STEM教育視野下初中數學課外主題活動探究

葉雯

【摘要】隨著我國經濟、科技的大幅度提升，國家和社會對人才的要求也越來越高，不僅要求人才具備專業的知識素養，更希望人才能夠德智體美勞全面發展.為此，教師和學校對教學進行了改進，爭取把學生培養成社會和國家需要的高素質人才.STEM教育視野下初中數學課外主題活動的構建，不僅可以提升學生的學習效率，改善學生的數學成績，還能夠幫助學生在日后的生活和學習中取得更優異的成績.

【關鍵詞】STEM教育視野;初中數學;課外主題活動

【基金項目】本文系廣州市教育科學規劃2019年度課題“STEM教育視野下初中課外主題活動的組織與研究”（編號：201911935）的研究成果.

一、STEM教育的含義

所謂的STEM教育，指的是科學、技術、工程、數學四門學科英文首字母的縮寫.STEM教育將四者融為一體，相輔相成，重點加強對學生科學素養、技術素養、工程素養以及數學素養的教育，提升學生這四個方面的品質.

（一）科學素養

所謂的科學素養，指的是學生利用科學知識理解自然并且改造自然的能力.科學是現代社會人們生活的基礎之一，提升學生的科學素養有助于幫助學生理解和認識世界，同時能夠幫助學生將學習到的知識應用到現實生活中，是學生核心競爭力中不可缺少的一環.

（二）技術素養

所謂的技術素養，指的是學生使用、管理、理解和評價技術的能力.這方面的能力能夠幫助學生掌握技術，提升學生實際應用的能力.

（三）工程素養

工程素養比較廣泛，指的是學生對技術工程設計與開發過程的理解.提升學生的工程素養能夠幫助他們了解現代社會中存在的大部分工程，能夠提升學生的數學學習興趣.

（四）數學素養

數學素養主要包含了幾個方面：

其一，數學抽象.所謂的數學抽象指的是學生能夠舍去事物的一切物理屬性，得到數學研究對象的思維過程.數學抽象在STEM教育中是非常重要的一部分，抽象思維能夠讓學生更好地在頭腦中繪制圖形等，幫助學生具象化地厘清數學關系.

其二，邏輯推理.邏輯推理是學生能夠根據事實和命題并且根據整體的邏輯規則推論出結果的一個思維過程，邏輯推理能力使得學生能夠將學科綜合性知識整理到一起，在STEM學習中發揮出了巨大作用.

其三，數學建模.數學建模是對現實問題進行了數學抽象之后并且能夠用數學語言表達出問題，再用數學知識和方法構建出模型來解決問題.數學建模這一核心素養是學生能夠將數學應用到實際生活中的前提，它構建了數學與外部世界連接的橋梁.在STEM教育中數學建模也是不可缺少的一部分.

其四，直觀想象.直觀想象是學生能夠借助幾何直觀和空間想象感知事物的形態與變化，能夠利用圖形理解和解決數學問題.直觀想象是學生能夠發現并且提出數學問題、分析和解決數學問題的重要手段.

其五，數學運算.所謂的數學運算，指的是在了解運算對象的基礎上，根據數學運算法則解決數學問題的過程，數學運算是一切數學問題解決的基礎，是演繹推理的一種形式，是能夠得出正確數學結果的手段，更是學生能夠使用計算機解決問題的基礎.

其六，數據分析.這一素養指的是學生能夠針對研究對象獲得相關數據，并且能夠運用統計方法對數據中的有用信息進行分析和推斷，最后得出有用知識的過程.這個過程中學生能夠收集并且整理數據，從數據中提取信息，并且能夠構建模型對信息進行分析和推斷.在當前這個大數據時代，數據分析這一素養對學生來說是非常有必要的.

STEM教育主要是培養學生的這四個素養，讓學生在學習到知識的過程中基本素養也得到相應的提升.

二、當前我國初中數學STEM教育中存在的不足

（一）真實性缺失，項目實施形式化

在STEM教育中，整體教育的核心在于事件本身的真實性，在于與生活接觸的實際性，STEM教育圍繞著我們生活中問題的解決進行，但是在目前的初中數學STEM教育中，教師主要還是針對教材中的問題進行教育，忽略了STEM的真實性問題，直接給予答案的問題講解得比較多，而一些需要學生思索的開放性問題較少，同時，教師還經常講解一些單一性問題，忽略了STEM本身就是需要綜合學科知識的教育本質，因此，教師在進行STEM教育的時候經常就是紙上談兵，讓學生沒辦法用它去解決實際生活中存在的問題.

（二）教育內涵缺失，資源建設過于夸張

STEM教育圍繞著我們的生活實際進行，因此，教師選取的一些操作性工具都應該簡單、便捷，但是在目前很多學校中，初中數學STEM教育經常用一些學生實際生活中沒有的豪華設備讓他們進行實踐，這樣的做法使得STEM教育缺乏內涵，對于廣大農村學生、貧困家庭的學生而言，實施起來更為困難.

（三）系統性缺失，課程開發碎片化

STEM教育旨在綜合不同學科的內容，在課程中教師需要將各學科知識綜合起來，提升學生的知識容量和思考能力.但是在目前我國初中數學的STEM教育中，教師更重視的還是單一學科知識的增長，對于STEM教育的綜合性幾乎是視而不見的，在教學的過程中就造成學生對STEM教育理解得不通透，為學生解決實際問題增添了困難.

三、STEM理念下初中數學課外主題活動構建的原則

STEM理念重點強調以下三個原則：

其一，真實情境化設計原則.所謂的真實情境化設計原則指的是學生學習的動機和基礎需要來源于我們的生活實際，因此，教師在構建課外主題活動的時候必須能夠創設出學生自己親身經歷或者是他們聽說過的情境，并且教師需要鼓勵學生主動地參與到這些情境中尋找數學知識和數學理論的答案，這種做法會使得學生在尋找到答案的時候更有參與感和滿足感，能夠激發學生的學習熱情.

其二，有效學習支架設計原則.所謂的學習支架，指的是教師、同伴或者是別人提供的幫助，SETM教育理念倡導將學習支架設計得更加有效，無效的學習支架只會耽誤學生的課外學習時間.