梁通業(yè)

【摘要】STEM理念主要強(qiáng)調(diào)了學(xué)科之間的交叉以及綜合運(yùn)用，本文將從STEM理念中數(shù)學(xué)部分的教育和教學(xué)進(jìn)行重點(diǎn)探究，主要目的是將這一理念更好地運(yùn)用于初中數(shù)學(xué)教育中.因此，首先，本文對STEM理念主要概念特征和涵蓋內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)論述，并且從中發(fā)現(xiàn)該理念在初中數(shù)學(xué)教育活動中可以起到的重要影響和關(guān)鍵作用.其次，對該模式在初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的具體實(shí)施方案進(jìn)行了分析和探究，并提出了具有探究性質(zhì)的嘗試性初中數(shù)學(xué)教學(xué)模式和方式，將這一理念更好地運(yùn)用在實(shí)際的課堂教育與教學(xué)過程中.

【關(guān)鍵詞】STEM理念；數(shù)學(xué)教學(xué)；自主課堂

美國教育界為了振興本國科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新能力而提出的STEM教學(xué)理念，強(qiáng)調(diào)了在科學(xué)教育中有必要將科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）四個以往被單獨(dú)羅列的學(xué)科進(jìn)行交叉性教學(xué)，以此來使學(xué)生在進(jìn)行科學(xué)技術(shù)和理論知識的學(xué)習(xí)中能夠融會貫通.而其中的數(shù)學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)則強(qiáng)調(diào)了學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識時能夠提升數(shù)學(xué)思維水平，不僅僅局限于教材知識中概念的理解的習(xí)題的解答，更要通過數(shù)學(xué)知識的學(xué)習(xí)來獲取更多的思考的可能性.

一、STEM理念中所體現(xiàn)的數(shù)學(xué)教育的思想

（一）STEM理念能夠帶給初中數(shù)學(xué)學(xué)科教育的影響

STEM理念對數(shù)學(xué)學(xué)科的教育要求主要體現(xiàn)在對學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)，因此，在進(jìn)行數(shù)學(xué)教育教學(xué)中不能僅僅看中學(xué)生的數(shù)學(xué)解題能力，更要透過學(xué)生的知識掌握程度和數(shù)學(xué)解題能力來激發(fā)學(xué)生對理性思維的認(rèn)識和探究，并由此來吸引更多的學(xué)生能夠喜愛數(shù)學(xué)這門學(xué)科.值得注意的是初中數(shù)學(xué)教育中存在很大程度的厭惡數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的現(xiàn)象，很多學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)時容易受到長時間的低成績的打擊從而喪失學(xué)習(xí)這門學(xué)科的信心，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的一個重要原因是數(shù)學(xué)教學(xué)過程中的枯燥和刻板.學(xué)生對任何一門學(xué)科的興趣都是可以經(jīng)過后天的塑造和培養(yǎng)的，沒有天生不適合學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的學(xué)生，只有沒有得到合理的數(shù)學(xué)思維塑造的學(xué)生.初中數(shù)學(xué)教育可以說是一個重要的數(shù)學(xué)思維塑造的過程，小學(xué)數(shù)學(xué)教育中培養(yǎng)的基礎(chǔ)計(jì)算能力能夠?yàn)槌踔袛?shù)學(xué)學(xué)習(xí)提供一定的基礎(chǔ)，但是并不能完全決定初中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的程度和能力，因此，有必要將STEM理念引入初中數(shù)學(xué)教學(xué)活動中[1].部分教育工作者容易陷入以中考為主要導(dǎo)向的初中數(shù)學(xué)教育思維中，“唯分?jǐn)?shù)論”也是這類大型考試帶給教師和學(xué)生的學(xué)業(yè)壓力，導(dǎo)致很多教師和學(xué)生將學(xué)習(xí)這門學(xué)科的精力完全投入到獲得高分的目標(biāo)中，而忽略這門學(xué)科本身的教學(xué)目的或者學(xué)習(xí)目的與意義[2].

（二）STEM理念對培養(yǎng)數(shù)學(xué)素養(yǎng)和數(shù)學(xué)學(xué)術(shù)研究的影響

理解了數(shù)學(xué)這門學(xué)科本身的學(xué)習(xí)和教學(xué)要求后應(yīng)該注意到數(shù)學(xué)學(xué)科在整個基礎(chǔ)理科教育中所處的地位，初中數(shù)學(xué)學(xué)科的教育很大程度上也是培養(yǎng)其他學(xué)科包括物理、化學(xué)、生物等具體學(xué)科的基礎(chǔ)，數(shù)學(xué)學(xué)科的教育成果不僅能夠反映在數(shù)學(xué)教育成績上，也能夠與反映在以物理學(xué)科教育為例的其他具體學(xué)科的教育成績上.因此，數(shù)學(xué)知識的獲取更多時候是用來解決學(xué)術(shù)研究中的具體科學(xué)問題和難點(diǎn)，作為基礎(chǔ)學(xué)科的數(shù)學(xué)并不能夠在整個知識體系學(xué)習(xí)中被割裂，不僅是生活情境下會出現(xiàn)很多潛在的數(shù)學(xué)應(yīng)用的情況，在進(jìn)行科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新的學(xué)術(shù)研究中往往也離不開數(shù)學(xué)這門基礎(chǔ)學(xué)科.在以靈活著稱的管理學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)中更是將數(shù)學(xué)思維模式運(yùn)用到了極致，無論是作為基礎(chǔ)性的市場調(diào)研中數(shù)據(jù)處理的統(tǒng)計(jì)學(xué)科還是為了解決更多更復(fù)雜問題的計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)學(xué)科，都是建立在基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)學(xué)習(xí)上的具體領(lǐng)域的拓展[3].很多人認(rèn)為初中的數(shù)學(xué)教育與不用摻雜過多的學(xué)術(shù)研究理念，認(rèn)為學(xué)術(shù)理念只能存在于本科教育以上的學(xué)術(shù)研究活動中，并將這種學(xué)術(shù)理念視為應(yīng)該“束之高閣”的殿堂級的學(xué)習(xí)內(nèi)容，而事實(shí)上的學(xué)術(shù)研究活動應(yīng)該體現(xiàn)在很多普通的教育教學(xué)活動中，并且可以以實(shí)際的教學(xué)活動觀察與研究來作為學(xué)術(shù)活動的基礎(chǔ)，以數(shù)學(xué)思維方式的運(yùn)用在其他具體學(xué)科的表現(xiàn)為研究點(diǎn)進(jìn)行應(yīng)用性質(zhì)的研究也是一種具有很大研究意義的學(xué)術(shù)活動[4].

二、STEM理念在具體的初中數(shù)學(xué)自主課堂的教學(xué)方案的分析和探究

（一）培養(yǎng)學(xué)生自主情境設(shè)定能力

一般情況下的初中數(shù)學(xué)教育會提供給學(xué)生具體的設(shè)計(jì)好的數(shù)學(xué)問題來使學(xué)生進(jìn)行解答，而這種情境下的規(guī)定容易使學(xué)生陷入呆板的思維模式中，并將套用公式來解決數(shù)學(xué)問題作為整個數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的唯一目的.培養(yǎng)學(xué)生自主情境設(shè)定能力能夠提醒學(xué)生去觀察生活中或者其他學(xué)科中可能出現(xiàn)的問題，再通過具體的數(shù)學(xué)思維能力來分析這些問題中能夠獲得解決的突破點(diǎn)，以此來提供給學(xué)生一個更加完整的思考過程.例如，在物理學(xué)科學(xué)習(xí)中對公式的推導(dǎo)能力具有一定的要求，而這一能力的培養(yǎng)已經(jīng)在數(shù)學(xué)教育教學(xué)中有所體現(xiàn)，包括對勾股定理等公式的推導(dǎo)便體現(xiàn)在對特殊直角三角形邊長的探究和發(fā)現(xiàn)中，通過勾股定理的公式推導(dǎo)能夠獲取對幾何圖形更為深刻的認(rèn)識，并能夠提高學(xué)生的空間思維能力來促進(jìn)學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中的工程問題和力學(xué)問題的問題解決能力[5].因此，能夠明顯發(fā)現(xiàn)這類學(xué)科的能力要求實(shí)際上是具有相似性的，類比推理能力和數(shù)據(jù)歸納能力都是考驗(yàn)這類學(xué)科學(xué)習(xí)效果的重點(diǎn).并且，在數(shù)學(xué)教育和物理教育中十分重要的一點(diǎn)在于實(shí)際應(yīng)用能力和質(zhì)疑精神，并不倡導(dǎo)學(xué)生將所有的公式理論作為亙古不變的定律，而是應(yīng)該通過自己的深刻思考以及實(shí)際體驗(yàn)來進(jìn)行批判性質(zhì)的思考，包括通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來解決初中數(shù)學(xué)中的工程速度問題，并且在其中涵蓋物理學(xué)習(xí)中的勻速和變速運(yùn)動的變化特征，以自己生活和學(xué)習(xí)過程中需要的路程為思考點(diǎn)來考慮實(shí)際生活中的運(yùn)動變化和教材思維中的運(yùn)動變化之間具備的區(qū)別和差異，更加能夠豐富自身的學(xué)習(xí)思維能力和獲得交叉學(xué)科方法的能力[6].

（二）培養(yǎng)學(xué)生自主信息獲取能力和創(chuàng)新能力

與初中基礎(chǔ)語文學(xué)科教育教學(xué)模式相類似，初中數(shù)學(xué)教育和學(xué)習(xí)并不僅僅局限于對教材知識的教學(xué)，大部分?jǐn)?shù)學(xué)學(xué)科教師在教給學(xué)生基礎(chǔ)數(shù)學(xué)知識后能夠進(jìn)行更深層次的思維模式的教育，以初中數(shù)學(xué)教育中的十字相乘法教學(xué)為例，實(shí)際的課程安排在初中二年級上學(xué)期的教學(xué)中，但具體的應(yīng)用場景其實(shí)已經(jīng)出現(xiàn)在初中一年級的教學(xué)活動中，部分學(xué)生能夠有機(jī)會拓寬自我對新方法的獲取能力和與這一方式相比的傳統(tǒng)方法的優(yōu)勢或劣勢.值得注意的是這類方法之間的優(yōu)劣勢分析實(shí)際上需要學(xué)生自主思考來獲得，而并非只依賴于教材知識或者輔導(dǎo)參考叢書的解釋和羅列.學(xué)生在這一方面的信息獲取需要通過自身對這一部分知識點(diǎn)的自主思考來完成，教師在這一過程中需要做好點(diǎn)撥工作而非完全意義上的概念灌輸，學(xué)生只有真正進(jìn)行了方法之間的對比思考才能夠從中選擇更加適合自身特點(diǎn)的解題方式.并且，關(guān)于學(xué)科學(xué)習(xí)的創(chuàng)新能力需要通過學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力的提升來獲得，數(shù)學(xué)學(xué)科的創(chuàng)新能力并不是依賴于頭腦中的靈光一現(xiàn)，而是基于深刻的理念思考和方式方法的分析，這是STEM理念模式帶給初中數(shù)學(xué)課堂教育的理念啟發(fā).本質(zhì)上我國與美國在基礎(chǔ)教育中的教學(xué)理念有所區(qū)別，因此，在借鑒STEM模式的舉措中不必完全按照美式教育的方法和特點(diǎn)，將這類理念中蘊(yùn)含的啟迪性的思維方式應(yīng)用在我國基礎(chǔ)教育中的初中數(shù)學(xué)教育中才是該有的教學(xué)理念.事實(shí)證明我國數(shù)學(xué)基礎(chǔ)教育在全球范圍內(nèi)都具有一定的自身特色和優(yōu)勢，因此，需要基于這種優(yōu)勢和特色來提升學(xué)生的學(xué)科創(chuàng)新能力而不是完全顛覆原有的傳統(tǒng)教學(xué)模式.

（三）加強(qiáng)初中數(shù)學(xué)教師在STEM理念教學(xué)中的角色認(rèn)知

初中數(shù)學(xué)教師在進(jìn)行課堂教學(xué)中仍然處于十分關(guān)鍵和基礎(chǔ)的作用，需要注意的一點(diǎn)是，初中數(shù)學(xué)教師能夠帶給學(xué)生更加系統(tǒng)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，能夠?yàn)閷W(xué)生在認(rèn)識知識點(diǎn)重要性時提供參考.因此，STEM理念數(shù)學(xué)自主課堂的教學(xué)仍然需要教師做好引路人和把關(guān)者的角色，在學(xué)生的自主學(xué)習(xí)中提供更加巧妙和高效的學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)以及更加系統(tǒng)和深刻的學(xué)習(xí)思維能力的教育.在學(xué)生自主學(xué)習(xí)的過程中教師的主要角色和作用便在于及時解答學(xué)生個體的問題和疑惑，因此，必須對學(xué)生進(jìn)行質(zhì)疑性質(zhì)的教育和教學(xué)，使得學(xué)生能夠具備基本的提出問題的能力.部分學(xué)生在進(jìn)行數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中所提出的問題并沒有進(jìn)行具體而深刻的思考前提，而是將一些模式簡單的數(shù)學(xué)解題問題一股腦拋給數(shù)學(xué)教師來解決，這樣的問題解決實(shí)際上是沒有很大作用和能力提升可能的.并且，還存在部分學(xué)生根本不了解自己在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中應(yīng)該重點(diǎn)解決哪一方面的問題，換句話說就是對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的整體體系并沒有建立，因此，也就不存在需要及時解決的思維過程中產(chǎn)生的問題的必要性.因此，初中數(shù)學(xué)教師在進(jìn)行自主課堂教學(xué)中需要解決兩個方面的問題，一方面，是提高學(xué)生建立獨(dú)立的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的思維體系，要明確學(xué)生之間接收信息的差異性會導(dǎo)致每名學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)體系并不完全一致，因此，需要學(xué)生自己來進(jìn)行體系的完善和總結(jié)，而教師在這一過程中需要及時提供給學(xué)生建立體系的建議和指導(dǎo).另一方面，教師的工作任務(wù)在于提高學(xué)生提出問題的能力，這一能力看似簡單和普通，但實(shí)際上蘊(yùn)含了學(xué)生的自主思考能力，教師在這個過程中需要指導(dǎo)學(xué)生來進(jìn)行自我的能力檢測以此來發(fā)現(xiàn)個體的學(xué)習(xí)弱點(diǎn).

三、結(jié)束語

STEM理念在數(shù)學(xué)自主課堂教學(xué)中需要進(jìn)行本土化和優(yōu)勢互補(bǔ)性質(zhì)的實(shí)踐，針對國內(nèi)初中數(shù)學(xué)教育的薄弱點(diǎn)進(jìn)行加強(qiáng)，主要從學(xué)生自主情境設(shè)定能力、自主信息獲取能力和創(chuàng)新能力，以及建立數(shù)學(xué)學(xué)科整體體系等方面來進(jìn)行，而教師在這些能力培養(yǎng)過程中需要做好領(lǐng)路人和把關(guān)者的角色作用.

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