STEM教育理念在高中数学教学中的运用探索

路漫

【摘要】STEM教育理念是近年来兴起的一种跨学科思维，强调在教育教学的过程中实现多学科之间的交叉融合，以促进学生综合能力的发展.STEM教育理念中，STEM分别代表了不同的含义，其中S代表科学（science）、T代表技术（technology）、E代表工程（engineering）、M代表数学（mathematics）.STEM教育理念在高中数学教育教学实践中的应用，为实现高中数学实践教学的探索提供了路径支持，为实现我国高中阶段数学教学体系的创新发展提供了理念指导.基于此，文章结合STEM教育理念运用于高中数学教学实践中的价值，以及在高中数学课程中融入STEM教育理念的可行性，并以“解三角形”教学为例提出了STEM教育理念在高中数学教学中的实践运用策略.

【关键词】STEM教育理念；高中数学；教学实践；解三角形

引 言

近年来，随着我国教育教学改革的不断推进，社会各界对高中阶段教育教学工作的重视程度不断提升.数学是高中教育教学学科体系中难度较大的学科之一，对学生的逻辑思维水平要求较高，是高中阶段教育教学中的重难点学科之一.高中阶段教学中，实现数学教育教学质量的提升是教学改革发展中重点关注的问题，提高学生知识掌握的效率及学生运用数学知识解决实际问题的能力是教育教学中重点关注的内容.STEM教育理念是一种新兴的教学模式，符合教育发展趋势，可以促进学生对不同学科知识的融会贯通，增强学生知识迁移以及运用的能力.因此，对STEM教育理念在高中数学教学实践中的应用进行分析意义重大.

一、STEM教育理念运用于高中数学教学实践中的价值

（一）培养能够解决实际问题的复合型人才

将STEM教育理念运用于高中数学教学实践中，可以帮助学生在学习数学的过程中，了解数学在实际生活中的应用，培养能够解决实际问题的复合型人才.具体来说，STEM教育理念可以引导高中数学教学从纯理论学习向实际应用延伸，让学生学会将数学知识运用到实际问题解决中.这样的学习方式不仅可以提高学生的学习兴趣，还可以培养学生的创新思维和实践能力.同时，STEM教育理念可以让学生了解到不同学科之间的联系，促进学科融合，培养学生综合素质，为其未来发展打下坚实的基础.此外，STEM教育理念还可以帮助学生在高中数学教学中获得更加深入和系统的数学知识，掌握数学的本质和内在联系.这是因为STEM教育理念强调跨学科的整合和交叉，可以让学生从不同角度理解和应用数学知识，从而形成更加深入和系统的数学知识结构.这对于学生未来从事数学或相关领域的研究和创新工作具有重要意义.最后，STEM教育理念可以提高学生的自主学习能力，培养学生的团队合作和沟通能力，以及解决问题的能力.这些能力都是当今社会所需要的复合型人才必备的素质，也是学生未来进入高等院校和职场所需的必要技能.

（二）实现高中数学教学模式的创新发展

在STEM教育理念下，学生可以通过自主学习、团队协作等方式深入理解数学的本质和应用，从而培养创新思维和实践能力.在教学中，STEM教育理念在以下几个方面促进了高中数学教学模式的创新发展.首先，采用跨学科的教学方法.STEM教育理念强调不同学科之间的联系和整合，可以让学生了解数学与其他学科之间的关系，如数学和物理、化学、计算机科学等学科的联系.这样的跨学科教学可以帮助学生理解数学知识的实际应用价值，从而更好地掌握数学知识.其次，强调实践应用.STEM教育的核心理念是实践应用，教师可以将实际问题引入数学教学中，让学生在实践中学习和应用数学知识.例如，学生可以通过建模、数据分析、编程等方式来解决实际问题，从而更好地理解数学知识的实际应用和价值.最后，有助于实现个性化教学.STEM教育理念注重学生的个性化学习，教师可以根据学生的不同学习水平和兴趣爱好，采用不同的教学方法，设计不同的教学任务，让学生在不同的领域得到充分的发展.

（三）丰富高中数学教学内容

STEM教育理念可以丰富高中数学课程内容，强调科学、技术、工程和数学的融合，让学生在实际应用中学习和掌握數学知识.例如，在学习几何知识时，教师可以通过建模、设计、制造等方式，让学生深入了解几何知识在现实生活中的应用.通过这种方式，学生可以更好地理解数学知识的实际应用和价值，从而激发学生的学习兴趣和探究热情.STEM教育注重培养学生的实践能力和团队协作能力，可以让学生在实践中培养解决问题的能力.例如，在学习概率知识时，教师可以引入实际问题，让学生在团队中合作，通过实验和数据分析解决问题.通过这种方式，学生不仅可以掌握概率的理论知识，还可以培养实践能力和团队协作能力.

（四）契合高中数学课程目标要求

高中数学是学生接受STEM教育的重要基础.高中数学课程目标中要求学生熟练掌握数学基本概念和技能，同时要求学生具备解决实际问题的能力和创新思维能力.STEM教育可以很好地契合这些要求，让学生在数学学习中获得更广泛的知识和技能，并能将其应用于实际问题的解决中.STEM教育理念的实践可以通过多种方式来体现.例如，教师可以通过教授解决实际问题的方法来让学生了解数学的应用.在这个过程中，学生将学习如何用数学方法来解决实际问题，并学会如何应用自己已掌握的数学知识和技能.这种教学方法可以帮助学生更好地理解数学概念，并提高他们的解决问题能力.

二、在高中数学课程中融入STEM教育理念的可行性

（一）课程理念的紧密联系

STEM教育理念与高中数学课程理念有着紧密的联系.STEM教育理念注重培养学生的实践能力、创新能力和解决问题能力，而高中数学课程也有类似的课程理念.高中数学课程理念在让学生掌握基本概念和技能的同时，注重发展学生的思维能力和创新能力.高中数学教育强调培养学生的逻辑思维、抽象思维、推理思维等，这些思维能力也是STEM教育所注重的. STEM教育理念要求学生不仅要学习理论知识，还要学会将知识应用于实际问题的解决中，这也是高中数学教育所强调的“解决问题能力”.因此，高中数学课程与STEM教育理念的紧密联系，使得高中数学课程更容易融入STEM教育理念.通过在数学课程中注重实践能力的培养、提高学生的创新意识和思维能力，可以让学生更好地理解数学知识，并将这些知识应用于实际问题的解决中.

（二）教育情境的真实性

教育情境的真实性是STEM教育中非常重要的一个方面，它强调将学科知识融入实际应用场景中，让学生通过实践体验学习知识和技能.在高中数学课程中，将STEM教育理念融入课程设计，可以让学生更好地理解数学知识的实际应用，提高学习的兴趣和动机.在数学教学中，教师可以将实际情境和数学知识相结合，创设一些有趣的问题和场景，让学生通过解决问题来学习数学知识.例如，在学习“三角函数”时，教师可以引入航空、导航等领域的实际案例，让学生了解三角函数在这些领域中的应用，进而加深对知识的理解.在学习“统计学”时，教师可以引入一些现实中的数据，让学生通过统计分析来解决实际问题，增强学习的实用性.教学中融入STEM理念，可以帮助学生更深入地了解实际情境下的数学应用.比如，让学生设计一个无人机航拍系统，需要学生运用数学知识和技能，如三角函数、概率统计等，同时需要掌握工程技术和计算机编程等能力.通过这种实际应用的方式，学生能真正体验数学知识在现实中的应用价值，提高学习的兴趣和动机.因此，高中数学课程融入STEM教育理念是可行的，教师可以通过创设实际情境、引入实际案例，让学生更好地理解数学知识的实际应用，提高学习的兴趣和动机.

三、STEM教育理念在高中数学教学中的实践探索———以“解三角形”为例

（一）创设问题情境

“解三角形”是高中数学中一个非常基础但也非常重要的概念，其涉及三角函数的应用，既有理论性，又有实际应用.在教学中，传统的方式是讲解三角函数的公式和应用，然后通过题目来巩固和检验学生的掌握程度.但这种方式往往缺乏足够的实际应用情境，难以激发学生的学习兴趣和主动性.STEM教育理念在“解三角形”教学中，强调创设问题情境，鼓励学生通过实际场景去发现和解决问题.这样的教学方式，不仅能够更好地引导学生理解和掌握三角函数的应用，也能够提高学生的实际应用能力和创新思维.在“解三角形”教学中，教师应引导学生从实际生活中寻找和发现三角函数的应用场景，例如建筑、地图、天文等领域，然后引导学生从中发现问题，进而引入解三角形的概念和方法，让学生自主探索和发现问题，引导学生通过尝试、实验和讨论等方式，发现三角函数应用中的问题和困惑.例如，教师可以让学生通过构造不同的三角形，观察和比较三角形边长和角度之间的关系，以及对于不同类型的三角形应如何运用三角函数知识，鼓励学生通过实践发现和解决问题.例如，可以让学生通过调查、研究和分析，设计出解决某个实际问题的方案，然后应用三角函数来验证和实现方案.

（二）注重不同教师之间的合作与交流

STEM教育理念强调综合性学习和实践，而在高中数学课程中，“解三角形”是一个涉及几何、代数和三角函数等多个领域的重要知识点.因此，在教学过程中，不同教师之间的合作与交流是非常必要的.一方面，数学教師可以与物理、化学等学科教师合作，通过实验、模拟等方式，让学生了解三角形在不同领域中的应用.例如，通过测量实际场景中的角度和边长，让学生在解三角形的同时，了解三角形在物理、地理中的应用.另一方面，数学教师还可以与计算机、工程学等领域的教师合作，使用数学软件和编程工具，让学生在解决实际问题时体验科技创新和工程实践的乐趣.例如，通过编写程序和使用三角函数来模拟飞行器的飞行轨迹，让学生更加深入地了解三角函数的应用.

（三）培养STEM教育师资

STEM教育理念注重培养学生的创新能力和实践能力，而要实现这一目标，高素质的教师队伍必不可少.在高中数学“解三角形”教学中，STEM教育理念可以通过以下方式来培养高素质教师队伍.首先办学中提供专业培训，为了让教师掌握STEM教育理念和方法，学校可以提供STEM教育相关的专业培训，如三角函数的应用、实践案例、课程设计等，以提高教师的教学水平和专业素养.其次，加强实践教学.STEM教育理念强调实践和探究性学习，教师需要注重将理论知识与实践相结合，在教学中注重学生的实践操作和应用，以帮助学生更好地理解数学知识的本质.通过不断的实践教学，教师也可以不断提高自己的教学水平.最后，STEM教育强调学生的合作探究和团队协作精神，教师需要注重与学生的互动交流，积极倾听学生的想法和建议，与学生一起探讨问题、解决问题，以培养学生的创新能力和实践能力，也可以提高教师的教学质量和教学水平.

结 语

综上，STEM教育理念在高中数学教学中的应用可以提高学生的学习积极性和创造力，培养学生的动手能力和实践能力，增强学生的跨学科思维和综合素养.因此，将STEM教育理念运用于高中数学教学实践中具有重要价值.教师应在高中数学教学中融入STEM教育理念，通过设计有挑战性的数学问题、引入实际问题、使用STEM工具和技术等方式来激发学生的学习兴趣，促进学生全面发展.

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