基于STEAM教育理念的數(shù)學(xué)活動的開發(fā)研究

任樹鑫 西安工商學(xué)院

STEAM教育理念應(yīng)用于數(shù)學(xué)教育中，可增強(qiáng)教學(xué)活動的體驗(yàn)性、多樣性、情境性和實(shí)證性。基于蘊(yùn)含多學(xué)科知識內(nèi)容的數(shù)學(xué)活動，對學(xué)生理論認(rèn)知和探究能力、解決問題能力等可以進(jìn)行全面提升。教育工作者應(yīng)將STEAM教育理念合理介入到理論活動、實(shí)踐活動、網(wǎng)絡(luò)活動中，在學(xué)、研、做等行動中內(nèi)化吸收數(shù)學(xué)知識，并具備熟練應(yīng)用能力和質(zhì)疑的智慧。

四個主要學(xué)科Science、Technology、Engineering、Art的高度集成和融合，形成新型的教育理念，即STEAM。數(shù)學(xué)教育中STEAM教育理念的介入，應(yīng)做好數(shù)學(xué)、科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)等學(xué)科的融合。利用多學(xué)科知識內(nèi)容，對學(xué)生智育、德育、美育、勞育等進(jìn)行科學(xué)培養(yǎng)。開發(fā)多樣、有趣、交互性和實(shí)踐性強(qiáng)的數(shù)學(xué)活動，用以全面提升學(xué)生的知識技能和解決問題的能力。教育工作者需對數(shù)學(xué)教育的根本價值和目標(biāo)定位，形成理性思考，加強(qiáng)STEAM教育理念內(nèi)涵和特征的理解，明確如何在數(shù)學(xué)活動開發(fā)中融入不同領(lǐng)域和不同學(xué)科的知識內(nèi)容。

STEAM教育理念應(yīng)用于數(shù)學(xué)教育的主要特點(diǎn)

（一）注重體現(xiàn)數(shù)學(xué)理論知識的應(yīng)用性

STEAM教育理念的提出和應(yīng)用，為教育深化改革和應(yīng)用型人才培育指明新的方向和路徑。作為新型的教育教學(xué)理念，STEAM更注重以問題解決為核心，設(shè)計(jì)教學(xué)活動和計(jì)劃。而STEAM教育理念在數(shù)學(xué)教育中的應(yīng)用，要求教師需引導(dǎo)學(xué)生活學(xué)活用數(shù)學(xué)理論知識。根據(jù)現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的真實(shí)案例，教師應(yīng)細(xì)致和深入地講解數(shù)學(xué)理論知識，并引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐生活中進(jìn)行應(yīng)用。STEAM教育理念下，數(shù)學(xué)教學(xué)更注重體現(xiàn)數(shù)學(xué)理論知識的應(yīng)用性，而不再限于考試和考核方面。教師需將與數(shù)學(xué)知識密切相關(guān)的其他學(xué)科內(nèi)容導(dǎo)入到數(shù)學(xué)課堂中，組織學(xué)生主動參與到多學(xué)科教學(xué)活動中；以及依托貼合生活的案例，講解數(shù)學(xué)理論知識，實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐雙向推進(jìn)。

（二）著重強(qiáng)化學(xué)生解決問題的能力

數(shù)學(xué)教育中STEAM教育理念的介入，促使學(xué)生認(rèn)知技能、學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐應(yīng)用能力、解決問題的能力獲得全面提升。教師需將抽象化的數(shù)學(xué)原理和規(guī)律進(jìn)行具體化和生動化呈現(xiàn)，在感知、解釋、分析、建模、思辨、應(yīng)用的過程中，保證學(xué)生內(nèi)化吸收知識。STEAM教育理念導(dǎo)向下，數(shù)學(xué)教師需著重強(qiáng)化學(xué)生解決問題的能力，引導(dǎo)他們想象、質(zhì)疑、應(yīng)用，對數(shù)學(xué)原理和概念產(chǎn)生深刻的認(rèn)識和多維度理解。學(xué)生在深度觀察、實(shí)驗(yàn)、體悟、探討、推理的過程中，實(shí)現(xiàn)知識遷移和經(jīng)驗(yàn)的積累，以達(dá)到真正利用數(shù)學(xué)知識解決實(shí)際問題。

（三）以得當(dāng)?shù)恼n程內(nèi)容擴(kuò)充為關(guān)鍵

STEAM教育理念在數(shù)學(xué)教育中的應(yīng)用，不是多學(xué)科的表面疊加，需根據(jù)育人總目標(biāo)，以及學(xué)生的學(xué)習(xí)問題，合理地展現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的交叉性特點(diǎn)。以數(shù)學(xué)學(xué)科為基礎(chǔ)，以其他相關(guān)聯(lián)學(xué)科為輔，更加得當(dāng)?shù)貙φn程內(nèi)容擴(kuò)充和優(yōu)化。基于STEAM教育理念展開的數(shù)學(xué)教育工作，應(yīng)是一個動態(tài)升級和內(nèi)容更新的過程。立足以生為本教學(xué)理念，構(gòu)建符合實(shí)際的STEAM教學(xué)情境。將科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)等學(xué)科，科學(xué)地嵌入到數(shù)學(xué)教學(xué)中，并能開發(fā)和設(shè)計(jì)多樣化的數(shù)學(xué)活動，以此體現(xiàn)STEAM教學(xué)的主要特點(diǎn)。

STEAM教育理念落地數(shù)學(xué)活動開發(fā)的主要思路

（一）以數(shù)學(xué)文化為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)和開發(fā)數(shù)學(xué)活動

數(shù)學(xué)活動開發(fā)，應(yīng)以基本和核心的數(shù)學(xué)文化為基礎(chǔ)。既要體現(xiàn)數(shù)學(xué)活動的豐富性，還需構(gòu)建成熟和高品質(zhì)的教學(xué)模式。無論是藝術(shù)學(xué)科在數(shù)學(xué)活動設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，還是技術(shù)與數(shù)學(xué)應(yīng)用的融合，都應(yīng)做到數(shù)與形的有機(jī)結(jié)合。而脫離數(shù)學(xué)文化的數(shù)學(xué)活動開發(fā)，不易于把控教學(xué)重點(diǎn)和目標(biāo)。若過多融入其他學(xué)科的文化，將無法有效地培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)和數(shù)學(xué)思維。數(shù)學(xué)文化應(yīng)成為數(shù)學(xué)活動開發(fā)的素材和靈感，構(gòu)建一個可激發(fā)學(xué)生產(chǎn)生高階認(rèn)知層次的數(shù)學(xué)課堂。數(shù)學(xué)文化與數(shù)學(xué)理論，應(yīng)相互映照和補(bǔ)充，共同作用于數(shù)學(xué)活動的高效實(shí)踐。

（二）從多學(xué)科教育視角出發(fā)，推進(jìn)STEAM教育理念落地

STEAM教育理念，講究多學(xué)科開展數(shù)學(xué)教學(xué)活動。而教師在實(shí)際開發(fā)數(shù)學(xué)活動的過程中，應(yīng)從多學(xué)科視角出發(fā)，采集、分析、整合教學(xué)信息。多學(xué)科知識需深度混合，基于新的課程內(nèi)容設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)活動。而STEAM教育理念的落地，需在數(shù)學(xué)活動設(shè)計(jì)、開發(fā)、實(shí)施等流程中得以體現(xiàn)。從科學(xué)視角、藝術(shù)視角、工程視角、技術(shù)視角出發(fā)，審視和分析數(shù)學(xué)活動的不同功能。多學(xué)科教育視角下，需能有效擴(kuò)展和豐富數(shù)學(xué)活動的維度，以此引進(jìn)不同的教育載體，承載不同的教學(xué)內(nèi)容，最終培育出綜合素質(zhì)高、數(shù)學(xué)思維活躍的學(xué)生。

（三）做好數(shù)學(xué)活動開發(fā)項(xiàng)目規(guī)劃，做到合理介入STEAM教育理念

STEAM教育理念在數(shù)學(xué)活動開發(fā)工作中的落地，需提前做好統(tǒng)籌與規(guī)劃。以數(shù)學(xué)教材、數(shù)學(xué)文化為依托，合理地融入科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)學(xué)科知識。教育工作者需精準(zhǔn)定位多學(xué)科項(xiàng)目主題和目標(biāo)，并能主動地創(chuàng)建問題情境；既要運(yùn)用多學(xué)科知識豐富學(xué)生知識層次，還需強(qiáng)化他們解決問題的能力。以STEAM教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向，開發(fā)、組織、監(jiān)控學(xué)生學(xué)習(xí)活動。數(shù)學(xué)活動的開發(fā)，需科學(xué)的統(tǒng)整思維、有效地融合多學(xué)科文化，為學(xué)生提供學(xué)科學(xué)習(xí)體驗(yàn)；應(yīng)注重發(fā)揮情感要素的驅(qū)動作用，促使學(xué)生對多學(xué)科知識學(xué)習(xí)和數(shù)學(xué)活動的實(shí)踐產(chǎn)生積極動機(jī)。

基于STEAM教育理念的數(shù)學(xué)活動開發(fā)的有效策略

（一）數(shù)學(xué)理論活動設(shè)計(jì)與數(shù)學(xué)文化的融合

基于STEAM教育理念數(shù)學(xué)活動的開發(fā)，教師必須注重夯實(shí)學(xué)生理論基礎(chǔ)。應(yīng)將數(shù)學(xué)理論活動設(shè)計(jì)與數(shù)學(xué)文化進(jìn)行有效地銜接，實(shí)現(xiàn)過程與方法相統(tǒng)一、育人手段和目標(biāo)相契合。數(shù)學(xué)理論活動設(shè)計(jì)，需合理引進(jìn)微課和慕課。教師需精準(zhǔn)提煉教材知識重點(diǎn)以及數(shù)學(xué)文化核心內(nèi)涵，并將其滲透到不同主題的教學(xué)設(shè)計(jì)中。在課前、課中、課后，教師需組織學(xué)生深度學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)理論知識，同時，教師需將藝術(shù)和工程學(xué)科知識內(nèi)容，科學(xué)地融入到數(shù)學(xué)理論活動內(nèi)容中，從理論層面提升提高學(xué)生的認(rèn)知層次。使學(xué)生在學(xué)習(xí)多學(xué)科理論知識的過程中，形成正確的學(xué)習(xí)觀念和文化品格，并能主動進(jìn)行成果作品的匯報和分享。

（二）數(shù)學(xué)實(shí)踐活動設(shè)計(jì)中社會元素的介入

數(shù)學(xué)實(shí)踐活動的開發(fā)，需能與現(xiàn)實(shí)環(huán)境進(jìn)行深度的對接。若想切實(shí)實(shí)現(xiàn)STEAM教學(xué)目標(biāo)，就必須在實(shí)踐活動中體悟數(shù)學(xué)原理和應(yīng)用方法。數(shù)學(xué)實(shí)踐活動的設(shè)計(jì)與實(shí)施，是整體和全面推進(jìn)數(shù)學(xué)教學(xué)活動的關(guān)鍵，決定著學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量和效果。為此，教師應(yīng)將社會元素合理地介入到數(shù)學(xué)實(shí)踐活動設(shè)計(jì)中。例如，教師組織學(xué)生深入?yún)⑴c到社會活動中，使其發(fā)現(xiàn)和探索各領(lǐng)域數(shù)學(xué)應(yīng)用的重點(diǎn)。通過理性和全面對比各個領(lǐng)域數(shù)學(xué)應(yīng)用發(fā)展的態(tài)勢，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自身的學(xué)習(xí)規(guī)劃，有側(cè)重點(diǎn)的進(jìn)行實(shí)踐鍛煉和課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)。

（三）以技術(shù)元素驅(qū)動數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)活動的開發(fā)

“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，教育工作者基于STEAM教育理念開發(fā)數(shù)學(xué)活動過程時，應(yīng)認(rèn)識到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)對學(xué)生成長和學(xué)習(xí)思維的影響。教育工作者應(yīng)主動突破時空和知識邊界的限制，利用海量的網(wǎng)絡(luò)視聽資源，設(shè)計(jì)和開發(fā)有趣和豐富的數(shù)學(xué)活動；并以學(xué)生關(guān)注的網(wǎng)絡(luò)文化和熱議話題為關(guān)鍵，開發(fā)映照多領(lǐng)域多學(xué)科的數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)活動；以及在大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的驅(qū)動下，開發(fā)具有遠(yuǎn)程操控和控制功能的數(shù)學(xué)活動。此外，還應(yīng)依托互聯(lián)網(wǎng)平臺，以互聯(lián)網(wǎng)直播、在線點(diǎn)播等形式，組織學(xué)生學(xué)習(xí)和探討數(shù)學(xué)知識；以網(wǎng)絡(luò)為載體開展數(shù)學(xué)活動，靈活地融入不同學(xué)科的知識內(nèi)容，并將數(shù)學(xué)文化與網(wǎng)絡(luò)文化進(jìn)行科學(xué)融合。從而，最大程度發(fā)揮STEAM教育理念的作用和價值，開發(fā)出開放性、創(chuàng)新性、可即時升級型的數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)活動。

總之，基于STEAM教育理念，教育工作者在對數(shù)學(xué)活動進(jìn)行開發(fā)和再設(shè)計(jì)的過程中，需從學(xué)生長遠(yuǎn)發(fā)展角度出發(fā)。面向未來、面向社會，將科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)等學(xué)科合理地融入到數(shù)學(xué)課程內(nèi)容中，開發(fā)可助力學(xué)生全面健康成長的特色活動。基于理論活動、實(shí)踐活動、網(wǎng)絡(luò)活動，有效培養(yǎng)學(xué)生知識素養(yǎng)、文化素養(yǎng)、信息素養(yǎng)、思維素養(yǎng)等能力。