基于STEAM教育理念對初中數學教學的應用

◎黃曉嫻

(深圳市寶安第一外國語學校，廣東 深圳 518000)

初中數學是數學學習的關鍵時期，是小學數學的過渡，也為高中數學打下基礎.新課標實施已有十多年，教師需要深入了解學生，根據學生的實際情況，積極接受新的教育理念.教師在數學教學中積極使用STEAM教育理念，能夠實現以數學為基礎，幫助學生學習其他科目，讓學生對知識學習充滿激情，實現理論與實踐的結合.

一、STEAM教學理念在國內外的實際應用背景

STEAM教學理念是有別于傳統教學體系的一種新型教學理念，主要指的是注重學生能力以及實踐的培養，通過跨學科的培養方式，進一步增強學生的綜合素質.

首先，從國外的研究角度來講，該種教學體系最先是由美國政府提出的一項教育倡議，主要目標是進一步強化美國青少年對當前各學科的掌控能力，打造全方位的未來式青少年培養計劃.最初的STEAM教學理念涵蓋的學科還比較單一，從原有的機器人技術以及3D打印技術入手，逐步引入數學以及科學等教學領域，后期建立在提升學生綜合素養的基礎上，又增加了藝術教學.從具體的教育者教學經驗來看，最初的教育戰略思想是需要民眾以及學生家長能夠積極參與其中，打造科學的教育目標以及評價體系，進一步增強教師的綜合素質，這樣才能夠為學生提供更好的支持以及資源體系.而這種教學體系也逐步被世界教育學界所認可，成為教育改革的主要分析對象.

其次，從國內當前的實際研究角度來講，該種教學理念在當前的教育體系中，還未進行大規模的普及，家長以及部分教師對這種模式的接受程度還未全面提升.該種情況產生的主要因素，往往在于傳統教學理念以及家庭管理模式對當前教學主體產生了較為深遠的影響.另外，國內的大部分教師雖然能夠有效增強自身的綜合能力，但是在跨學科教學方面還存在著部分誤區，難以滿足STEAM教學實踐的具體需求.除此之外，建立在立德樹人教學思想的基礎上，當前的教學改革必須融合社會主義核心價值觀，同時要為學生提供科學有效的思想認知體系，因此，STEAM教學理念在原有的5項基礎上，還需要融合思想意識，這是打造符合我國國情以及教育現狀的創新途徑，也能夠為后續的高校發展提供良好基礎.

二、當前初中數學教學存在的問題

數學學習對邏輯與思維能力有很高的要求，需要培養學生的思維能力.從學生的立場看，數學是一科比較復雜的學科，又因為受應試教育的影響，導致學生學習數學存在的問題比較嚴重.

第一，教師倡導題海戰術，忽視塑造探究能力.這是應試教育下呈現的教育形式之一，很多教師認為熟能生巧，每天都給學生布置很多習題，但是沒有對這些習題進行篩選，導致學生做了很多低質量的習題，既浪費了學生的時間，又沒有實現教育的目的，嚴重違背了新課標的發展要求.

第二，沒有實現學生在數學教學中的主體地位.新課改強調教師在教學中起著主導作用，而學生在教學中占據著主體地位.可是在實際數學教學中，教師只在乎新課標下所要學習的知識點，沒有為學生邏輯思維能力的塑造做出回應，在學生的情感態度與價值觀上也沒有起引導作用，更沒有做到對三維目標的落實.

第三，課堂教學沒有很高的實效性.一些教師積極接受新課改，使用了很多新的教育模式，比如探究、小組合作、學案等，希望學生在課堂上能夠“動”起來.可是，在實際落實的時候卻差強人意，存在注意形式缺乏效果的問題，沒有做到很好的引導，出現學生在課堂上熱熱鬧鬧而沒有學到實際知識的現象，未能實現對學生的數學素養塑造.

第四，從實際的學術研究角度來講，數學學科與其他多個領域都有一定的關聯，例如數學中涉及大量的理論知識來源于人們的生產、生活，和物理、科學都有一定的聯系.反之，其他學科學習的過程中也涉及部分數學知識，這就導致數學教學不能單純地局限在數學學科，還需要為學生科普其他的知識體系，構建數學大局觀.但是綜合當前的實際教學情況來看，大部分教師往往單純按照數學教學的標準按部就班地進行教學，未能為學生提供多元化的思想，這也直接影響了學生數學核心理念的形成.

對于這樣的數學教學問題，教師需要采取有效措施.基于初中數學的學習，教師可以采用STEAM教育理念來有效落實數學教學.那么，STEAM教育理念運用到數學教學中，如何改善初中數學教學的弊端呢？下面深入探究.

三、STEAM教育理念的認識

STEAM教育理念是對新課改的積極回應，5個字母表示5個學科，即S是科學(science)，T是技術(technology),E是工程(engineering),A是藝術(arts),M是數學(mathematics).這5個學科強調學生的實際動手能力，在實際動手的時候，學生需要知道各個學科的內容，明白跨學科的內容，這樣不僅可以塑造學生的學習素質，還能增強學生的學習興趣，既可以教授數學學習的方法，又有利于發展學生的學習水平.STEAM教育理念本身有很強的革新性，是一種新型教育理念(超學科性).STEAM教育理念不只在乎一個科目，而是一種學科間的融合，為學生營造了豐富的知識體系，讓學科之間融會貫通、共同進步，培養學生的邏輯思維能力，提高學生的學習質量，實現學生學習的主體地位，增強學生探究式學習.

在新課改的發展要求下，STEAM教育理念是一種新型的教育理念，能夠被教師與學生接受與認可，有利于改變應試教育的局面，基于此教育理念，數學教學可以將數學知識當作基礎，實現與其他學科的交融，讓學生的學習激情得到有效提高，讓知識變得具有實際意義.而且STEAM教育理念更加具有人文性，忽視考試成績與結果，關心考試過程與學習素質.所以，在STEAM教育理念下，初中數學教學能夠實現更上一層樓的效果，讓數學教學質量得到有效提高.初中數學教學深度融合STEAM教育理念的手法如下：

首先，學生需要表達自己的疑問，挖掘自己解決問題的瓶頸地方；其次，學生借助各種渠道獲取資料，通過前人的研究成果與收集的資料進行歸納，根據自身的知識基礎得到解決問題的方法，塑造學生克服問題的素質；然后，學生根據有效材料構建模型，讓自己的設想變成現實，問題得以解決；最后，教師對學生塑造的作品進行評定，改善設計，得出完善的探究模式實施教學，有利于提高教學效果.

四、STEAM教育理念深度融合初中數學教學

(一)把STEAM教育理念融合教學內容

初中數學教學融合STEAM教育理念，首先需要融合教學內容，教學內容決定教學過程，所以，為了讓教學有理有據，教師把STEAM教育理念融進教學內容意義非凡.教師把教學內容融合STEAM教育理念需要注意的是：(1)應該是對教學內容必要的融合，STEAM教育理念設計5個科目，應該對這幾個科目進行合并，這樣才可以讓數學教學順利開展下去，所以，數學內容和其他學科的合并能給學生營造有魅力的數學學習氛圍，還可以貫徹其他學科內容，讓數學教學質量突飛猛進.(2)應該以考試大綱為前提，適當拓展知識點，把工程、技術與藝術等有效整合，讓知識更具實效性，讓學生學習具有實際意義.例如：基于STEAM教育理念，教師在講授“統計調查”時，可以對知識內容進行擴展，可以利用問卷調查對蘋果樹的生長情況、數量、面積進行抽樣調查、全面調查、簡單隨機抽樣來了解蘋果的成長情況，學生需要明白抽樣調查首先要找到樣本，在樣本中統計，求出比例來推出總體，而隨機抽樣調查是直接在總體中調查，兩者的區別是是否找出樣本，是在樣本中調查還是在總體中調查.

(二)把STEAM教育理念融合教學方法

教學質量的高低跟教學方法有著密不可分的聯系，把STEAM教育理念引入數學教學，需要跟教學方法結合，讓教學質量得到有效保證.第一，在該教育理念下，教師在講課時語言要貼切，從而使教學活動得以順利開展.教師在講解知識的時候，可以通過STEAM教育理念把數學語言轉化成生活語言，讓知識通俗易懂，讓知識具有生動性，讓學生能夠快速接受.第二，在該教育理念下，教師可以在教學中引入游戲活動.學習是一個循序漸進的過程，為了讓學生能夠高效學習，具有較高的學習質量，教師可以在實施教學活動的時候以游戲為載體，通過STEAM教育、活動教學、游戲教學相融合，讓教學呈現豐富的趣味性，學生能夠在教師的引導下，積極融入教學活動，確保學習的高效性.第三，教師可以將互動教學法與STEAM教育理念融合.在這個過程中學生可以動手操作，這樣會對知識留下很深的印象.例如：在學習“幾何圖形”的時候，教師可以根據STEAM教育理念展開課程，將工程、技術、藝術與數學融合.在教幾何圖形的時候，教師可以給學生呈現立體圖形、平面圖形、三視圖等圖片，對學生產生視覺沖擊，提高了學生的觀察能力.學生通過對圖片進行探究，可以得出立體圖形、平面圖形、三視圖之間的區別與聯系，促進了知識點之間的交融.

(三)把STEAM教育理念融合教學課堂

教學的重要階段是課堂教學，把STEAM教育理念與課堂教學融合，能讓教學效果直接受益，還能讓學生的學習效果立竿見影.首先，把STEAM教育理念引入課堂教學，教師需要通過強大的知識儲備進行課程導入，這樣會讓課堂變得更有趣，在這個過程中也鍛煉了學生收集信息、選擇信息的能力，學生可以在生活中積累知識，提高學生學以致用的水平.其次，STEAM教育理念可以培養學生的探究能力，培養學生勤于動腦、勤于學習的思維習慣.STEAM教育理念強調的是探索，教師在該理念下開展教學，有助于學生發表自己的看法，促進學生勤于動腦，使學生的學習變得積極主動，讓學生在探究的過程中學會使用知識.最后，把STEAM教育理念加進教學反饋.教學反饋在教學環節中扮演著重要角色，在該教育理念下，教師在教學的過程中需要著重關心教學評估，這個教育理念能充分展示學生的主觀能動性，雖然學生可以自主探究學習，但也會讓學生陷入錯誤的知識結論中.所以，教師需要通過STEAM教育理念進行評估來更改錯誤，讓學生得到正確的學習方法，提高學習效果.例如：在學習“角”的時候，教師可以將度、分、秒、角、平分線、余角、補角與科學結合在一起，從生活中認識這些知識，抓住主要矛盾.學生需要自己收集資料，對資料進行處理，得出知識總結，這樣，教師通過引導學生動手參與，可以畫出角的相關內容，提高學生實際動手的能力.

(四)把STEAM教育理念加入教學評價中

教學評價也是教學環節中不可缺少的部分，教師可以把STEAM教育理念引進教學評價，結合學生的實際學習情況，得出真實有效的教學評價.而且，在STEAM教育理念下，教師可以引導學生進行自評與互評，讓學生立刻知道自己存在的問題，也可以讓學生之間進行互助學習，是一個很好的學習手段.比如：教師可以給學生進行分組，引導學生進行小組間的相互評價，然后小組成員結合其他成員的評價彌補自身的不足，這樣有助于學生根據自身實情來采取有效的學習措施，幫助學生提高學習質量.

(五)把STEAM教育理念融入教學實踐中

在當前的教學改革環境下，數學的教學也必須逐步突破原有教材以及課堂的限制，要提升學生的綜合素質以及實踐能力，便需要為學生打造一個科學有效的實踐平臺以及拓展平臺，在這樣的環境下，學生才能夠接受新的知識體系，并且將自己學習的知識應用到具體實踐以及創新中.同時，STEAM教學理念強調數學與其他學科融合，那么在構建教學實踐的過程中，教師也需要積極地營造綜合性的實踐平臺，這樣才可以有效強化各種資源體系的融合力度，能夠為學生提供有效的實踐空間.

例如：在學生掌握了二次函數解析式、性質以及圖像等相關知識時，教師可以引導學生利用多媒體技術開展一堂翻轉課堂活動.首先，教師通過播放課件以及展示3D打印橋梁的相關視頻，讓學生了解橋梁搭建以及商業利潤浮動等相關知識，然后，學生根據自己的興趣以及意愿，選擇自己感興趣的內容進行討論.有的學生認為3D打印橋梁的受力情況可以用二次函數來進行表示，能夠得出最高的受力標準.這樣的問題是學生開始動腦思考的首要表現，接下來教師可以讓學生手動制作橋梁，學生可以利用小木棍或者相應的道具自己設計，并且提升橋梁的承載能力.這種方法不僅涵蓋了二次函數的相關知識，也讓學生了解了商業利潤的相關知識，同時，學生也掌握了3D打印技術和相關設備的運用情況.而橋梁本身的設計不僅要滿足承重需求，也要滿足審美理念.這種綜合性的實踐活動可以為提升學生的創新能力奠定基礎，也可以有效提高學生的綜合能力.

五、結束語

總之，初中數學對初中生學習數學起承上啟下的作用，為了學生能夠在學習數學的時候全面發展，教師將STEAM教育理念融合教學環節，這是一種迎合新課程發展的趨勢，也是為達到教學目標的正確選擇，更是發展學生綜合素質的需要.因此，STEAM教育理念融進初中數學教學有著實際研究意義.