基于STEM教育理念下的高中數學課堂互動教學模式實踐探究

劉桂珍

摘 要：STEM指的是科學、技術、工程以及數學，STEM教育理念應用到高中數學的教學理念之中，采用具有吸引力的問題解決高中數學學習中存在的問題，在學科教學的過程中整合學科資源，體現學科價值。從STEM教學理念出發，探究如何在STEM理念下進行高中數學課堂互動教學。

關鍵詞：課堂互動；STEM教育理念；高中數學

STEM教育即科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、數學（Mathematics）教育的統稱。為了提高學生的綜合能力，教師應當改變當前的課堂互動教學模式，鍛煉提高學生的綜合能力，利用STEM的學科理念在課堂內創建一個真實、可靠的教學環境，促進課堂互動，鍛煉學生的數學學習能力。STEM教育包含四大領域的知識，科學、技術、工程、數學四者之間存在著相互補充與支撐的關系，對學生的全面發展有著至關重要的作用。

一、基于STEM教育理念的課堂互動教學實施要遵循的原則

在推廣和實施STEM教學理念的時候，教師在設計教學方案的時候要注意做到“學科整合、工程情境、問題解決驅動、以學生為中心”。

1.注意學科知識與工程情境結合

STEM教育應當增強學科之間聯系的調整，建立和確認一個課堂互動教學模式，給高中生更多的啟發，減少學生學習知識的認知負擔和識別問題的困難性。在優化高中數學課堂互動教學模式的時候，工程學科的聯系主要集中在物理以及化學學科之間，使得學生運用數學知識更直觀地認識物理原理，增強學生對數學基礎學科的理解。

2.注意用問題驅動解決學習

在建構主義的指導下，高中數學互動教學模式設計優化要以一定的教學模式驅動，將教學理論與情境認知結合在一起，教師基于項目學習的目的進行課堂問題的設計，輔助使用課堂游戲的方式解決真實的問題情境，將學生放在課堂主體的地位上，鼓勵團隊合作，共同解決數學學習中遇到的問題，增強學生學習數學知識的自信心。

3.注意學科知識與學科整合

數學是科學的基礎，科學為數學提供支持和應用，數學知識的學習使得學生掌握了序列和關系的結構關系，從計數、測量以及物體描述等幾個方面進行邏輯推理和定量計算，通過數學知識的學習使得學生掌握了邏輯推理、定量計算以及抽象關系的研究能力，為之后學習科學、工程等知識的時候提供基本的素質和能力。

二、STEM教育模式在高中數學課堂互動教學中的應用

筆者根據STEM教育理念與數學學科教學特色初探數學課堂互動教學模型，見下圖。

在高中數學互動教學的過程中，教師在設計教學模式的時候應當創設輕松的情境，利用教學設計、實施過程的方式對重要知識點進行分析和調整，在課堂上拋出問題，進行拆分和反饋，調整互動教學模式和教學規模。STEM教育要求教學互動設計具有綜合性、開放性、動態性、實踐性、多樣性。根據以上的教學模型，可以將高中數學互動教學模式分為四個步驟執行：（1）師生互動，問題引領，根據教學內容創設教學情境；（2）新舊知識聯系互動，運用STEM的四大領域的知識研究問題，收集相關問題的解決技術和數據，建立新舊知識的互動聯系；（3）生生互動，小組合作，利用技術和分析數據，設計出解決問題的方案；（4）小組共同交流和溝通，分享研究結果。

結合本文的互動教學模型，在學習導數的相關知識的時候，數學教師可以從導數的概念出發，應用課堂情境進行創新，引導學生熟悉導數的基本概念、幾何意義和導數的運算法則及基本公式，并設置一定的課堂情境感受導數知識的應用，在設計導數幾何意義理解環節的時候，教師要重點把握導數的變化率，創新進行導數概念的講解，例如引進建筑行業對導數的解釋：“能把文字、表格、圖表或者是表達式的信息轉化成一種關系或者是一個函數。”從建筑行業的角度分析函數表達式以及圖象表示，在課堂上為學生指明數學問題的研究方式，帶著高中生感受數學知識在實際行業發展中的應用，有效激發高中生對數學知識的學習積極性，豐富高中生的課堂學習體驗。

在新課程改革的教學背景下，教師應當改變傳統的教學培養模式，提高學生的綜合能力，借助STEM的理念，可以優化當前的課堂互動教學模式，提高學生的綜合能力。本文分析了如何在高中數學課堂教學過程中滲透STEM的教學理念，在設計優化當前的互動教學內容的時候應當遵循什么原則，在問題驅動和情境驅動的過程中調動學生的積極性，培養其對數學學科的學習興趣，為高中生之后的更深奧的數學學習和知識應用奠定良好的基礎。

參考文獻：

[1]楊亞平.整合性STEM教育理念下工程類高職數學教學模式的建構[D].華東師范大學，2016.

[2]馬紅芹.美國K-12階段“科學、技術、工程和數學”（STEM）教育研究[D].南京師范大學，2015.

編輯 謝尾合