基于STSE教育理念培養數學核心素養的教學路徑

□廣西桂平市潯州高級中學 黃先杰

近年來，很多教師開始注重在數學教學的過程中培養學生的核心素養以及良好的學習習慣。依托新的高考改革相關要求來優化現有的教學模式，將關注點不僅僅放在數學教學活動本身，還基于STSE 教育理念的要求來不斷豐富學生核心素養的培養路徑。本文針對STSE教育理念的滲透情況，以及數學教學情況進行分析，制定具體的教學計劃，探索更加多樣化的教學路徑。

數學素養是學生在學習數學過程中所具備的基本能力與品質，包括理解和應用數學知識的能力、解決問題的能力和批判性思維等，高中數學教師要尤其關注學生的數學素養培養，并基于新理念新策略來優化培養策略。STSE（科學、技術、社會和環境）教育是一種以實踐為基礎的教學方法，旨在培養學生的綜合素質和創新能力。基于STSE 教育理念來培養學生的數學核心素養，優化現有的數學教學模式，具有重要意義。很多教師針對STSE教育理念開展了多樣化的教學活動，極大地豐富了現有的數學教學課堂。本文就針對高中數學教學中STSE教育理念的滲透情況進行分析。

一、高中數學教學中STSE 教育理念的滲透情況分析

越來越多的教師開始選擇在課堂教學的過程中培養學生的核心素養，滲透STSE 教育理念，并取得了一系列成果。

在教學內容方面有的數學教師注重挖掘數學課本教材中的科學、技術、社會、環境保護等知識，并且在課堂上通過充分重視和應用這些內容來充實課堂教學的內容，豐富學生的數學學習活動。在教學函數和幾何等知識的過程中，教師要注重選擇生活中的案例，帶領學生分析案例中的數學原理。如展示建筑圖片讓學生從幾何的角度計算相應的數值，介紹建筑建造的過程，讓學生從中學習科學知識、環保知識，不但很好地體現了STSE 教育理念的相關特點，而且培養了學生的核心素養。也有部分教師在教學過程中不重視滲透相關理念，仍然采用舊有的教學模式和教學路徑開展教學活動。

教師在課堂上注重引導學生進行實踐操作和實驗探究活動，加深對知識的理解和掌握。如讓學生關注現實生活中的環境保護問題、科技發展問題等。教師鼓勵學生將自己的視野進行拓展延伸，關注現實生活，利用所學的知識和技能來解決實際問題，并引導學生參與到運用科學技術保護環境、解決發展問題等諸多項目中去，在此基礎上開展了多樣化的項目教學活動。

學校還組織了一系列的科技競賽和相關活動，如機器人比賽、編程挑戰賽、科技體驗活動等，為學生提供了展示自己能力和創造力的平臺，同時也促進了學生的團隊合作和協作精神，這些活動不僅提高了學生的數學水平，也增強了他們的科技素養和社會責任感。有的高中還基于學生的數學學習需求，創建了一系列的趣味社團和小組。鼓勵學生自發組織各種基于STSE教育理念的數學探究活動，極大豐富了學生的課余生活，使得學生們數學核心素養的效率逐步提高。還有的學校積極開展STSE教育理念下的教學和研究，在有條件的情況下也會開展科研項目研發活動，甚至為部分學有余力的學生爭取更多的科研資源，讓學生有機會接觸到最新的技術和應用場景，激發對科學的探索欲望。高中數學教學中STSE 教育理念的滲透程度較高，通過科學、技術、環境和數學知識的傳授，以及實踐活動和科技競賽等方式，培養了學生的綜合素質和能力，也讓學生看到了不一樣的數學世界，但是學生的數學核心素養的培養工作，以及STSE教育理念的滲透活動也有一些問題，需要在實踐中逐步解決。

二、基于STSE 教育理念培養高中生數學核心素養的具體策略

（一）基于STSE教育理念，開發多樣化的數學體驗活動

為了優化學生的數學學習活動，培養學生的數學核心素養，并且基于STSE 教育理念來開展教學活動，教師可以開發具有STSE 教育理念特點的數學體驗活動。教師可以根據問題教學法的相關特點來設計問題解決挑戰賽，組織學生參加體現各個學科特點的問題解決挑戰賽。學生們組成小組，通過合作和交流來解決一系列數學問題。教師在設計問題時要有所側重，盡量挑選社會發展過程中所面臨的關鍵問題，在此基礎上設計數學習題。問題的難度應當進行合理控制，在剛開始時應避免挫敗學生的積極性，并且開發出多種難度的題型，讓學生自由選擇，在解決問題的過程中都有所收獲。通過這一系列活動，學生可以提高解決問題的能力、邏輯思維能力、設計能力，還能培養團隊合作精神以及溝通技巧。

數學教師還可以組織學生進行STSE 項目研究活動。教師根據數學教材的內容排布順序以及其中的STSE內容，讓學生選擇一個與數學相關的實際問題或課題進行STSE 項目研究，學生可以組成小團隊，利用數學知識和技能來解決問題或提出解決方案。例如，研究如何設計一種高效的紅綠燈交通系統來減少擁堵。學生先自主結組形成項目小組，然后運用計算機訪問相關網站獲取與本項目研究相關的數據，了解紅綠燈交通系統的運行規律，然后分別到城市安裝紅綠燈的各個交通節點進行調研，運用統計學的相關知識統計某一時間段內的車流量，如周日的早上9:00～11:00、周日的晚上5:00～7:00，統計分析雙車道、三車道、四車道等道路的行人、電動車、自行車、汽車的通行情況。將具體參數導入計算機系統，運用系統來調整紅綠燈的時長，如果橫向道路車流量較大則應減少橫向紅燈的時長，延長綠燈的時長，以提高車輛流經效率。有的縱向路段早高峰，車流量高且容易擁堵，而橫向道路則相對較少，但是午高峰和晚高峰則相反，此時就要動態調整紅綠燈的時長。通過讓學生分頭統計不同時間節點、不同位置車流量的情況來驗證紅綠燈動態調整機制的可行性，此時，學生對于STSE教育理念有更加深入的了解，通過具體的數學項目來運用數學知識解決社會發展中的諸多問題。

教師還可以組織學生進行STSE 競賽。教師在組織STSE 比賽時可以讓學生在數學、科學、技術等領域展開競爭，獨立自主的制作相應的項目企劃書。通過團隊合作，運用所學的數學知識來解決復雜的社會問題和科技難題，這種活動不僅可以激發學生的學習興趣，還可以培養他們的創造力和解決問題的能力。教師要從STSE教育理念出發，探討更加多樣化的數學體驗活動，優化現有的教學設計。

（二）基于STSE 教育理念，培養學生的自主學習能力

在教學過程中高中數學教師應該注重引導學生主動參與到學習中來，鼓勵他們提出問題、解決問題，并給予充分的空間，讓學生自己探索和發現知識，逐步培養自主學習的能力和意識，才能夠提高學生的各項基本能力。同時教師也要從STSE 教育理念的相關要求出發來探討具體的教學路徑。

在培養學生的自主學習能力的過程中教師要讓學生主動參與、自我探索和從實踐出發獲取體驗，來培養自主學習能力與意識。在具體的課堂教學活動中，教師和學生都要明確自己的角色定位，開展多樣化的合作以及互動活動。數學教師可以基于STSE 教育理念設計出具有挑戰性和趣味性的問題，鼓勵學生積極參與討論與合作，促進思維的碰撞和交流，從而解決問題，逐漸形成自己的思考方式提升解決問題的能力。學生則需要收集信息，在教師的指導下開展實踐探索活動，從而滿足到教師的要求。例如，教師基于STSE教育理念設計一系列體驗活動，組織學生運用各種信息和技術手段進行市場模擬交易活動，如股票市場模擬交易活動、超市購物模擬活動、企業生產經營活動，讓學生運用數學知識、技術手段來進行模擬活動，讓學生可以使用數學知識來計算商品的價格、利潤和成本等。以股票市場模擬交易活動為例，在有條件的情況下，教師可以帶領同學們到相關交易所進行參觀和學習金融知識，了解社會現象，接觸更多的企業信息。如果不能實地考察，可以讓學生訪問專業的股票交易網站與期貨交易網站，獲取更多數據，然后導入計算機或手機上的模擬系統，運用計算機監測股票動態以及交易記錄等活動。讓學生分析股票的漲跌情況，并且運用各種統計工具來進行統計和分析，如柱狀統計圖、折線統計圖、扇形統計圖統計單一股票相關趨勢，并且將更多的圖表進行復核統計，分析多只股票的情況。學生在此過程中運用統計學和概率學知識來進行市場分析和預測，這種活動可以幫助學生理解經濟學的基本原理，提高商業意識，提升決策能力，認識到數學和社會發展、企業生產經營之間的聯系。既能深入的貫徹落實STSE 教育理念，還能培養學生的自主探究能力。

在培養學生自主學習探究能力的過程中，教師還應提供足夠的信息和資源，讓學生能夠獨立地進行研究和探究。教師可以將自己所常用的備課網站、視頻網站、圖片網站的網址直接分享到班級群中，鼓勵學生自由獲取自己所需要的各種信息，以便于開展多樣化的學習活動。鼓勵學生通過查閱資料、進行實驗操作等方式獲取知識，并從中發現問題和答案，這種自主探索的過程不僅能夠提高學生的學習興趣和能力，還能夠培養他們的獨立思考和創新能力。讓學生將理論知識與實際應用相結合，例如在必修第2 冊第8 章《立體幾何初步》的相關內容進行授課時，教師則需要指導學生，讓學生操作計算機繪圖軟件繪制相應的立體圖形，讓學生親自建模和操作。學生也可以組成小組，進行實地考察等活動，發現現實生活中的幾何圖形，并且親自測算其數值，如表面積、體積繪制其三視圖并開展復原活動，這會使學生能夠在實踐中獲得經驗和技能，培養獨立自主的學習習慣、問題解決能力和團隊合作精神?？傊?，教師要基于STSE教育理念來引導學生培養自主學習能力與意識，提升數學核心素養。

（三）開展生活化教學活動，培養學生的數學核心素養

很多數學知識都來源于現實生活，如果教師在教學的過程中只是按照教材順序進行授課，而不從現實生活中尋找相應的案例支撐，則課堂教學的內容則不夠豐富，對學生的吸引力也相對較低，對培養學生的數學核心素養而言較為不利。教師可以基于STSE 教育理念的要求，尋找現實生活中的具體案例，將其融入課堂教學活動。環保是STSE教育理念的重要組成部分，教師可以選擇現實生活中的相關案例，來充實課堂教學活動，結合數學教材內容進行授課，這也能夠降低數學學科的抽象性和復雜程度，提高課堂教學活動的開放性。

例如，組織學生對校園內的垃圾進行分類及量化處理活動。在進行調研時學生可以運用統計學的相關原理和工具來分析校園各個場所一周以內所產生的垃圾總量，運用分類和整理的相關辦法將垃圾進行分類處理，區分有害垃圾、廚余垃圾、班級日常垃圾。同時搜集其中的可回收垃圾，如礦泉水瓶、包裝袋、紙箱子等等，一方面可以進行變賣充作班費，另一方面可以進行廢物利用。從而彰顯環保理念，讓垃圾到該去的地方去，營造良好的校園環境，建設綠色校園和清潔校園，彰顯綠水青山就是金山銀山的發展思想。這也會讓學生認識到數學和現實生活之間的關系，思考環境問題與社會發展工作。

對于教師而言，要在課堂教學流程優化設計的過程中導入生活化教學的相關案例和素材，從而優化教學環節，以豐富教學活動的形式。在課堂導入環節，可以開展生活化教學活動，運用相關案例營造教學氛圍，在師生互動環節教師可以通過圖片導入、視頻導入以及語言描述等方式來為學生呈現與STSE 教育理念相關的生活案例，從而培養學生的各項基本能力以及核心素養。在課堂總結環節，需要總結學生學習過程中所涉及的各種案例以及參與的各種活動，從而幫助學生培養良好的復習鞏固的習慣和意識。在師生的共同努力下，高中數學課堂教學活動會更加豐富多彩，生活化色彩會更加明顯，STSE 教育理念的滲透會更加高效。

三、結語

本文中對STSE 教育理念以及高中數學教學現狀進行深入分析后制定了一系列教學策略，探索了多樣化的教學路徑，相信會對廣大師生產生積極影響，可以幫助教師轉變觀念，為學生提供多樣化的學習資源，加強評價機制的建設，只有這樣才能真正實現STSE教育的目標，培養出適應未來社會發展的高素質人才；可以幫助學生優化學習方法，尋找更加便捷的學習路徑，培養良好的學習習慣，提高綜合素養。在后續的研究活動中，將會針對現階段所普遍運用的基于STSE教育理念培養學生數學核心素養的教學路徑進行優化設計，豐富教學環節，提高信息技術設備使用效率，提高教師組織效率，提高師生互動交流的頻率等等。