高中數學課程中融入STEM教育理念的現狀、困境及路徑研究

楊朵　周錦程　周錦程　江蘇臣　謝輝

【摘 要】 為探究高中數學課程中融入STEM教育理念的現狀、困境及路徑，文章首先對高中數學課程融入STEM教育理念的必要性進行了闡述；其次，分析了高中數學課程中融入STEM教育理念的研究現狀，發現我國將STEM教育理念作為教育理念的學校尚在少數，此外，要使STEM教育真正落地，還存在國家頂層設計較少、專業師資缺乏、課程資源匱乏、教學模式單一以及標準和評估機制尚未建立等困難；進一步，根據《普通高中數學課程標準（2017年版）》與STEM教育理念的契合性以及高中數學課程中融入STEM教育理念存在的困難，給出建立STEM教育頂層設計、培養STEM教育師資、建設STEM教育課程資源、革新STEM教育教學形式和建設STEM教育標準與評價體系等五條高中數學課程中融入STEM教育理念的具體路徑.

【關鍵詞】 STEM教育理念；高中數學課程；跨學科整合；數學核心素養

0 引言

2017年《普通高中數學課程標準（2017年版）》（以下簡稱《高中數學課標》）推陳出新，更加重視學生綜合能力的培養與發展. 《高中數學課標》闡明了數學學科核心素養和素質教育的重要性，在教學評價環節，既注重學生學習結果，也重視學習過程，并強調在學習過程中培養學生的數學學科核心素養、數學自學能力和應用意識. STEM教育的核心是培養學生綜合素質和運用跨學科知識解決實際問題的能力. 近年來，為培養學生解決實際問題的能力，國際教育界開始廣泛關注STEM教育，而STEM教育理念與我國《高中數學課標》所提出的基本理念高度契合，這為我國高中數學課程中融入STEM教育理念提供了可能.

1 STEM教育概述

20世紀80年代，美國首先提出STEM教育，其主要涉及科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、數學（Mathematics）四個領域. 隨著STEM教育的發展，研究者將藝術（Arts）加入STEM教育，演變成為了STEAM教育，這兩者在教育理念上是相同的. 在應用層面上，可將STEM教育分為“整合”和“細分”兩種取向，“整合”即認為跨學科整合是STEM教育的核心，培養學生的跨學科素養和解決實際問題的能力是學科整合過程中的重點，該觀點認為STEM教育除了四門學科的整合外，還需要整合更多的學科；“細分”則認為STEM教育需要剖析四門學科整合的實踐路徑，找出適合社會發展的途徑，該觀點認為STEM教育應該關注科—工整合，其較為適合我國基礎科學教育的發展現狀，持有該觀點的學者同時提出了科工教育的三種整合思路. 高凱濤等人認為STEM教育的本質是讓學生掌握四門學科的相關知識技能，在解決問題時，打破學科限制，靈活運用跨學科知識技能. 李克東等人認為STEM教育的本質是一種基于真實情境的跨學科課程整合方式，根據真實的教學情境，給出問題和學習任務，學習者通過解決問題和完成任務來進行內容的學習. 余勝泉等人認為STEM教育的本質是整合跨學科知識，最關鍵的任務是項目或問題的設計，幫助學生奠定堅實的知識基礎和培養學生解決問題的能力.

綜上所述，可將STEM教育的本質大致總結為以下三個方面：首先，“整合”即STEM教育的核心是跨學科整合，不僅是科學、技術、工程和數學四門學科的整合，也是更多學科的整合. 學科整合過程中要注重培養學生的STEM素養和解決實際問題的能力，幫助學生習得學科知識技能. 其次，“細分”是指STEM教育需分析出學科整合的可行路徑并找出順應社會發展的途徑. 最后，STEM教育追求的是一種在真實教學情境中基于問題、基于項目的學習方式，學生在完成項目和解決問題的過程中習得知識與技能.

2 高中數學課程中融入STEM教育理念的必要性

《高中數學課標》闡明了課程理念、課程目標和課程內容等課程要求，其不僅是對歷史課標的繼承，也滿足了時代發展的新要求，符合新一輪課程改革的發展方向. 同時，STEM教育理念的提出也契合了新課程改革的方向. 因此，將STEM教育理念融入到我國高中數學課程中有以下三點必要性.

2.1 落實高中數學課程目標的必然要求

《高中數學課標》指出：“數學教育要聯系實際，同時注意與其他學科的結合，教師要養成培養學生核心素養為指向的教學意識，培養學生的數學核心素養是高中數學課程的目標，在教學過程應圍繞核心素養來開展. 在教學實踐中教師應結合教學內容培養學生數學核心素養，進而培養學生的問題解決能力，同時通過信息技術與數學的結合，激發學生的學習興趣與開拓學生的數學視野.”根據《高中數學課標》和高中數學課程的特征，明確了數學要與實際生活相聯系，進行情境化教學，同時還強調了數學知識與其他學科知識相結合的重要性. 因此，從《高中數學課標》與STEM教育理念的特點來看，STEM教育符合《高中數學課標》要求，它強調跨學科整合、“學習者中心”和培養學生的創新能力和實踐能力. STEM教育為高中數學教學提供了一個好的平臺，教師向學生提供真實的教學情境，指導學生運用跨學科知識解決數學問題，從而幫助學生積累跨學科知識和培養STEM素養.

2.2 豐富高中數學課程內容的有效途徑

《高中數學課標》強調數學課程內容要與科學、技術、工程與學生現實生活等相聯系，數學核心素養的培養除了要注重與課程內容緊密結合外，還強調要與學生特征、社會關系之間的關聯.

首先，高中數學課程內容注重學生個體的發展和綜合能力的培養. 《高中數學課標》是對傳統課標的繼承和發展、更新和完善. 傳統的高中數學課程內容較為關注理論層面，教學過程中教師未能有意識地將教學內容融入學生的實際生活中，學生只是暫時性掌握教學理論知識. 因此，在開展高中數學課程時，教學內容要基于學生已有的認知結構，契合學生的實際生活. 以STEM教育理念為導向的教學強調學生直接經驗的獲取，強調在真實情境中獲取知識和解決現實問題. 基于STEM教育理念與數學課程內容的聯系，有效加強了數學課程內容與現實生活的聯系，有助于學生在現實生活中發現問題、分析問題、解決問題，更好地掌握所學知識技能，提升學生的綜合能力.

其次，高中數學課程內容同時也關注現代社會的需求，《高中數學課標》把“數學建模活動與數學探究活動”也納入數學課程標準. 因此，數學建模教學活動是STEM教育理念落地高中數學的重要途徑.《高中數學課標》界定了包括數學建模在內的六大核心素養，對于“數學建模”這一核心素養，課程標準明確提出通過高中數學課程的學習，學生需要認識數學模型在科學、工程等諸多領域的應用，同時實踐能力、創新意識也是學生需要培養的數學素養. 在數學建模教學過程中融入STEM教育理念，既符合《高中數學課標》的基本要求，又可以更好地促進學生的學習和提升課堂教學效果. 因此，將STEM教育理念與高中數學課程相融合是豐富高中數學課程內容的有效途徑.

2.3 豐富高中數學課程理論研究的客觀需求

數學作為一門通識學科，由于其在學科群中的重要地位，促進了我國數學教育理論與實踐的不斷發展. 廣大研究者在不斷探究和完善數學課程理論中發現，在數學課程教學實踐中仍需要具有時代特性的理論支撐和指導. 高中數學課程中融入STEM教育理念，在一定程度上能有效促進學生之間的協作學習，實現教學資源的整合. STEM教育理念的思想符合我國現代數學教育理論的發展方向，在高中數學課程教學中，鼓勵學生自主構建模型，強調學生的自主實踐學習，引導學生把數學知識應用到生活中，使學生在學以致用的基礎上獲得成就感. 隨著我國STEM教育理念的不斷發展，在不同的學科教學中進行實踐和探究都取得了一些成果，但在高中數學教育教學領域中，應用到STEM教育理念的研究還相對較少. 因此，為豐富和完善高中數學課程的理論體系，將STEM教育理念融入進高中數學課程，加強實踐與理論的結合，是我國高中數學教育發展的客觀需求.

3 高中數學課程中融入STEM教育理念的現狀分析

在“中國知網”的主題欄內輸入主題為：“（STEM）OR：（STEAM）AND（高中數學）”，截止日期到2022年8月7日，共檢索到63篇中文文獻. 將其導入Cite Space6.1.R2軟件，繪制高中數學中涉及STEM教育文獻的前十三個高頻關鍵詞文本（見表1）、關鍵詞共現圖譜進行可視化分析（見圖1）.

利用CiteSpace對高中數學中涉及STEM教育文獻的關鍵詞文本分析知：樣本文獻中研究關鍵詞所占篇幅最多的是“高中數學”，出現頻次高達28次，中介中心性為0.34，其他研究主題依次為“教學設計”“數學建模”“教學策略”和“教學實踐”等. 中介中心性指

的是一個關鍵詞節點擔任其它兩個關鍵詞結點中間點的次數，當某一關鍵詞作為“中間點”的頻次越多，則該關鍵詞的中介中心性就越高，當一個節點的中介中心性≥0.1時，則該節點可被定義為關鍵節點.

結合高中數學中涉及STEM教育研究的文獻關鍵詞進行統計分析，近年來在高中數學中引入STEM教育的案例逐漸增加，涉及到數學核心素養、數學建模、教學設計、教學策略、教學模式、教學實踐等內容，且多以培養學生數學核心素養為主. 如梁艾倫提出基于探究的學習、數學建模和基于工具的教學法可以齊頭并進，為數學和科學提供一個綜合的STEM教學框架，同時還提出基于探究的建模教學循環來探索一種邊界教學法，通過提出的教學循環來進行課程設計，并展示了部分學生作品，以說明學生在最低限度的教學環境中解決不同問題的方法；董吉玉等人針對當前STEM課程中存在的問題，以數學學科為引領，以數學學科核心素養為目標導向，以數學內容分析、融合領域確定與主題情境創設為實施步驟，闡釋了以數學學科為引領的STEM課程融合的具體操作，為實現STEM課程與學生學科核心素養的融合發展提供了新途徑；王瑩對高考試題中數學建模素養水平的考查進行分析，并結合STEAM教育理念對數學建模試題背景進行賞析，積極引導師生在課堂中對數學建模教學的重視和改進，進而發展學生數學建模素養；潘掖雪等人結合數學教學設計過程和STEM跨學科項目設計模式，構建了一套基于STEM教育理念的高中數學教學設計框架.

許燕婷通過對國內多個省市不同學校的數學教師進行調查分析，了解了STEM教育理念在高中數學課程中的實踐現狀. 其一，STEM實驗室已建成的學校不到十分之一，而無建設規劃的學校約三分之二；其二，對于STEM教育理念的了解途徑，將近半數接受調查的教師表示主要來自論文、期刊，有三分之一教師表示對此不了解；其三，不同地區由于地域、經濟差異所帶來的STEM教育理念應用現狀也有所差別.

綜上可知，研究者對STEM教育的理論研究較多，但真正將STEM教育理念作為教學理念之一的學校尚在少數，這也說明STEM教育理念在全國范圍內尚未引起大范圍關注. 國內STEM教育理念運用現狀處于上升期且上升空間較大，但我國STEM教育理念的運用和STEM教育的開展仍存在許多困難. 一個理念的推行過程中總難免會遇上困難，在高中數學課程中融入STEM教育理念的推行過程中，不同地區或不同學校存在不同程度的問題，主要包括國家頂層設計、師資力量、課程資源、教學模式、標準和評估機制等方面.

3.1 國家頂層設計缺少

我國STEM教育雖然呈現出繁榮的態勢，但還缺少國家頂層設計. 縱觀世界各國STEM的發展，STEM教育發展領先的國家都有頂層設計. 美國自從STEM教育提出以來，政府和社會高度重視，已將STEM教育提升到美國國家戰略層面，國家領導人和機構發布了20多份STEM教育文件支持和保障STEM教育的發展. 在英國、德國等西方發達國家的STEM教育發展中，也強調頂層設計，重點以政府和教育部門發布的相關政策為主，在國家的主導下，形成課程建設、師資培訓、機構合作等多方面資源配置的組織模式. 此外，我國在2017年發表的《中國STEM教育白皮書》中指出，缺乏國家頂層設計仍是我國STEM教育當前面臨的問題和挑戰. 白皮書的發布為我國STEM教育的發展開辟了一個良好的局面. 但與STEM教育發展較好的國家相比，我國在STEM教育方面還面臨諸多困難. 在面對這些問題時，需要國家宏觀的頂層設計，推動STEM教育的發展.

3.2 專業師資缺乏

在高中數學課程中融入STEM教育理念，充足的專業師資是其順利開展的保障. 目前，我國STEM課程的教師大多是非專業教師，專任教師的缺乏仍是STEM教育順利開展面臨的挑戰. 由于我國采用分科式教學，高校只培養數學、物理、化學等單一科目的教師，較少設置技術與工程等與STEM密切相關的綜合性課程，導致所培養的教師缺乏綜合性和跨學科素養. 結合STEM教育跨學科的特征，在師資培養上要求教師不斷學習跨學科知識和提升跨學科素養. 但我國專業的STEM師資培訓項目和培訓課程較少，幾乎沒有高校針對STEM教育開設師范專業. 對于STEM教師的專業發展，目前還沒有系統的專業培訓體系，零散的項目未能滿足STEM教師專業發展的需求.

3.3 課程資源匱乏

我國開展STEM教育受到課程資源的影響. 課程資源在課程實施中起著重要作用，教師和學生需要通過課程資源來進行教授和學習，教材是開展課程的核心資源. 由于我國STEM專任教師和教材的稀缺，使得教師難以找到契合學生身心發展規律的教學內容促進學生的發展. 所以，我國一些中小學教師直接使用國外的STEM教材，但由于我國的文化背景、學生的身心發展情況等與國外存在一定的差異，直接將其應用到我國的教學過程中，會出現“水土不服”的現象. 我國部分中小學也開發了部分STEM校本課程教材，但教材內容仍不符合學生身心發展情況和學校特征，同時在硬件環境方面，STEM實驗室數量不充足，使得STEM教育難以開展. 此外，教育資源在高中數學課程中實施STEM教學也起著重要作用. 例如，3D打印機、智慧教室、數據分析工具、三維建模工具等利于促進STEM教育的教學質量，但我國較少中小學擁有STEM的配套技術設備，以致對STEM教育的發展起到一定的阻礙作用.

3.4 教學模式單一

我國STEM教育的教學模式主要是以教師單人教學為主且教學模式相對單一. 在教學過程中，當教師遇到教學內容涉及跨學科、跨領域時，便會陷入“新知”的困境，導致阻礙STEM課程的實施. 對于STEM教育的落實，在方法和知識層面，都需要在實踐中不斷探索. 在教學中，教師用傳統的教學手段教授STEM課程，學生成了被灌輸知識的“盒子”，這違背了《高中數學課標》倡導的“自主、探究、合作”的學習方式和“讓學生自己面對挑戰”的課程理念. 因此，從目前國內較為單一的STEM教學模式來看，教授STEM課程，不是學生“能不能學”，更是教師“能不能教”的問題.

3.5 標準和評估機制尚未建立

我國STEM教育起步較晚、基礎薄弱、經驗匱乏、相應的標準和評價機制尚未建立，這些問題都亟須改進. 中小學校能開展哪些STEM課程？STEM課程具體教學內容包括哪些？期望STEM課程的教育效果能到達什么高度？在現有的教育項目上還需要哪些改進？最終培養的人才是否符合國家的發展需要和社會要求？這些問題都需要建立相應的標準與評估體系來解答. 在STEM教育中，學生的創新能力、實踐能力等方面的發展情況不能靠分數來評判，需要根據相應的標準和評價機制對學生各方面發展情況進行評判. 所以，建立標準和評價機制是STEM教育發展不可缺少的組成部分.

4 高中數學課程中融入STEM教育理念的可行性分析

《高中數學課標》強調了把數學知識應用于實際生活中，以及將數學知識與其他學科知識相結合的必要性，同時強調了在數學教學活動中注重培養學生的實踐能力和創新意識，學會從數學的角度發現問題、分析問題和解決問題. 從《高中數學課標》與STEM教育理念的比較分析中，我們發現兩者在很多方面是高度契合的.

4.1 課程理念的緊密聯系

STEM教育是當今一種全新的教育范式，其根本目標是培養質疑性強、敢于創新、敢于實踐以及具有跨學科知識素養和解決實際問題能力的人才，它已成為各國教育領域的一個重要發展戰略. STEM理念指導的教育是在真實情境下所展開的跨學科教育，且高中數學課程同樣強調創設問題情境的重要性和培養學生解決問題的能力，STEM教育與高中數學課程在其目標以及教學方式上并不矛盾，并且存在緊密聯系. 例如數學教學要與實際生活和其他學科相聯系，有助于培養學生的綜合素質. 如果在數學教學中融入理工科思維利于開闊學生的創新視野. STEM教育剛好為高中數學教學提供了一個最佳平臺，它強調把學生放在學習的中心地位，整合多學科知識，培養學生跨學科思維和實踐能力. 因此，兩者在理念上的統一，為STEM教育理念應用于高中數學課程提供了更多可能.

4.2 教育情境的真實性

建構主義的學習觀認為，在教學過程中教學情景的設計要從學生已有的認知結構出發，將教學內容與實際情境聯系起來，激發學生的學習興趣. 高中數學教學活動從學生的實際生活出發，與STEM基于現實問題情境的教育理念相對應，有利于學生對教學內容的遷移學習和高效學習. 此外，高中生對知識的求知欲望濃烈，尤其是對實踐環節較多的教學活動保持較高的熱情，對純學科性的知識有抵觸情緒. 因此，對于STEM教育跨學科整合的活動設計，在實踐教學活動中能夠很好地提升學生的課堂參與度. 將STEM教育理念融入高中數學課程中，與數學背景相契合，將數學知識與現實生活相聯系，以解決問題為目的開展探究活動，在問題解決過程中培養學生的合作意識和解決問題的能力.

4.3 教學方式的融通創新

高中數學課程具有探究性、操作性和嚴謹性等特征. 《高中數學課標》要求教師發揮學生的能動性和創造性，強調引導學生主動將數學知識與信息技術等學科相聯系的同時，還要與現實生活相結合. 把數學知識的學習貫穿于問題的解決過程，以此培養學生的學習探究能力和創新能力. 體驗性是STEM教育的特征之一，STEM教育理念下多采用基于探究的學習、基于問題的學習以及基于項目的學習等教學方式，整個STEM教學過程強調給學生提供實踐體驗，在問題探究、學生協作、自主設計和具體實施過程中發現問題并解決問題，具有體驗特性的STEM教育充分體現了“做中教，做中學”的實踐教學理念. 基于兩者都強調對知識的應用和重視學生實踐操作，將STEM教育理念融入高中數學課程中，為創新教學方法提供了可能性.

5 高中數學課程中融入STEM教育理念的路徑

5.1 建立STEM教育頂層設計

基于STEM教育在全球的實踐得出，STEM教育真正落地離不開國家頂層設計. 國家頂層設計對STEM教育的發展十分關鍵，有了國家頂層設計，就可以將教育和人才戰略、國家戰略結合起來. 在國際STEM教育的發展過程中，美國起到了帶領作用，其出臺了不少政策支持和保障STEM教育的發展，充分展現了頂層設計對STEM教育發展的作用.

就國內教育體制而言，頂層設計是實現學科融合的保障. 頂層設計不僅需要國家政策的支持，還需要教育機構、科研院所、社區學校等協同合作. 第一，國家需從政策法律法規層面出臺相關文件以推動STEM教育的發展，給予其來自政策層面的保障；第二，建立STEM教育合作機制，將學校、家長、校外培訓機構等聯合起來以促進STEM教育的發展；第三，根據有關STEM教育的政策，從教育機構的實際情況出發，改革STEM課程體系和開發校本課程，培養STEM教師，構建系統的評價指標. 通過頂層設計，為我國培養更多創新型人才，加快我國邁向創新型國家的步伐.

5.2 培養STEM教育師資

教師是課程的設計者，也是執行者，是決定課程實施成敗的關鍵因素. 目前，我國高中數學師資趨于飽和，但由于大部分數學教師學科背景單一，只教授數學課程，具有跨學科素養的數學教師仍然缺乏. 因此，培養STEM教師支持高中數學課程的開展，是STEM教育理念融入高中數學課程的路徑之一. 培養優質的STEM教師，需從以下幾方面落實.

首先，國家出臺相關政策支持和保障STEM教師的培育，STEM教師發展政策是彌補STEM教師短缺、專業素質不高的有效措施. 其次，構建STEM教師專業發展共同體和充分利用STEM課程資源，以促進傳統教師STEM素養的發展. 建立STEM教師學習共同體，采用線下STEM培訓課程、線上STEM課程自主學習和實踐活動相結合的方式，同步開展分層次、分階段的培訓，進而提升教師的綜合能力. 最后，搭建STEM教師專業發展平臺，為STEM教師提供職前和職后培訓，推動STEM教師的發展，進而為STEM師資培育奠定基礎.

高中數學教學實踐中融入STEM教育理念. 一方面，高中數學教師要進行有關STEM教育理念的培訓，使其對STEM教育理念和教學模式有更深層次的了解，從而在教學中將高中數學與STEM教育理念有效融合，有助于培養學生的問題解決能力. 另一方面，為促進數學課程改革，提高數學教學的質量和效率，在培訓過程中應引導他們開展STEM教育與高中數學課程整合的研究. 教學實踐需要理論的指導，高中教師的專業化發展是促進本學科改革和發展非常重要的一個因素，教學研究是促進教師專業成長的根本途徑.

5.3 建設STEM教育課程資源

STEM課程資源受到教材、教師、學校和社會等多方面因素的影響. 因此，有必要從以下幾個方面來解決STEM課程資源短缺的問題. 在教材方面，教材是教育系統的載體，其呈現出當前的教學理念和教學內容. STEM教材的開發應以STEM教育理念為基石，教材內容要與學生實際生活相聯系且符合學生身心發展特征. 教育改革需要教材先行，因此開發STEM教材是開展STEM教育和建設STEM課程資源不可或缺的部分，可以促進STEM教育在我國快速發展. 在教師方面，邀請STEM專家或專業教師為STEM教師開展職前和職后培訓，使他們具備教授STEM課程的教學能力，以此培養STEM課程師資. 在學校方面，首先需要根據課標、地方特殊性以及學校自身的特色，開發STEM校本課程資源. 學校之間應加強合作與交流學習，這樣不僅可以推進校本課程資源發展，也能促進STEM教育的和諧發展. 其次，學校應該與高等院校合作，充分利用高校實驗室資源，擴充本校的設施資源. 在社會方面，社會資源的創建需要社會多方的參與. 社會資源的參與可以使STEM教育資源更加豐富且貼近現實生活，從而吸引更多學生參與活動. 具有地方特色的STEM實踐社區的建設離不開社會各方力量的合作，博物館、科技館和青少年宮等其他相關機構應擴大開放面，積極成為STEM教育學習的補充. 最后，我們應借助信息化手段加大對STEM教育的宣傳與引導，提高社會對STEM教育的重視，真正建成一體化的STEM創新生態環境.

5.4 革新STEM教育教學形式

STEM課程需要革新教學策略和教學形式，將科技與工程融入現有科學與數學課堂中，運用多種教學策略，是我國STEM課程教學更為省時、有效的方式. 針對美國科學和數學教師實施STEM課程教學，丹尼爾斯（Daniels）、海德（Hyde）等人提出最有效的10條教學策略：教具的使用和實踐學習；協作學習；交流和探究；提問和思考；運用思維修正；形成反饋和問題解決的書面報告；運用問題解決方式；整合技術；教師作為促進者；運用教學評價. 他們發現理科教師可以靈活地使用以上教學策略并改進他們的教學. 運用STEM跨學科特點來進行科學和數學內容教學，不僅熟悉了STEM教學策略，還改變教師原有的單一教學策略.

實現STEM教育的重要基礎是轉變傳統課堂的教學形式. 在STEM課堂教學中，教師應注重不同學科教師之間的合作與交流，促進教師之間的合作教學，構建STEM教師實踐共同體，促進教師共同發展. 在數學教育與STEM教育國際學術研討會上，梁貫成教授談到將數學建模與STEM融合是開展STEM教學的一條可行路徑. 此外，研究者們在探索STEM教育理念落地高中數學教學方式時，結合《高中數學課標》對數學建模教學活動的高度重視，發現數學建模教學活動是推進STEM教育理念落地高中數學教學的重要抓手，大多數研究者也認為數學建模教學活動是基于STEM教育理念下的高中數學教學活動的最主要途徑.

5.5 建設STEM教育標準與評價體系

STEM教育標準是推動STEM教育有序發展的保證，建立科學的課程標準和評價體系對STEM教育的順利發展起著至關重要的作用. 在個體層面，對教師和學生分別建立評估體系：評估教師的STEM教學能力，對教師專業發展的歷程進行記錄；評估學生的STEM素養，如對學業成就、科學探究能力、創造力思維等進行評估；在課程層面，評估開展STEM課程的教學環境、教學資源、教學策略等，分析各類STEM課程異同，從而得出建立STEM課程的標準；在學校層面，建立校級STEM教育評價系統，量化評價指標，以評估為導向，幫助學校提升STEM教育質量、明確改進方向³⁵.

此外，鑒于文化背景、地域和教學條件的不同，我們需要針對自身所處的實際狀況參考其他國家的教育評價制度，不能生搬硬套. 由于STEM教育具有實踐性，主張基于現實情境的項目與教育教學相結合，在完成項目過程中培養學生解決實際問題的能力. 因此，針對現實問題情境設置評價內容，這樣可以有效體現出學生的實際水平. 教育存在滯后性，STEM教育需要時間的迭代，所以建立STEM課程標準與評估體系不能一蹴而就，需要長期的實踐與改革.

6 結語

STEM教育作為新時代一種新的教育范式，將會推動我國教育體系的發展與改革，對我國培養具有創新能力和綜合能力的人才起著重要作用. 但是，目前我國STEM教育處于探索和發展階段，對數學學科中的STEM實踐相較于科學、物理、生物學科較少，大部分研究是STEM教育學者借鑒國外STEM教育實施經驗，然后根據自身理解和結合實際教學內容，進行教學設計和實踐. 我國STEM教育處于初期發展階段，還缺乏符合我國文化背景、地域、學生身心發展情況的STEM課程. 因此，研究者需要厘清高中數學課程中融入STEM教育理念面臨的問題，尋找頂層設計、培養師資、建設課程資源、革新教學形式和建設標準與評價體系等路徑，推動STEM教育理念融入高中數學課程的發展.

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作者簡介 楊朵（1998—），女，貴州威寧人，碩士研究生；主要研究STEM教育.

周錦程（1981—），男，貴州開陽人，博士，教授，碩士生導師；主要研究數學教育、現代教育技術、算法與計算復雜性.

江蘇臣（1981—），男，貴州都勻人，中學高級教師，副校長；主要研究數學教育.

謝輝（1985—），男，貴州安順人，碩士，中教一級教師；主要研究數學教育.