簡析整合性stem教育理念下工程類高職數(shù)學教學模式的建構(gòu)

陳琛

摘要：stem教育是一種新的教學理念，以提高學生科學、數(shù)學、技術(shù)與工程素養(yǎng)為目的，關(guān)注學生全面發(fā)展。整合性stem教育理念被運用到工程類高職教育教育中，促進教學創(chuàng)新，有助于我國工程類高職教育實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標。本文就基于此，探討整合性stem教育理念下工程類高職數(shù)學教學模式的創(chuàng)新，讓學生認識到數(shù)學知識與工程專業(yè)之間的聯(lián)系，讓數(shù)學教育可以服務(wù)于專業(yè)。

關(guān)鍵詞：整合性stem，告知工程類專業(yè)，數(shù)學教學模式，創(chuàng)新

引言：隨著整合性stem的提出，作為一種新的教育理念，被廣泛運用到教育教學改革中，國外也開始投入到stem教育改革中。我國目前還處于改革的起步探索階段，在實踐中還存在很多的問題，比如傳統(tǒng)的教學思想、教學方式等導致高職數(shù)學教學效果不佳，在一定程度上阻礙了該教學理念的運用和實踐。所以還需要結(jié)合我國高職數(shù)學教學現(xiàn)狀以及社會發(fā)現(xiàn)對人才的需求，運用整合性stem教育理念，構(gòu)建高職數(shù)學教學新模式。

1. 整合性Stem教育理念

Stem，是三個單詞的首字母縮寫，分別是：科學（Science），技術(shù)（Technology），工程（Engineering），數(shù)學（Mathematics）?？茖W指的是認識世界和解釋自然界的客觀規(guī)律;技術(shù)和工程是在尊重自然規(guī)律的基礎(chǔ)上進行改造，解決問題;數(shù)學則是作為基礎(chǔ)和工程學科的基礎(chǔ)工具。所以，stem教育，就是加強培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)、技術(shù)素養(yǎng)和工程素養(yǎng)、數(shù)學素養(yǎng)[1]。其強調(diào)的是stem教學實施，是從學科、教學內(nèi)容到教學實踐的寬廣范圍，在教育領(lǐng)域?qū)ζ涞难芯?，主要探究的是整合式stem教育。本文以工程類高職數(shù)學作為研究對象，對于stem教學的實施，主要還是結(jié)合工程類專業(yè)特點，從數(shù)學學科、教學內(nèi)容和教學方法上進行分析。

整合式stem教育，是當前教育教學研究的stem教育理念，整合式stem教育是從各個學科入手，能夠通過所學學科知識解決生活實際問題，有目的將其整合在一起，讓學生可以深入理解STEM，更加靈活的運用各個學科的知識、思想和技能。整合式stem教學理念，在實際的教學過程中，是通過內(nèi)容整合、輔助式整合和情境整合三種整合方式，在理論下的教學方式一般都是采用項目式的合作學習和動態(tài)式的情境教學[2]。

2. 整合式stem教育理念下工程類高職數(shù)學教學模式構(gòu)建

2.1 工程類高職數(shù)學教學現(xiàn)狀

目前我國高職院校在教學中，過于偏向于專業(yè)課程教學，忽視了專業(yè)學科與其他學科之間的聯(lián)系，在教學中各個學科都屬于獨立的個體。在工程類專業(yè)教學中，數(shù)學是作為工程類專業(yè)的重要部分，但是在實際的教學中，并沒有實現(xiàn)兩種教學的融合：首先是課程內(nèi)容與專業(yè)缺乏聯(lián)系，在內(nèi)容上存在獨立。然后是教師，數(shù)學教師作為數(shù)學學科的專業(yè)教師，對工程類專業(yè)不了解，無法實現(xiàn)學科知識的融合。

這些問題的存在，就無法實現(xiàn)學科之間的整合，缺乏實踐性，學生無法把學習的數(shù)學知識運用到專業(yè)學習中。而在整合式stem教育理念下，就剛好可以解決這一現(xiàn)狀，促進專業(yè)與學科之間的整合聯(lián)系，促進專業(yè)的發(fā)展。

2.2 整合性stem教育的核心要素

本次研究探究的是整合式stem教育理念下的數(shù)學教學模式構(gòu)建，那么就需要明確整合式stem教育的核心要素：一是學科整合，在本次的研究中，把工程類專業(yè)的多個學科領(lǐng)域整合起來，讓數(shù)學不是一個獨立的學科。主要是基于生活實際問題和相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展、SYEM學科內(nèi)的緊密聯(lián)系作為整合的依據(jù)。

二是工程情境，在實際的教學中，工程為數(shù)學等學習提供真實的情境，是一個整合器。在實際的工程研究學習中，需要大量的科學原理和數(shù)學分析，工程設(shè)計或?qū)嵺`就作為整合器的合理性。學生在學習中思想全面發(fā)展。

三是問題解決驅(qū)動和以學生為中心，在實踐教學整合中，要注意實際問題的解決，和關(guān)注學生的實際需求和發(fā)展，充分認識整合式stem教育理念的基礎(chǔ)為構(gòu)建主義理論和情境認知理論;強調(diào)的是在解決問題中驅(qū)動學習。

支持數(shù)學和科學的學習，保證數(shù)學教學和科學的學習途徑，比如教師可以在通過工程或技術(shù)的問題情境中引導學生的理解數(shù)學概念。并且還可以幫助學生將數(shù)學知識運用到實際的工程專業(yè)學習中[3]。

2.3整合式stem教育理念下工程類高職數(shù)學教學模式構(gòu)建

對于工程類高職數(shù)學教學模式的構(gòu)建，在數(shù)學實踐教學中，主要是從工程情境、教學過程方面做詳細的分析。

2.3.1 設(shè)計工程情境

教師要結(jié)合數(shù)學教材的實際內(nèi)容，聯(lián)系專業(yè)特點，找出之間的關(guān)系，然后實現(xiàn)學科的整合，設(shè)計工程情境，輔助數(shù)學教學。

就比如數(shù)學中的三角學知識，與工程測量學相結(jié)合，讓學生可以理解數(shù)學在工程中的運用和作用，明確數(shù)學與測量之間的關(guān)系。那么作為數(shù)學教師，首先要明確三角學的相關(guān)理論知識和與工程學的聯(lián)系，確定三角學的一些實際工程運用。然后與相關(guān)專業(yè)的教師合作，比如本次分析知識與測量的關(guān)系，那么就可以與測量專業(yè)的教師合作，讓設(shè)計的情境更加具有實踐性和可行性，符合工程類專業(yè)要求。最后設(shè)計出工程情境，明確三角學工程項目涉及到的學科內(nèi)容和相關(guān)知識，設(shè)計項目，提出問題[4]。

2.3.2 設(shè)計教學過程

完成情境創(chuàng)設(shè)，下一步就是教學過程設(shè)計，教學過程主要圍繞情境中所提出的問題，做進一步的探索學習。然后采用項目合作學習的方式，對相關(guān)問題做探索。

確定教學方式，首先劃分小組項目學習組，每一個明確項目內(nèi)容，以小組為單位對問題進行識別和解決。能夠在探究中，學習數(shù)學知識，并且可以運用數(shù)學知識解決問題。在小組合作學習中，要重視對學生的引導，讓學生可以充分的掌握相關(guān)知識，并對知識進行深入的探究，擴展教學內(nèi)容。

然后是項目結(jié)果的展示和評價，對最終的結(jié)果進行展示，數(shù)學教師結(jié)合其他專業(yè)學科教師共同對作品結(jié)果進行評價，通過學生之間的分享、教師評價，促進學生的反思。第一步是生與學生之間的成果交流和分享，相互的學習和促進。第二步是教師對學生完成成果的合理評價，指出優(yōu)點與不足，對相關(guān)數(shù)學知識作進一步的總結(jié)和鞏固，加深學生的記憶;第三步是讓學生進行自我反思，明確自身的不足。

3. 結(jié)束語

本次探究整合式stem教育理念下的工程類高職數(shù)學教學模式的構(gòu)建，通過對整合式stem教育的闡述，明確當前高職數(shù)學教學現(xiàn)狀，結(jié)合整合式stem教育的核心要素，設(shè)計出新的教學模式。目前對于該方面的研究比較少，教師在實際教學改革創(chuàng)新中，應(yīng)該加強對整合式stem教育的認識，在理論基礎(chǔ)上，結(jié)合實際情況做好改革，確保其可行性。

參考文獻

[1]王蕾.STEM項目中整合性主題教學模式的教學研究[J].中國信息技術(shù)教育，2019（12）：21-24.

[2]李旭.整合性STEM教育理念下工程類高職數(shù)學教學模式的建構(gòu)[J].佳木斯職業(yè)學院學報，2018（12）：297.

[3]朱志雄，申鄭.高職數(shù)學教學的現(xiàn)狀、改革、實踐的思考與探討——以武漢軟件工程職業(yè)學院數(shù)學改革為例[J].黃岡職業(yè)技術(shù)學院學報，2016，18（04）：48-52.

[4]楊亞平. 整合性STEM教育理念下工程類高職數(shù)學教學模式的建構(gòu)[D].華東師范大學，2016.