基于STEM理念的初中數學自主課堂構建探索

【摘要】隨著新課改的不斷深入，新教學理念逐步走入初中課堂，很多學校和教師開始注重自主課堂的構建，注重培養學生的核心素養[1]。盡管如此，初中階段的數學教學依然存在著很多的問題。數學是初中階段的重要學科，發揮著不可替代的基礎作用，如何打造高效的初中數學課堂一直是教育工作者密切關注的話題。STEM理念強調學科知識的交叉和綜合應用，而數學知識是理科知識的基礎，將STEM理念應用于初中數學教學中，有利于提升課堂教學效率，幫助學生構建科學的知識體系，促進學生邏輯思維的形成。本文論述了基于STEM理念開展初中數學教學的優勢，并分析了將STEM理念應用于初中數學課堂教學的策略。

【關鍵詞】STEM理念;初中數學;核心素養;應用策略

作者簡介：常靜鋒（1983—），男，江蘇省泰州市靖江市濱江學校。

對初中學生而言，數學是一門很重要的學科，學好數學知識對他們后續的學習有很大的好處。近年來，初中數學教師紛紛開始嘗試新的教學方法，探索有效的教學策略，初中數學課堂的面貌發生了諸多變化。然而，就筆者的觀察來說，許多初中數學教師在打造高效課堂時，對學生的感受考慮仍不夠，學生長時間處在被動學習的地位，很容易感到枯燥，甚至逐漸失去學習數學的興趣，這不利于學生形成良好的數學能力。STEM理念下的課堂將學生的全面發展作為首要目標，以發展學生的自主學習能力為關鍵，學生在這樣的課堂中自主探索，抽絲剝繭地學習數學知識，能夠更好地積累學科知識、提升動手能力，而且在這樣的過程中學生會更喜歡學習數學，更可能形成良好的學習習慣，從而提升初中數學教學質量。

一、STEM理念概述

STEM教育，即科學（Science）、技術（Technology）、

工程（Engineering）、數學（Mathematics）為主的融合性教育[2]。STEM教育所具有的優勢是，能夠使學生學習如何在生活中靈活運用所學知識，并讓學生有效串聯所學知識，實現知識內化和遷移。開展STEM教育，還有利于學生深層次地理解知識，使學生積極主動地深入探究和整理知識，培養自己的高階思維

能力。

二、目前初中數學課堂存在的問題

（一）部分教師的教學理念相對落后

近年來，信息技術高速發展，初中數學的教學內容也在發生變化，然而部分教師的教學理念沒有與時俱進，這些教師的課堂上，他們自己仍是教學的核心，學生只能被動接受知識。這樣的教學方法和教學模式相對落后，即使這些教師將培養學生核心素養作為目標，但在這樣的課堂形式下做的許多努力只能是流于形式，“滿堂灌”和“一言堂”難以真正培養學生的核心素養。

（二）學生的學習自主性相對較弱

初中生的心理、思維都處在發展階段，他們容易受到教學模式的影響，自主探究的意識不足，學習時對教師的依賴較強。學生在課堂上，普遍只是接受知識，獨立對數學知識進行思考的能力不足。因此，教師不僅需要將知識教給學生，教會學生如何解題，還要引導學生思考數學知識的深層含義。但許多教師教學時沒有對學生自主學習能力的發展予以充分的重視，不注重引導學生主動、深入探索，導致學生的學習自主性相對較弱，這也成了提高初中數學課堂效率的一大阻力。

（三）師生關系不夠密切，互動不足

初中數學課堂多是教師為主體，學生大都對教師存在畏懼心理，這就導致課堂上師生的互動不足，學生在提問或者回答問題時考慮得太多，不愿意主動提問、主動回答。而且教師和學生之間缺乏溝通，教師也就難以開展有針對性的教學，不能因材施教，課堂的實效性也不足。

三、基于STEM理念構建初中數學自主課堂的優勢

一方面，基于STEM理念開展初中數學教學能夠有效構建初中數學自主課堂，對于深化學生對數學知識的認識具有明顯的促進作用。在STEM理念下，教師需要重視實踐教學活動，并在教學實踐活動中培養學生的學習興趣，鼓勵學生主動、深入探究所學知識，從而讓學生在探索知識的過程中不斷提高實踐技能，培養學習能力，為學生的多元化發展做好鋪墊工作。當然，教師在基于STEM理念開展教學的過程中，還需要借助科學、合理的教學方法，激發學生的學習動力，借助豐富多樣的實踐教學素材，拓寬學生的視野，借助豐富多樣的教學手段，加深學生對知識要點的印象，從而有效深化學生對數學知識的認識[3]。

另一方面，基于STEM理念構建數學自主課堂還有利于培養學生的自主學習能力。初中階段是培養學生綜合能力的關鍵階段，教師應有意識地培養學生的自律能力，并提升其自主學習的能力，鼓勵其積極參與數學知識探究活動。基于STEM理念的數學課堂強調學生的自主學習，教師需要從預習階段就開始引導學生進行適當的自主探索，不斷讓學生與教師、學生與學生之間發生互動，交流有效的探索、學習方法，確保學生在具有交互性、創新性、系統性的學習過程中，提升自己探究數學知識的能力。

因此，在新的教學情形下，初中數學教師可以基于STEM理念構建自主課堂，并結合育人目標，鍛煉學生自主學習、自主探究、自主解題的能力，讓學生結合重難點問題進行拓展性探究，有效提高學習質量。

四、基于STEM理念構建初中數學自主課堂的策略

（一）改變教學準備工作

在初中數學課堂中，教師應扮演引路人的角色，使學生獲得豐富的學習體驗，帶學生探索知識，形成科學的知識體系。要基于STEM理念打造高效的初中數學課堂，教師需要從教學準備工作開始，就基于STEM理念進行。

教師在進行教學準備時，就需要提前想好如何引導學生進行數學知識探索，讓學生愿意參與學習活動。此外，教師還需要將重點、難點知識進行適當分解，確保學生學習后能夠順利消化所學知識，提升學生對知識的理解與應用能力，為學生全面培養自身的學習技能提供助力。

具體來說，首先，教師要借助網絡搜集相關的教育教學素材，確保自己能在實際教學活動中科學應用STEM理念構建自主課堂，讓學生進行自主而全面的課程學習，提高自主學習能力。其次，教師要構建師生之間能夠進行良好互動交流的環境，在日常學習生活中，就盡量通過直接與學生對話拉近與學生心靈的距離，使學生在實踐學習活動中，培養探索學習興趣，提升綜合實踐技能，從而提高學生數學核心素養。最后，教師要積極提升自己的溝通、交流能力，時常與學生進行交流，了解學生在自主學習過程中遇到的困難，給予學生精神鼓勵和實際幫助。

此外，隨著互聯網和信息技術的發展，許多的現代化軟件能作為教育的輔助工具，教師在教學準備階段應當思考清楚如何合理地應用現代化的軟件，讓枯燥的知識變得富有趣味性，讓知識以更加生動直觀的方式呈現在學生面前，也節省教師的授課時間。

例如，在指導學生學習初中數學教材中的“二次函數”時，考慮到這一內容的教學目標是讓學生根據變量不同引發的圖像變化意識到兩個未知量之間存在的關聯。然而函數是由點組成的，無數的點方能構成拋物線，教師要想確保拋物線的準確性，就必須嚴格按照點的分布畫圖，需要大量時間。于是，教師可以在教學準備環節提前打開幾何畫板，使用該軟件提供的功能繪制準確的拋物線，確保自己在課堂上有充足的時間開展教學，也確保拋物線準確、直觀，讓學生能夠清晰地看出圖像的變化。

又如，在指導學生學習初中數學教材中的“幾何證明”這一章節時，教師也應基于STEM理念，在教學準備環節設計生動、有趣的教學活動，讓學生在課堂上進行知識探究，從而科學地鍛煉學生的自主思考能力，為后續開展系統性教學做好鋪墊工作。教師可以讓學生結合具體的解題方法開展探究，并鼓勵學生進行自主探究，幫助學生培養邏輯思考能力，完成條理清晰的證明，使學生在進行幾何證明過程中更順利地找到證明依據和條件，提升學生數學解題準確率。與此同時，教師要鼓勵學生深入了解角、平行線、平面圖形、全等三角形、對稱軸等相關的知識點，提升學生對幾何的觀察能力以及實驗、歸納、類比、猜想、說理、反思等能力，使學生在識圖、作圖過程中進行合理推理，以掌握幾何證明的方法和技巧。

（二）利用小組合作開展教學

構建自主課堂的目的就是提升課堂效率，培養學生的核心素養。但是學生之間的學習能力存在差異，且許多學生有著自己獨特的學習方法。教師可以利用這一特點，開展小組合作教學，讓學生在小組合作中互相促進。當然，教師需要注意的是，在利用小組合作構建自主課堂時，切不可隨意地分組，教師應秉持著能力相近、公正平等的原則分組，確保每個小組都有自主學習能力強和自主學習能力弱的學生，讓小組之間形成良性的競爭[4]。

（三）讓學生將數學知識與生活聯系起來

有許多初中數學知識和生活聯系十分密切，基礎數學知識更是在生活的許多方面都有體現。教師應引導學生意識到數學知識與生活的聯系，并讓學生自覺將所學知識聯系實際，這樣做能夠加深學生的學習體會，讓生活成為知識傳播的載體之一，也讓學生學以致用，同時降低學生的學習難度，學生會更明確學習數學知識的意義。

例如在指導學生學習初中數學教材中的“統計”這一章節時，教師就可以適當引入生活中的例子，為學生創設良好的學習情境，激發學生自主探究的興趣。教師可以向學生介紹福利彩票的中獎概率，讓學生明白彩票的中獎機制和基本原理，這樣既能給學生科普相關知識，吸引學生的注意力，也能讓學生更加直觀地感受統計知識的作用。

（四）培養學生自主創設情境的能力

在課堂上，教師通常會選擇以提問的方式，引導學生展開分析并解決問題。不過，僅以此種方式開展教學，會使學生難以意識到自己發現問題的重要性，并對學生的自主思維發展造成約束，甚至讓學生認為解決問題只是套用公式，思考數學問題就是思考需要套什么公式[5]。鑒于此，教師在構建自主課堂時，要重視培養學生自主創設情境的能力，讓學生通過親身體驗過程，提高對數學知識的探究、學習能力，為學生形成良好的數學思維提供助力，從而提升課程的質量與效率，在有效培養學生自主學習能力的同時，增強學生的自律性。

例如，在指導學生學習初中數學教材中的“坐標方法的簡單應用”這一內容時，教師要鼓勵學生先結合教材內容進行課前預習，讓學生充分把握教材內容。在學生預習時，教師可提醒學生分類標注知識點，確保其能在課上快速掌握該章節的主體內容。到了課堂上，在簡單講解之后，教師就可以鼓勵學生運用新媒體教學設備自主創設學習情境，使學生根據自己的學習需求設計學習活動，更深入地了解坐標形成的過程，從而有效建構空間思維，培養數學邏輯。這樣的課堂還可以激發學生交流溝通的動力，讓學生借助情境與問題進行探究，鍛煉自己的邏輯思維。

（五）培養學生自主獲取信息的能力

自主獲取信息能力的高低對于學生能否利用自主課堂高效學習尤為重要。學生能夠自主獲取知識，方可更好地完成自主學習，STEM理念也就能更好地融入數學課堂。

因此，在指導學生學習初中數學教材中的“圖形的旋轉”等知識點時，教師要注重培養學生提取信息能力，讓學生結合知識內容進行探究活動，促使學生對數學信息的捕捉能力得到強化。比如，教師可以在帶領學生解讀教材內容后，引導學生自主發現圖形旋轉的實例，讓學生在生活中感受平移、旋轉、軸對稱等圖形旋轉，并通過觀察實例認識圖形的旋轉。

結語

綜上所述，隨著時代的變化，初中數學教學面臨著新的挑戰。培養學生的核心素養是初中數學教學的重要任務，教師應認真學習STEM理念，并將STEM理念融入初中數學教學，開展多樣化的教學，全面構建自主課堂，以培養學生的優質學習習慣，讓學生具備良好的學習能力。

【參考文獻】

[1]程永奇.簡析新課程理念下初中學生數學課堂合作學習的重要性[J].考試周刊，2021（08）：69-70.

[2]鄧昌濱.STEM教育視域下的初中數學“課題學習”教學[J].中學數學教學參考，2020（35）：62-65.

[3]馬正寶.核心素養理念下初中數學教學策略淺析[J].當代家庭教育，2020（36）：109-110.

[4]梁通業.STEM理念數學自主課堂模式初探[J].數學學習與研究，2019（03）：99-100.

[5]王曉東.初中數學課堂教學中小組合作學習存在的問題及對策研究[J].讀寫算，2021（01）：137-138.