簡析整合性stem教育理念下工程類高職數學教學模式的建構

陳琛

摘要：stem教育是一種新的教學理念，以提高學生科學、數學、技術與工程素養為目的，關注學生全面發展。整合性stem教育理念被運用到工程類高職教育教育中，促進教學創新，有助于我國工程類高職教育實現人才培養目標。本文就基于此，探討整合性stem教育理念下工程類高職數學教學模式的創新，讓學生認識到數學知識與工程專業之間的聯系，讓數學教育可以服務于專業。

關鍵詞：整合性stem，告知工程類專業，數學教學模式，創新

引言：隨著整合性stem的提出，作為一種新的教育理念，被廣泛運用到教育教學改革中，國外也開始投入到stem教育改革中。我國目前還處于改革的起步探索階段，在實踐中還存在很多的問題，比如傳統的教學思想、教學方式等導致高職數學教學效果不佳，在一定程度上阻礙了該教學理念的運用和實踐。所以還需要結合我國高職數學教學現狀以及社會發現對人才的需求，運用整合性stem教育理念，構建高職數學教學新模式。

1. 整合性Stem教育理念

Stem，是三個單詞的首字母縮寫，分別是：科學（Science），技術（Technology），工程（Engineering），數學（Mathematics）?？茖W指的是認識世界和解釋自然界的客觀規律;技術和工程是在尊重自然規律的基礎上進行改造，解決問題;數學則是作為基礎和工程學科的基礎工具。所以，stem教育，就是加強培養學生的科學素養、技術素養和工程素養、數學素養[1]。其強調的是stem教學實施，是從學科、教學內容到教學實踐的寬廣范圍，在教育領域對其的研究，主要探究的是整合式stem教育。本文以工程類高職數學作為研究對象，對于stem教學的實施，主要還是結合工程類專業特點，從數學學科、教學內容和教學方法上進行分析。

整合式stem教育，是當前教育教學研究的stem教育理念，整合式stem教育是從各個學科入手，能夠通過所學學科知識解決生活實際問題，有目的將其整合在一起，讓學生可以深入理解STEM，更加靈活的運用各個學科的知識、思想和技能。整合式stem教學理念，在實際的教學過程中，是通過內容整合、輔助式整合和情境整合三種整合方式，在理論下的教學方式一般都是采用項目式的合作學習和動態式的情境教學[2]。

2. 整合式stem教育理念下工程類高職數學教學模式構建

2.1 工程類高職數學教學現狀

目前我國高職院校在教學中，過于偏向于專業課程教學，忽視了專業學科與其他學科之間的聯系，在教學中各個學科都屬于獨立的個體。在工程類專業教學中，數學是作為工程類專業的重要部分，但是在實際的教學中，并沒有實現兩種教學的融合：首先是課程內容與專業缺乏聯系，在內容上存在獨立。然后是教師，數學教師作為數學學科的專業教師，對工程類專業不了解，無法實現學科知識的融合。

這些問題的存在，就無法實現學科之間的整合，缺乏實踐性，學生無法把學習的數學知識運用到專業學習中。而在整合式stem教育理念下，就剛好可以解決這一現狀，促進專業與學科之間的整合聯系，促進專業的發展。

2.2 整合性stem教育的核心要素

本次研究探究的是整合式stem教育理念下的數學教學模式構建，那么就需要明確整合式stem教育的核心要素：一是學科整合，在本次的研究中，把工程類專業的多個學科領域整合起來，讓數學不是一個獨立的學科。主要是基于生活實際問題和相關領域發展、SYEM學科內的緊密聯系作為整合的依據。

二是工程情境，在實際的教學中，工程為數學等學習提供真實的情境，是一個整合器。在實際的工程研究學習中，需要大量的科學原理和數學分析，工程設計或實踐就作為整合器的合理性。學生在學習中思想全面發展。

三是問題解決驅動和以學生為中心，在實踐教學整合中，要注意實際問題的解決，和關注學生的實際需求和發展，充分認識整合式stem教育理念的基礎為構建主義理論和情境認知理論;強調的是在解決問題中驅動學習。

支持數學和科學的學習，保證數學教學和科學的學習途徑，比如教師可以在通過工程或技術的問題情境中引導學生的理解數學概念。并且還可以幫助學生將數學知識運用到實際的工程專業學習中[3]。

2.3整合式stem教育理念下工程類高職數學教學模式構建

對于工程類高職數學教學模式的構建，在數學實踐教學中，主要是從工程情境、教學過程方面做詳細的分析。

2.3.1 設計工程情境

教師要結合數學教材的實際內容，聯系專業特點，找出之間的關系，然后實現學科的整合，設計工程情境，輔助數學教學。

就比如數學中的三角學知識，與工程測量學相結合，讓學生可以理解數學在工程中的運用和作用，明確數學與測量之間的關系。那么作為數學教師，首先要明確三角學的相關理論知識和與工程學的聯系，確定三角學的一些實際工程運用。然后與相關專業的教師合作，比如本次分析知識與測量的關系，那么就可以與測量專業的教師合作，讓設計的情境更加具有實踐性和可行性，符合工程類專業要求。最后設計出工程情境，明確三角學工程項目涉及到的學科內容和相關知識，設計項目，提出問題[4]。

2.3.2 設計教學過程

完成情境創設，下一步就是教學過程設計，教學過程主要圍繞情境中所提出的問題，做進一步的探索學習。然后采用項目合作學習的方式，對相關問題做探索。

確定教學方式，首先劃分小組項目學習組，每一個明確項目內容，以小組為單位對問題進行識別和解決。能夠在探究中，學習數學知識，并且可以運用數學知識解決問題。在小組合作學習中，要重視對學生的引導，讓學生可以充分的掌握相關知識，并對知識進行深入的探究，擴展教學內容。

然后是項目結果的展示和評價，對最終的結果進行展示，數學教師結合其他專業學科教師共同對作品結果進行評價，通過學生之間的分享、教師評價，促進學生的反思。第一步是生與學生之間的成果交流和分享，相互的學習和促進。第二步是教師對學生完成成果的合理評價，指出優點與不足，對相關數學知識作進一步的總結和鞏固，加深學生的記憶;第三步是讓學生進行自我反思，明確自身的不足。

3. 結束語

本次探究整合式stem教育理念下的工程類高職數學教學模式的構建，通過對整合式stem教育的闡述，明確當前高職數學教學現狀，結合整合式stem教育的核心要素，設計出新的教學模式。目前對于該方面的研究比較少，教師在實際教學改革創新中，應該加強對整合式stem教育的認識，在理論基礎上，結合實際情況做好改革，確保其可行性。

參考文獻

[1]王蕾.STEM項目中整合性主題教學模式的教學研究[J].中國信息技術教育，2019（12）：21-24.

[2]李旭.整合性STEM教育理念下工程類高職數學教學模式的建構[J].佳木斯職業學院學報，2018（12）：297.

[3]朱志雄，申鄭.高職數學教學的現狀、改革、實踐的思考與探討——以武漢軟件工程職業學院數學改革為例[J].黃岡職業技術學院學報，2016，18（04）：48-52.

[4]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.