STEAM教育理念下的初中數學應用題教學策略研究

【摘要】STEAM教育理念主張以跨學科融合的方式展開教學，將其應用于初中數學應用題教學中，不僅能拓寬學生的解題思路，為解決問題能力的培養提供助力，還有利于鍛煉其思維的發散性和深刻性，推動數學核心素養的形成與發展.在此背景下，文章先行闡述了STEAM教育和數學應用題的概念，而后結合魯教版初中數學教材，從準備教學資源、創設真實情境、優化問題設計、滲透多元學科、完善評價制度五個方面分析了STEAM教育理念下初中數學應用題教學策略，以期開創數學課堂教學的新局面.

【關鍵詞】STEAM教育理念；初中數學；應用題；教學策略

STEAM教育理念與初中數學應用題教學的培養目標相契合，因此，在實際教學中，教師要積極創新授課模式，帶領學生共同分析應用題的已知條件，以STEAM教育理念為依據滲透其他學科的相關知識，為他們提供多元化的解題思路，推動問題的順利解決，彰顯STEAM教育理念對提高初中數學應用題教學質量的積極影響.

一、核心概念的界定

（一）STEAM教育理念

STEAM由科學、技術、工程、藝術、數學五個單詞的英文首字母構成，該理念認為這五門學科之間具有較強的關聯性，引領學生以跨學科的方式進行自主學習，旨在增強其應用意識和解題能力，為學科核心素養的培養提供助力.STEAM教育理念的特點主要體現在以下四個方面：第一，跨學科性.強調教師從整體的角度出發，以課程內容為中心挖掘其他學科中與其相關的素材，真正意義上踐行跨學科融合教學；第二，情境性.在教學過程中，很多問題都來自現實生活，STEAM教育理念提倡教師利用項目教學法講解新知，引導學生從生活的角度出發，在真實情境下進行深度學習；第三，合作性.STEAM教育理念的實施注重培養學生的合作意識，指引他們以小組合作的方式探究具體問題，在互幫互助中協同共進；第四，體驗性.教師不僅要秉持“以生為本”的教育原則設計教學活動，還要更加關注學生的學習體驗.

（二）數學應用題

數學應用題是指用語言文字的形式表達數量關系，要求學生分析其深層次內涵的一類問題.它主要有以下三點特征：第一，應用題的背景比較豐富，包括日常生活、科學技術、人文歷史等多個方面，指引學生用數學思維分析具體問題，鍛煉思維能力的同時起到開闊眼界的作用；第二，通常情況下數學應用題的文字較多，部分習題還帶有表格、圖形等，具有篇幅長、信息量大的特點，并且會存在一些價值的干擾信息，對學生的分辨能力要求較高；第三，無論路程、價格、時間等哪一類應用題，都有相應的數量關系，需要學生自行梳理文字信息，建立相應的模型并順利解決問題.

二、STEAM教育理念下的初中數學應用題教學策略

（一）準備教學資源，提高學生數學情感

為了高效開展初中數學應用題教學，基于STEAM教育理念的指引，教師在備課時便要總結出本節課的重點題型，根據題干要求選擇相應的教學資源，使原本抽象的練習題變得更加具體，以此營造出活躍、和諧的班級氛圍.這里的教學資源主要包括環境資源和材料資源兩個方面，其中，環境資源是指校園、教室、多媒體設備、課件等；材料資源是指多樣性的課內外學習素材、視頻資料等，用于開闊學生的眼界，切實提高其數學學習興趣.另外，STEAM數學應用題型通常包括常規題、開放題及創新題，以循序漸進的方式呈現在學生眼前.教師在課前準備環節要考慮到學生之間的個體差異性，合理把控問題難度，并確保這些問題與工程、技術、科學等方面息息相關，利用提前準備好的教學資源進行針對性講解，達到提高學生數學情感的教育目的.

以魯教版六年級下冊第八章第三課“數據的表示”為例，教師講解完本課的理論知識后，利用信息技術展示開放應用題，讓學生認真觀察大屏幕：小明和小麗在討論問題，小麗說：“如果你把7498四舍五入到千位，你就會得到7000”，小明說：“不，我有另外一種解答方法，可以得到不同的答案.首先，將7498近似到百位，得到7500，接著把7500近似到千位，就得到8000”，你怎樣評價小麗和小明的說法呢？而后，教師可提高問題難度，利用多媒體設備展示與農業相關知識，新穎的素材使學生全身心投入課堂中.此時在大屏幕上出示例題：表1是某村種植玉米、小麥、水稻和棉花的面積情況，如下所示：

（1）種植玉米、小麥、水稻和棉花的面積之比是多少？（2）用統計圖表示這組數據，盡可能把你的統計圖做得形象些.在信息技術的加持下，應用題教學內容變得更加豐富，切實提高學生的學習興趣.

（二）創設真實情境，營造知識應用氛圍

STEAM教育理念下的初中數學應用題教學涉及的內容比較廣泛，但是這一階段的學生普遍缺乏社會經驗，且不具備完善的認知能力，極易出現無法理解題目要求的情況.基于此，教師要轉變授課模式，先行深入研讀教材，明確本課重難點知識后，從人文社會、現代生活、科學創新等角度設計應用題，為學生營造真實的學習環境，引導他們在熟悉的氛圍下展開思考，逐漸厘清題干中包含的已知條件，為后續的解答做好鋪墊.需要注意的是，教師在設計應用題時還要考慮到學生的數學基礎，確保問題難度符合他們的實際情況，使其建立起數學知識與實際生活和其他學科間的聯系，營造出良好的知識應用氛圍.這樣一來，在真實情境下，學生便能初步感知數學知識在具體問題中的應用，為解題效率的提升奠定良好基礎.

（三）優化問題設計，指引學生閱讀分析

當學生對應用題的具體內容形成一定了解后，教師可以設計相應的“問題鏈”，為他們提供解題支持.首先，教師帶領學生共同閱讀題目，引導他們自行整理其中的有效信息，通過找關鍵詞、標記已知條件等方式打下良好的解題基礎.其次，教師指引學生將收集到的信息以圖形、表格、圖像等方式呈現，從而挖掘出題目中的隱藏條件，使其分析能力和推理能力得以提升.最后，學生靈活利用本課所學知識解答問題，嘗試從不同視角進行分析，在各類素材的輔助下總結出工程問題的最佳解決方案.在整個過程中，教師要發揮自身的引導者作用，根據題目設計多元化的互動問題，為學生指明思考的具體方向，切實鍛煉其信息收集能力和閱讀理解能力.

以魯教版七年級上冊第三章第三課“勾股定理的應用舉例”為例，勾股定理在現實生活中有著廣泛應用，建筑工人在設計圖紙過程中，會運用圓和三角形有關的數學知識，將工程和數學緊密結合起來，便于順利解決問題.對此，教師出示應用題：某鎮為響應建設新農村的號召，決定將公路相距25km的A，B兩站之間修建一個土特產加工基地E點，如圖2所示，DA⊥AB于A，CB⊥AB于B，已知DA=15km，CB=10km，現在要使C，D兩點到E點的距離相等，基地E應該建在離A站多遠的地方？

（四）滲透多元學科，拓展學生知識經驗

STEAM教育理念強調，教師在教學過程中要打破學科之間的限制，根據課程內容提供豐富的拓展素材，幫助學生搭建完整的知識框架，拓展知識經驗的同時有利于提高其學習效率.對此，在初中數學應用題教學中，教師要根據題目內容滲透多門學科的相關知識，為學生提供全新的解題思路，使其擺脫傳統思維的限制，能夠從新穎的角度探尋解決問題的具體方法，有利于創新思維的培養.具體來說，在技術應用方面，教師可以利用電子白板、課件等工具輔助教學，將題目中抽象的已知條件以畫圖的方式呈現在學生眼前，還可以利用網絡進行數據分析，使學生學會從信息技術解決數學問題；在工程思維方面，教師帶領學生根據具體問題建立模型，讓他們像工程師一樣分析問題、設計方案、檢驗結果，逐漸養成嚴謹的學習態度.

（五）完善評價制度，發展數學核心素養

評價是初中數學應用題教學中不可忽視的關鍵環節，STEAM教學更加注重對學生知識技能、情感態度、思想方法等方面的評價.對此，在實際教學中，當學生完成基礎任務后，教師可以從問題解決以及數學核心素養兩個方面設計一級評價指標.以問題解決為例，它是對學生解題能力的評價，其二級指標可以從分析題干、建立模型、運算能力、結果檢驗等角度出發，關注學生的整個解題過程，利用針對性評價發展其數學核心素養.另外，教師要意識到課堂是雙向互動的場所，評價的對象不能局限于學生，而是從不同的角度出發，落實學生自評、生生互評、教師點評、家鄉評價等，不僅能保證教學評價的合理性與科學性，還為踐行STEAM教育理念奠定良好基礎，讓學生加深對自身基本學情的了解，對數學核心素養的提高起到推動作用.

以魯教版八年級上冊第三章第二課“中位數與眾數”為例，應用題為八、九年級學生跳繩個數的平均數、中位數、眾數如表3：

教師根據應用題設計一級評價指標為：是否準確計算出問題的正確答案；二級評價指標為：是否理解平均數、中位數、眾數三者的差別；是否能在具體情境中選擇恰當的數據代表對數據作出判斷；是否能運用工程思維嚴謹的完成計算等.在此基礎之上，學生要積極反思自己在本節課中的表現，而后以互評的方式進行深度點評，從而明確自身的閃光點和薄弱項，在STEAM教育理念的驅動下實現數學核心素養的進一步發展.

結 語

綜上所述，在初中數學應用題教學中融入STEAM教育理念，教師應根據題目內容精心準備教具，為學生營造真實的學習環境，在多種感官的調動下使他們總結出本題的已知條件.而后，教師引入科學、技術、工程等課程內容中與此題有關的素材，幫助學生厘清解題思路，靈活運用現有的知識儲備進行解答，實現解題效率、應用意識、運算能力的同步提升，凸顯STEAM教育理念對發展學生數學核心素養的重要作用.

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