定程度与图形边数之间的关系进行进一步探究，学生通过已经学习的圆的性质、相切等知识，以及所学的摩擦力等物理知识进行分析，论证车轮做成圆形的原因;最后，教师在拓展运用过程中，可以让学生对生活中与圆的知识有关的现象进行回忆并进行解释，如：水滴到水里泛开圆形的涟漪、马路上圆形的井盖等，还可以引导学生小组合作开展对篮球场中间的圆进行绘制等拓展活动。在STEM教育理念下开展的数学活动课，不但能够使学生对整张的学习脉络进行梳理和总结，形成新旧知识间的联系和迁移，同时还可以使学生联想思维和应用能力得到良好的培养，充分感受数学知识学习的魅力和价值。

四、结语

社会发展需要越来越多的综合型人才，运用STEM教育理念开展教学活动，适应了教育发展和革新的要求，为在升学压力下如何在学生有效学习的同时保持长久的数学学习兴趣提供了一条有效途径。STEM教育理念下的数学课堂，设计了多种开放式、交互式的教学活动，使学生能够正确认识数学的工具性作用，通过开展各种数学活动，使学生的数学学习兴趣被充分激发出来，同时明确数学学习不应只注重追求理论知识，还要同现实生活进行联系。如何把STEM教育理念更好的融入到数学活动课教学中，需要教师不断实践，一步步提升数学在人才培养方面的作用，从而为社会发展培养更多的综合型、实用型人才。

参考文献：

[1]巫佳庆. 初中数学课程中的STEM教育整合运用研究[J]. 知识文库， 2018（012）：144.

[2]李雪琴， 袁智强， 戴飒英. 基于STEM教育理念的初中数学"综合与实践"一例——《飞翔的数学》教学及启示[J]. 教育研究与评论：中学教育教学， 2020（06）：6.

[3]于海军. 初中数学课程中的STEM教育研究[J]. 学周刊A版， 2020（019）：25-26.

[4]谢启文. 论STEM教育的内涵及其在初中数学自主课堂教学中的应用策略[J]. 教师， 2018（033）：70-71.

[5]杜卫勇. 浅析核心素养背景下农村初中数学STEM课程开发和应用[J]. 教育观察（上旬）， 2019（009）：71.

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