STEM教育理念融入高中數學活動課程實踐研究

宋曉政 李峰

（甘肅省白銀市第八中學，甘肅 白銀）

隨著新課程改革在數學課堂上的深化與發(fā)展，教師格外注重活動課程的科學設計、精心實施與創(chuàng)新完善，力求凸顯活動課程的主體性、實踐性、拓展性與創(chuàng)新性。為此，教師開始將STEM教育理念融入數學活動課程之中，借助STEM教育理念的先進性、整合性、體系性與拓展性助力數學活動課程的提質增效、探究拓展與創(chuàng)新發(fā)展，為高中生創(chuàng)建一個主體實踐、理論驗證的科學認知平臺[1]。

一、STEM教育理念與數學活動課程的契合性

在課堂教學中，數學活動課程需要高中生利用自己所學的課程知識以及理論積累開展一系列主體實踐活動，并以此將個人在數學課堂教學過程中積累的數學知識、自然規(guī)律以及理論積累應用于實踐探究之中。因此，數學活動課程具有非常強的實踐性、主體性、探究性以及拓展性，需要高中生完成對數學知識的實踐驗證、規(guī)律應用以及主體感悟等二次自主學習活動。

由此可見，數學活動課程給高中生提供了充足的實踐空間、合作機會與拓展可能，因而為STEM教育理念創(chuàng)設了非常完美的融入平臺與兼容區(qū)域。STEM教育理念與數學活動課程具有非常大的相似性，都強調課程知識的實踐運用與主體感悟，也強調高中生在實踐認知過程中主觀能動性的切實激發(fā)，更強調高中生對課程知識的拓展認知與體系架構，能夠促進高中生思維方式的創(chuàng)新發(fā)展[2]。

二、STEM教育理念融入數學活動課程的實踐

STEM教育理念與數學活動課程具有非常高的契合度，因而教師可以立足STEM教育理念去科學設計與周密實施數學活動課程，優(yōu)化高中生的認知環(huán)境。

（一）立足STEM教育理念設計活動課程

活動課程是高中生對數學知識進行主體認知、切身感悟、實踐運用的生活化活動區(qū)域，旨在實現高中生的理論驗證、思維啟迪、思路更新、視野拓展、知識積累等目的。因此，教師可以立足STEM教育理念，提升數學活動課程的設計性、拓展性、外延性以及實操性，為高中生提供更多更好的心智啟迪、思維拓展與思想創(chuàng)新，真正凸顯數學活動課程的“活”與“動”這兩大特點[3]。

例如，在人教版必修一第一章第三節(jié)“函數的基本性質”的活動課設計中，教師需要考量函數知識的“奇偶性”“單調性”“周期性”等內容，帶領高中生完成多個知識模塊內的理論探究、性質感知與規(guī)律總結，因此，教師可以將STEM教育理念融入其中，立足工程學的相關知識去設計相關活動過程以及具體探究內容，實現數學活動課程的布局合理、活動有序、環(huán)環(huán)相扣、循序漸進。為此，教師可以在數學活動課程設計之中將“函數的基本性質”作為第一級探究項目，然后再將“奇偶性”“單調性”“周期性”等函數的基本性質作為第二級探究題目，最后，教師再帶領高中生一一探究“奇偶性”“單調性”“周期性”等數學知識的具體內容，以此實現數學活動課程的目的。因此，STEM教育理念中的“工程學”知識能夠幫助教師構建科學、高效、有序、分級的“函數的基本性質”的活動課，有助于提升數學活動課程的指導性、策略性與實效性，為高中生提供一個科學高效的成長環(huán)境。

（二）立足STEM教育理念開展活動課程

在數學活動課程的開展過程中，教師要努力實現“活”與“動”這兩大特點，讓高中生思想活、思維活、思路活，還要實現高中生的動眼觀察、動腦思考、動嘴交流、動手積累，充分釋放高中生的生命活力。因此，教師可以立足STEM教育理念，科學推進高中生的主體實踐、積極思考、大膽探究以及思維拓展，借助實訓化認知方式有效培養(yǎng)高中生的課程融合理念以及拓展創(chuàng)新思維[4]。

例如，在人教版必修二第一章第二節(jié)“空間幾何體的三視圖和直觀圖”的活動課開展中，教師使用多媒體設備去展示本節(jié)活動課需要探究的知識范疇，如“空間幾何體的結構特征”“中心投影與平行投影”以及“三視圖與直觀圖”等，幫助高中生慢節(jié)奏地掌握這三個知識模塊的具體內容，以此培養(yǎng)高中生的空間觀念、立體感以及想象能力，充分展示科學技術的實效價值。這樣，教師就立足STEM教育理念中的“科學”與“技術”兩大知識元素為高中生呈現了直觀化、虛擬化、簡易化以及趣味化的認知界面，自然能夠幫助高中生感受到科學技術的神奇魅力，因而能夠推動數學活動課程走向提質增效與創(chuàng)新發(fā)展。STEM教育理念為數學課堂教學輸送了科學技術的先進支持與理念指導，非常有助于數學活動課程的提質增效與科學轉型，有力推動數學活動課程實效化發(fā)展。

（三）立足STEM教育理念創(chuàng)新活動課程

數學活動課程是高中生進行理論驗證、思維拓展、能力培養(yǎng)以及素質發(fā)展的主體成長空間，對培養(yǎng)與提升高中生的思維素養(yǎng)與創(chuàng)新精神作用巨大。因此，教師應立足STEM教育理念，借助STEM教育理念的整合性、多元性、拓展性以及創(chuàng)新性去啟迪與強化高中生的開放思維、求異思維、拓展思維與創(chuàng)新思維，切實將數學活動課程打造成為思想交鋒、思維碰撞、思路交匯的創(chuàng)新性活動平臺。

例如，在人教版必修二第二章第三節(jié)“直線、平面垂直的判定及其性質”的活動課創(chuàng)新中，教師可立足STEM教育理念去創(chuàng)新活動過程。如為高中生提供一些質地較薄、硬度較高、較為透明的塑料板，以及一些筆直的細鐵絲，借助這些實物去代替“直線”與“平面”，帶領高中生在實物化、生活化的認知情境中創(chuàng)造性地進行數學認知與空間感知。如利用鐵絲與塑料板去研究直線與平面的關系，利用塑料板上畫直線去研究兩個“平面”之間的關系，因此，“鐵絲”與“塑料板”承載了STEM教育理念中的工程學知識，為高中生創(chuàng)設了一個項目化學習的探究機會，利用創(chuàng)新元素優(yōu)化了數學活動課程。

三、STEM教育理念融入數學活動課程的補充

第一，教師要注意STEM教育理念融入數學活動課程的自然性與順暢性。在數學課堂上，教師應以數學知識點為探究起點，積極在科學、工程、技術等課程范疇內尋求知識關聯區(qū)域，并利用其他課程知識對數學知識進行全新解讀。這樣，STEM教育理念融入數學活動課程才會順暢自然，而且不會打斷高中生原有的主體思維活動，便于高中生的主體悅納、積極配合、主動踐行與切身感悟。

第二，教師要注意STEM教育理念融入數學活動課程的主體性與實踐性。在數學課堂上，教師要引導高中生切身體驗STEM教育理念融入數學活動課程的可行性與實效性，以此強化高中生的思維方式與探究習慣。因此，教師要在STEM教育理念融入數學活動課程的過程中推動高中生一點點地接觸、理解與掌握STEM教育理念，借助自身的主觀能動性以及生命發(fā)展?jié)撃苋碛蠸TEM理念。

第三，教師要注意STEM教育理念融入數學活動課程的自主性與開放性。在數學課堂上，教師要創(chuàng)設開放自由、輕松快樂的教學氛圍，借助無拘無束的寬松氛圍去激發(fā)高中生最強大的生命活力與能動作用。這樣，高中生才會在STEM教育理念方面擁有強大的認知能力、思維能力、處理能力以及交流能力，能夠在主體實踐與切身感悟中慢慢掌握STEM教育理念。

第四，教師要注意STEM教育理念融入數學活動課程的拓展性與創(chuàng)新性。在數學課堂上，STEM教育理念與傳統(tǒng)教學理念格格不入，因而教師需要摒棄傳統(tǒng)思維模式，深度考量STEM教育理念的兼容性、拓展性與創(chuàng)新性，努力推動STEM教育理念與數學課堂教學的融合。因此，教師要以拓展思維與創(chuàng)新思維科學認識STEM教育理念，更要創(chuàng)造性地培養(yǎng)高中生良好的思維素養(yǎng)。

綜上所述，數學活動課程是高中生信息獲取、知識詮釋、視野拓展、思維訓練以及能力發(fā)展的實踐性認知平臺，也是有效培養(yǎng)高中生數學核心素養(yǎng)的活動基地。因此，教師應積極引進STEM教育理念，去設計、開展、創(chuàng)新數學活動課程，利用STEM教育理念的先進性、整合性、拓展性與創(chuàng)新性切實提升數學活動課程的質量。這樣，高中生就會獲得一個主體實踐、思維拓展、探究創(chuàng)新、自主成長的人性化認知空間，進而加速發(fā)展。