您好, 访客   登录/注册

STEM教育与中学数学课程设计应用研究

来源:用户上传      作者:

  摘要:科技的不断发展为教学改革提供了新思路,而STEM作为融合性的新教育理念和模式,实现了科学、技术,工程及数学四门学科的整合,更侧重学生数学核心素养和技术素养的培养,引导学生学以致用,解决实际问题。本文主要以中学数学教学为例,探讨STEM教育模式指导下数学课程的有效设计,以期更好地推动中学数学教学。
  关键词:STEM;中学数学;策略
  中图分类号:G642.0     文献标志码:A     文章编号:1674-9324(2019)19-0090-02
   一、STEM教育模式的内涵及与数学教学的关系
  STEM教学模式旨在将STEM教育融合在中学课程中,致力于实际问题的解决和学生主体能动性的发挥。本质是在多个独立的学科中建立一个桥梁,为学生提供整体认识世界的机会,引导学生重新思考科学、技术、工程和数学的内涵及它们之间存在的关系,把学习的零碎知识变成相互联系、完整统一的系统。STEM教学模式对学生提出了多层次的培养要求,其中“S”是“科学”的英文首字母,对于中学数学教学来说,就是将各类科学知识纳入到数学教学中,让学生在了解自然的基础上加强与自然界的对话。而“T”是“技术”的英文首字母,倡导在数学教学中基于管理的方法思路进行教学的评价指导。而“E”是“工程”的英文首字母,让学生在数学解题中对问题设计与资源开发有着一定的认识与把握。最后的“M”是“数学”英文首字母,力求实现学生主体能动性发挥基础上,数学知识的学以致用,举一反三,解决实际问题。STEM教育与中学数学课程设计应用研究,将把科学(Science),技术(Technology),工程(Engineering),数学(Mathematics)四门学科融合在中学数学课程里,带动数学课程设计的创新化,将新兴的技术理念比如3D打印技术、创客空间、电路板、传感器、Scratch可视化等融入教学中。尝试构建一个STEM教育融入中学数学课程设计的应用模式,以期学生获取知识、探索意识、学科融合、技能培养和问题解决等方面的能力都实现质的飞跃。
  二、STEM教学模式指导下的中学数学课程设计
  STEM教学模式作为一种创新的教学模式,在与中学数学教学融合的过程中,迸发出更多的教学创意和灵感,借助创新的技术理念,STEM在中学数学课堂中充分渗透,大大提升数学课堂教学实效,也实现素质型创新型数学人才的培养。
  (一)基于STEM教学模式,整合并综合课程内容
  素质教育理念倡导全面创新型人才的培养与输出,而基于STEM教学模式,创新人才的培养需要多个方面的教学关注,STEM教学模式关注课堂教学资源的全面开发与综合整合,从技术到工程到数学到科学,通过多学科知识的交叉展示,渗透教学,拓展学生的知识储备,也大大提升了学生的数学科学视野。数学课堂不再局限于基础知识的学习,更引入了科技的案例,技术的讲解,让学生得到全方面的培养与指导。在综合性的资源引领下,学生自主探究学习,大大提升学生的数学计算能力,科学探索能力,独立思考能力。例如在讲解《直线与圆的位置关系》这部分内容时,针对“直线到圆心的距离与圆的半径的关系”的阐述,教师可以借助技术手段,将计算机技术引入到数学课堂中,通过动画演示,让直线活动起来,让学生在模拟实操中观看直线运动变化中,直线到圆心的距离与圆半径的关系,引导学生借助计算机进行距离的测量,找到位置关系对应的数量关系。发挥信息技术的教学优势,变抽象的讲解为直观生动的动画演示,学生真切地感受到知识的形成过程,也把握好知识间的内在关联。借助技术的创新,加强教学云平台的建构,带动教与学的融合。信息技术指导下的在线交流,课下互动,建立和谐的是生活关系,也带来数学课堂教学的高质高效。
  (二)基于STEM教学模式,提升数学教学的趣味性
  中学阶段的学生心智发育尚不成熟,正处于具象思维向抽象思维过渡的阶段,数学知识的内在逻辑性与关联性,对于他们来说,学习接受难度大。学生学习兴趣不高,数学知识的探讨不深入,教学无法取得理想预期。而基于STEM教学模式,基于创客教学,3D打印,多媒体展示,为课堂教学形式的创新提供了新思路。课堂上多种呈现方式,教师的授课选择也更为多元,教师可以基于STEM教学模式,创新教学形式,优选活动主题,契合学生的学习实际,激发学生数学学习的兴趣。引入具体的案例,通过科学的规划部署,数学内容的趣味呈现,游戏化教学实施,数学教学达到寓教于乐的目的。例如在讲解《圆》这部分时,涉及到系列知识的学习。教师在教学中必须发挥STEM教学模式的创新呈现优势,将抽象的知识化繁为简,引导学生在趣味性的思考中深入把握知识。如利用圆的对称性,引导学生进行垂径定理的推导。引导学生转换思维,找到数学学习的突破口。求部分圆的面積问题时,把“不规则图形”的面积转化为“规则图形”面积的和或者差来求解,学会数形结合,利用垂径定理解决车、船能否通过的问题。借助方程思想判定平面直角坐标系中的三点能否确定一个圆等。STEM教育实施的趣味性主要是基于数形转化,情境创设实现,数学教学中把多学科知识融于有趣、具有挑战性、与学生生活相关的问题中,问题和活动的设计要能激发学习者内在的学习动机,问题的解决让学生获得学习的成就感。数学教学中还把STEM教育内容游戏化(将游戏的元素、方法和框架融于教育场景),基于探索和目标导向的学习被嵌入游戏中,实现数学趣味课堂的打造。
  (三)发挥学生主体能动性,引导学生自主知识建构
  在中学数学教学中,教师必须认识到学生作为学习者的主导优势和个体价值。肯定学生的想法,让学生大胆质疑思考,以小组为单位探讨分析。STEM教学模式恰恰实现了对学生主体学习价值的关注,与建构主义教学理论不谋而合,让学生真正成为课堂学习的主人,基于自身认识和团队合作,自主进行知识体系和框架的建构。基于STEM教学模式,让学生自主进行知识建构,而不是被动学习。激发学生数学探究学习的动机与信念,鼓励学生师生互动,生生互动,实现数学知识的记忆与迁移。STEM教学模式更为学生的自主知识建构提供了教学载体支持。3D打印机、开源电路板、传感器、概念图工具、SPSS数据分析工具、三维建模工具、创客空间、Scratch可视化工具等,让学生尝试自主获取知识、探索意识、学科融合、技能培养和解决问题。例如在讲解《火车模型制作》这部分时,教师可以基于STEM教学模式,组织小组合作探究。
  三、结束语
  STEM作为创新的教学模式,其在国内课堂教学中应用还处于起步阶段,而其跨学科整合的设计,也弥补了课程教学知识结构性缺失的不足,基于技术,工程,科学及数学的四维融合,对中学数学课堂进行系统规划部署,实现跨学科知识的覆盖性教学。STEM教学模式为素质教育改革下课堂教学优化,课堂实效提升提供了新思路。因此在中学数学教学中,必须做好STEM教学模式的创新分析与研究探讨,实现STEM教学模式在中学数学教学中优势的最大发挥,实现创新型全面型人才的培养与输出。
  参考文献:
  [1]胡喜霞.基于活动理论的STEM教学模式探索——以机器人教学活动为案例[J].数字教育,2018,4(02):81-86.
  [2]赵呈领,赵文君,蒋志辉.面向STEM教育的5E探究式教学模式设计[J].现代教育技术,2018,28(03):106-112.
  [3]张裕玉.STEM教育理念下小学科学拓展课程教学设计的研究[D].上海师范大学,2017.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/9/view-14827515.htm

服务推荐