淺析STS教育在職高數學課堂教學中的滲透

【摘 要】STS教育是新興的探討科學、技術與社會相互關系的教育，它是近年來世界各國教育界為推動科技教育的發展所進行的新探索。筆者通過幾年的教學實踐，在職高數學課堂教學中滲透STS教育，這樣可以激發學生的學習、求知、探索的興趣，使STS教育與數學教學整合在一起，不僅有利于培養學生的科學素養，也有利于提高學生的整體素質，讓學生形成科學的發展觀，使數學與人的發展相和諧統一。

【關鍵詞】STS教育 科學技術 數學應用 能力

【中圖分類號】G632 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2013）07-0184-03

一 職高數學課堂教學現狀

當前職高教育正面臨著前所未有的困惑與挑戰：學生起點低、差異大、厭學現象嚴重，使專業學習大打折扣。從某種意義上說，中考對職高學校意義不大。昔日百里挑一，今朝來者不拒，職高生源發生了翻天覆地的變化。絕大部分學生之所以選擇職校，正是由于本身文化課基礎較弱。特別是數學，很大一部分學生基礎較差，學起來確實有困難，有些學生從小學高年級開始就對數學不感興趣，慢慢掉隊了，從沒興趣到不想學，最后導致一竅不通；而另一些學生對數學雖然感興趣，但一遇到困難就逃避、偷懶。他們的共同點就是看不到數學的實用價值，因而學習興趣不濃。其次，由于受傳統教學的影響，教與學都不得法，課堂教學效率低，學生的數學成績和能力分化嚴重；屢戰屢敗的經歷，使他們逐漸喪失了學習信心，自暴自棄。針對這樣的現狀，本人在教學中采用了STS教育，讓學生在學習中學有所獲，從而激發其學習興趣，培養學生運用數學解決實際問題的能力。

二 STS教育理論

STS是Science（科學）、Technology（技術）、Society（社會）三個英文單詞首字母的縮寫。其基本理論認為：科學是通過它的理論，更是通過它的應用被大多數人所認識，并在社會生活中普及的，學生在學校學習應當力圖使其在對實際問題的研討過程中認識和掌握科學知識，應盡量讓學生在創設的實際情境中去理解、認識科學概念和規律。這一教育理論的基本特點是：重視科學知識在社會生產和生活中的應用，強調基本理論的實用性和社會價值，強調教學內容要現代化、社會化，注重培養學生從實際問題出發進行學習的習慣。進行STS教育引導學生關注生活、關注社會、關心他人、關心最新的科學技術成果，了解人與自然社會的協調發展，這就會使學生意識到，學習數學的最終目的是為了生活，為了提高生活質量，為了可持續發展，而不僅僅是為了考試。這就會使我們的教育不斷地朝培養學生的知識體系、綜合能力、科學素質以及實踐能力的方向發展。

三 STS教育在職高數學課堂教學中的實施策略

1.挖掘數學教學素材，創設教學情境，培養學生的科學素養

現代教育是素質教育，素質教育對教學提出了更高的要求，它要求培養和造就無數具有科學素養的人，科學素養是每一個現代人必須具備的基本素質。縱觀全球，雖然大家對科學素養的理解不同，各有側重，但歸納起來存在一些共同之處，即理解科學、技術、社會三者的關系，具備運用科學技術解決日常生活和社會問題的能力。這些科學素養的培養要求一種全新的與之相對應的素質教育。而STS教育正是強調科學、技術、社會三者相結合以及科學技術在社會生活、生產中的應用的科學教育。

傳統的教學大部分只重視學生在解題上一招一式的演練，忽略了數學本身的價值。而STS教育在傳授知識發展

能力的同時，注重對學生人文精神的培養，讓學生明確科學對社會具有的道德責任感，樹立正確的人生觀、價值觀。在要求學生掌握知識和技能的同時，也讓學生了解數學與社會、生活、生產、科學技術等的密切關系以及重要作用。

數學教材中的許多與教學內容相關的科學史實、傳記、格言，都是對學生進行STS教育的良好素材。例如在教學“解析幾何”時，閱讀課后材料《解析幾何的創始人——笛卡爾》，在執教“圓柱、圓錐體積”時，可以介紹阿基米德測皇冠體積的故事。讓學生了解數學發展過程中的每一項重大發現的偶然性與必然性，以及其中所蘊藏著的不懈追求與探索的精神。眾多數學家們的嚴謹、踏實、不畏艱難、追求真理、敢于創新的科學精神，會帶給學生極大的啟示和教育，使其受益終身。

在講解“數列的應用”時，通過環境保護的問題引入：同學們，還記得乘坐“神舟5號”進入太空的我國第一位宇航員楊利偉嗎？楊利偉成功地在太空遨游了一番，并在太空拍攝了一張地球的照片，這是一個美麗的星球，在目前已知的宇宙星體中，唯有我們人類的家園——地球，才是一顆蔚藍色的星球。但是，這么美好的生活空間，人類卻不懂得珍惜和愛護，大量的采伐和大量的垃圾……在人類對大自然不斷索取的同時，大自然也對我們做出了無情的報復，我們的生存空間變得越來越糟糕。資料表明：2000年我國工業廢棄垃圾達7.4×108t，每噸占地1 m2。環保部門每回收或處理1t廢舊物資，相當于消滅4t工業廢棄垃圾。如果環保部門2002年共回收處理了100t廢舊物資，且以后每年的回收量遞增20%。（1）2010年能回收多少噸廢舊物資（精確到1t）？（2）從2002～2010年年底，可節約土地多少平方米（精確到1m2）？

通過對環境保護中的數列問題的研究，既建立了學生的環保意識，又培養了學生運用所學知識分析和解決各種數學問題和實際問題的能力。使學生了解怎樣善用資源、保護環境，了解“可持續發展”戰略。教育他們關心環境、能源、衛生、健康等與現代社會相關的問題，體驗技術在科學與社會之間的橋梁作用，認識知識與技術、社會的交互影響，懂得在社會中如何對待和應用這些知識，形成關于科學技術與人類發展相統一的價值觀，形成科學的發展觀。

2.構建動態開放的課堂，強化學生的數學應用意識，培養科學的方法

達爾文曾說：“最有價值的知識是關于方法的知識。”數學實踐活動不僅是學生學習數學知識的認識活動和實踐過程，也是培養學生數學觀念、科學態度、合作精神的過程。通過“學”與“做”的活動激發學生學習的動機和興趣，培養學生的注意力、意志力和認真求實、追求完美、講求效率，聯系實際的學習態度和學習習慣。在數學教學中通過多種途徑如實驗活動、小組或班級討論、專題研究、角色扮演、展示以及模擬決策等開展STS教育，不但有利于學生深化理論知識，還能激起他們對學習與生活的熱愛，激發他們探究知識的欲望，提高他們運用科學方法探究科學的能力。

[案例]在引出橢圓的定義過程中，采取如下實驗：

學生分組合作，手工操作演示橢圓的形成：取一條定長的細繩，把它的兩端固定在黑板上的F1、F2兩點，當繩長大于兩點間的距離時，用粉筆把繩子拉緊，使筆尖在黑板上慢慢移動，就可以畫出一個橢圓，然后讓學生拿出已經準備好的工具，自己動手畫一個橢圓，通過學生自己動手實踐，體會到成功的喜悅，增強學生的動手操作能力（如右圖）。

分析：（1）軌跡上的點是怎么來的？（2）在這個運動過程中，什么是改變的？什么是不變的？（答：軌跡上的點到F1、F2的距離是改變的，軌跡上的點到F1、F2的距離之和是不變的，就等于繩子的長度。）

繼續探究：（1）若縮小兩個定點F1、F2之間的距離，橢圓的形狀會發生什么變化？當F1、F2重合時，軌跡是什么？（2）若增加F1、F2之間的距離，橢圓的形狀又會發生什么變化？當|F1F2|與繩子的長度相等時，軌跡是什么？當|F1F2|大于繩子的長度時，軌跡又會發生什么情況？實踐得出：當繩子的長度大于|F1F2|時，是橢圓；當繩子的長度等于|F1F2|時，是線段；當|F1F2|=0時，是圓；當繩子的長度小于|F1F2|時，無軌跡。（3）根據上述情況回答：橢圓是滿足什么條件的軌跡呢？學生獨立思考，通過觀察、比較、分析、討論圖形的變化情況，形成了橢圓的定義。在教學的過程中，學生直接參與課堂教學，充分體現了學生的主體作用，而啟發、討論、探究的教學方式既增強了師生、生生之間的交流，又能使他們的思路更加開闊，思維更加敏捷，從而引發他們的學習興趣。在圖形由橢圓變化到圓的過程中又蘊涵了運動變化和從量變到質變的哲學思想，通過學生的觀察、猜想到驗證，即可以讓學生體會圓與橢圓兩種曲線的內在聯系，形成科學的思維方法。

3.結合生活實際，合理組織教材，引領學生用數學思維思考解決問題

STS教育的基本觀點之一是：應該教授與當代生活的重要方面有密切關系的科學知識。隨著社會發展進入信息社會，數學在各個行業以及人們的日常生活中所起的作用越來越大，數學語言已悄悄地、越來越廣泛地融入到了人際交流當中，每個人都能感受到數據和處理方式的無處不在，小到買彩票、計算房貸，大到分析地區、國家的規劃都離不開數據的分析支持。《新課標》指出：“數學教學是數學活動的教師要緊密聯系學生的生活環境，從學生的經驗和已有的知識出發，創設生動的數學情境……”既然數學來源于生活，那么我們的數學教學就應該聯系生活、貼近生活，讓學生熟知的、親近的、現實的生活數學走進學生視野，進入課堂，使之產生親近感，變得具體、生動，誘發學生的內在知識潛能，使學生主動地動手、動口、動腦，想辦法來探索知識的形成過程，以達到對自我生活、心理需要的滿足，獲得成功的喜悅感。同時也增強其學習數學的主動性，發展求異思維，培養實事求是的科學態度和勇于探索、創新的精神。為此，在數學課堂教學中適時地引導學生提供他們所熟悉的經驗，充分利用學生現有的知識經驗和他們所熟悉的事物組織教學，使學生能較好地感知和理解所學的內容。

[案例]均值定理的應用

學校垃圾箱的體積為定值V，高為2米，箱壁每平米造

價200元，箱頂每平米造價160元，問底面的長和寬為何值時，垃圾箱造價最省？

問題：（1）畫出草圖（垃圾箱形狀，如右圖所示）；（2）如何計算垃圾箱的表面積及體積？（3）設計要求？（4）問題歸類，所要解決的問題屬于數學知識中的什么問題？（建模）（5）如何設計？

問題提出后，學生紛紛展開討論，通過思考探究、建立數學模型，從而解決問題。

[案例]隨著固定電話、手機等通訊工具走進千家萬戶，給人們的工作、生活帶來了極大的方便。走進任何一家通信營業廳，各種資費標準和服務條款讓人目不暇接，究竟如何選擇一種適合自己的通訊方式就顯得尤為必要了。在學習了函數和函數的圖像后，我們以“手機卡計費方式的分析與選擇”為課題進行了研究，使學生對“神州大眾卡”“移動68卡”和“移動88卡”三大通信公司的運營業務有一個大致的了解。

第一，學生以小組為單位充分討論，向教師匯總，和學生們一道完成調查表的編制：

第二，利用課余時間，以小組為單位，完成5～10個用戶的調查。

第三，以“神州大眾卡”“移動68卡”和“移動88卡”三大組為單位，將調查結果匯總、交流，進行資料整理。

第四，對調查結果通過“列函數解析式——作函數圖象——根據圖象比較函數值的大小”等三個過程開始建立函數模型，分析手機卡的計費方式。

第五，通過分析整理得到結論：（1）神州大眾卡：當t∈[0，97]時，使用話費最低；（2）移動68卡：當t∈（96，289]時，該卡最實惠；（3）移動88卡：當t∈（289，+∞）時，該卡最實惠。

根據學生所收集到的信息和數據，結合所學數學知識，建議學生所調查的用戶或者你身邊的人調整不合理的通訊方式，以節省開支，減少浪費。

通過創造學生看得見、摸得著的數學情境，在學生和知識之間架起了一座“橋梁”，引導學生運用數學知識解決實際問題，經歷探索、解決問題的過程，體現數學的價值。幫助學生認識到：數學與我有關，與實際生活有關，數學是有用的，我要用數學，我能用數學。課堂中的“喧鬧”氛圍告訴我，不是職高學生天生就怕數學，而是缺乏讓職高學生“心動”的情境，不是職高學生不鐘愛數學，而是教師缺乏具有創造性的可用教材，去激發學生的學習動機，培養學生憑借已有的生活經驗和已有的知識分析問題、解決問題的能力。正如新課標中所說的：“數學是研究空間形式和數量關系的科學，是刻畫自然規律和社會規律的科學語言和有效工具。數學科學是自然科學、技術科學等科學的基礎。”可見，數學已經融入到生活的方方面面，并已成為一種具有多維結構的人類活動。因此，教學時要努力讓數學走入生活，不斷培養學生用數學思維思考解決問題的能力。

4.數學教學與專業結合，提升應用數學的能力，強化STS教育

由于職業中學的培養目標是為社會輸送合格的各類中級管理人才和中級技術人才，但職高學生普遍學習基礎薄弱，數學素質和數學能力均較差，而他們的許多專業課又需要許多數學知識為基礎，經常出現專業課中涉及的數學知識還沒有學習，或者學生學過了，只知道數學中的意義，不能與其他學科相聯系，阻礙了專業課的進一步學習。職高生將來是我國經濟建設的主力軍，如何提高他們的素質是每一個職業中學教師面臨的嚴峻考驗！因此，在數學教學中應把數學應用與專業知識有機地結合起來，運用數學知識去解決專業課中的相關問題，培養學生的數學建模意識，增強學生的數學應用能力，使學生取得數學知識、專業技能的雙重收獲。

[案例]旅游專業中等比數列的前n項和

假如有一天你在工作中因為態度不好而使一位客人不滿意，于是這位客人在離開的第二天告訴他的兩個朋友“這個酒店不好”。第三天這兩個人每人又告訴了自己的兩個朋友。如此傳播，一個月（30天）后，有多少人知道你工作的酒店不好呢？

很顯然，這里用到等比數列前n項和公式。

，總共有10億多人。這是多

么的可怕啊！誰還來住你們酒店呢？恐怕你要失業了，如果不好好工作，將造成多么壞的影響。

[案例]二次函數的應用

財會專業：某種消費品每件60元，不加收附加稅時，每年大約銷售80萬件。若政府征收附加稅，每銷售100元要征稅R元，則每年的銷售量將減少20/3R萬件。計算政府應把稅率定為多少，才能使稅收額最大？

旅游專業：某賓館有50個房間供游客居住，當每個房間定價為每天180元時，房間會全部住滿，每個房間每天的定價增加10元，就會有一個房間空閑，如果游客居住的房間每天需花費20元的各種費用，定價定為多少時賓館收入最大？

可見，在數學課堂教學中滲透專業知識，將數學知識與現有的專業內容相結合，培養學生的建模意識，增強數學應用能力，使學生獲得數學知識和專業技能的雙重收獲。

總之，在數學課堂教學中滲透STS教育，既拓寬了數學教學內容，使數學教學能緊跟科技與社會的發展，同時也進一步完善了教學形式，徹底打破了單一的以課堂教學為主的封閉型教學模式，形成了以學校、家庭、社會有機結合的開放的教學空間。經過實踐，數學課堂教學中STS教育的滲透激發了學生學習、求知、探索的興趣，使STS教育與數學教學整合在一起，不僅有利于培養學生的科學素養，也有利于學生整體素質的提高，讓學生形成科學的發展觀，使數學與人的發展相和諧統一。

參考文獻

[1]曾崢.數學教育的現代發展與研究[M].長沙：湖南師范大學出版社，2001

[2]高凌飚、陳冀平.數學教學與學業評價[M].廣州：廣東教育出版社，2005

〔責任編輯：高照〕