借助STEM校本課程，培養(yǎng)師范生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)

紀(jì)祥

【摘要】長期以來，數(shù)學(xué)教學(xué)的重點都放在知識的教授和技能的培訓(xùn)方面，而忽視了對知識應(yīng)用能力的培養(yǎng).這主要是因為受到應(yīng)試教育思想的影響，導(dǎo)致很多學(xué)生會做題但無法使用數(shù)學(xué)知識來解決生活問題，體現(xiàn)出傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形式與學(xué)生應(yīng)用能力培養(yǎng)之間存在明顯的脫節(jié)現(xiàn)象，這對學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)也造成了不良的影響.為了解決這一問題，提高師范類理科專業(yè)學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)，可以應(yīng)用STEM校本課程，培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科的能力，促進他們數(shù)學(xué)建模、邏輯推理、直觀想象等多種數(shù)學(xué)素養(yǎng)的形成.基于此，本文對借助STEM校本課程培養(yǎng)數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的可行性、原則以及策略進行了分析與研究.

【關(guān)鍵詞】STEM;校本課程;數(shù)學(xué)核心素養(yǎng);能力培養(yǎng);培養(yǎng)策略

一、借助STEM校本課程培養(yǎng)師范生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的可行性

（一）與現(xiàn)代數(shù)學(xué)教育理論的發(fā)展方向相一致

2016年教育部出臺的《教育信息化“十三五”規(guī)劃》中提到探索STEM教育理念.STEM源于20世紀(jì)的美國，是科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四門學(xué)科的英文首字母縮寫.它以創(chuàng)設(shè)真實有效的問題情境，采用問題解決驅(qū)動的以學(xué)生為中心的教學(xué)方式，幫助學(xué)生整合和理解學(xué)科間的緊密聯(lián)系，提高學(xué)科綜合素養(yǎng)，體會各學(xué)科的價值，以跨學(xué)科的教學(xué)方式培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力.

數(shù)學(xué)是一門極其重要的學(xué)科，在發(fā)展的過程中經(jīng)過了多次改革，相關(guān)教學(xué)理論也在快速發(fā)展和不斷完善.對師范生的數(shù)學(xué)教學(xué)具有綜合性大、復(fù)雜性高、專業(yè)性強的特點，讓學(xué)生在基礎(chǔ)知識儲備、專業(yè)素養(yǎng)、基本技能等方面達到標(biāo)準(zhǔn)，是師范類院校課程設(shè)置的基本要求.同時，為了適應(yīng)全國數(shù)學(xué)課程改革以及教學(xué)崗位的需求，師范類數(shù)學(xué)教學(xué)目標(biāo)不再局限于使學(xué)生掌握基本的知識，而是要將學(xué)生培養(yǎng)成為高素質(zhì)的數(shù)學(xué)教師或其他方面的人才.現(xiàn)代化的數(shù)學(xué)教育理論摒棄了過去模式陳舊、理論大于實踐等弊端，對培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)具有積極的影響，這與STEM校本課程開發(fā)的理念相一致.STEM校本課程實現(xiàn)了對教學(xué)內(nèi)容的改革，也實現(xiàn)了對傳統(tǒng)教學(xué)模式的創(chuàng)新.現(xiàn)代數(shù)學(xué)教育理論關(guān)注實踐教育，鼓勵學(xué)生在實踐活動中提高技能.而STEM校本課程也強調(diào)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識，主張學(xué)生在學(xué)以致用的過程中獲得成就感.從教學(xué)方式的角度來說，現(xiàn)代數(shù)學(xué)教育理論主張以學(xué)生為中心，要求教師能夠為學(xué)生的自主思考和自主學(xué)習(xí)提供空間.在STEM校本課程教學(xué)活動中，教師的角色為組織者與引導(dǎo)者，課程安排都是通過小組協(xié)作的方式進行的，這與現(xiàn)代數(shù)學(xué)教育方式相一致.

（二）符合我國數(shù)學(xué)課程改革的方向

當(dāng)前，我國數(shù)學(xué)課程改革正在進行，正在探索由分科教學(xué)到綜合教學(xué)的方式.在這個過程中，教育部指出要將“課程綜合化”作為數(shù)學(xué)改革的目標(biāo)，設(shè)置綜合性的課程來適應(yīng)不同學(xué)生的發(fā)展需求，同時在課程結(jié)構(gòu)上體現(xiàn)出選擇性與均衡性.數(shù)學(xué)新課標(biāo)也指出要開展多樣化的數(shù)學(xué)活動來發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，尤其要重視各種建?；顒雍蛿?shù)學(xué)探究活動的開展.這與STEM校本課程的要求具有一致性，主張以一種跨學(xué)科的綜合方式來促進學(xué)生的全面發(fā)展.由此可見，STEM校本課程與數(shù)學(xué)課程改革的中心點是一致的，二者都主張圍繞學(xué)生的核心素養(yǎng)開展相應(yīng)的學(xué)習(xí)和教育活動.

（三）有利于激發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣

對于學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)來說，興趣是基石，它可以使學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)和應(yīng)用數(shù)學(xué)知識的動力.師范類數(shù)學(xué)課程分為基礎(chǔ)數(shù)學(xué)和專業(yè)數(shù)學(xué)兩個階段，基礎(chǔ)數(shù)學(xué)以高中知識為主，專業(yè)數(shù)學(xué)以大學(xué)專業(yè)知識為主.專業(yè)數(shù)學(xué)包含高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率與統(tǒng)計等，難度跨度大，對學(xué)習(xí)能力的要求較高.很多學(xué)生接觸專業(yè)數(shù)學(xué)時，在學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)能力方面會產(chǎn)生很多困惑，影響學(xué)習(xí)信心.而基于STEM理念的校本課程通過設(shè)計與學(xué)生現(xiàn)實生活相關(guān)聯(lián)的項目情境來吸引學(xué)生的注意，在這個基礎(chǔ)上為學(xué)生設(shè)置一系列的小目標(biāo)來激發(fā)他們對知識進行探究的興趣.在學(xué)習(xí)與探究的過程中，學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識被激發(fā)，他們可以充分體會到數(shù)學(xué)的實用性，并獲得成就感，在培養(yǎng)數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的同時產(chǎn)生對知識進行深入研究的想法.

二、借助STEM校本課程培養(yǎng)師范生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的原則

我們針對師范類數(shù)學(xué)專業(yè)學(xué)生提出的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)可簡單歸納為數(shù)學(xué)觀念、數(shù)學(xué)思維、數(shù)學(xué)能力、數(shù)學(xué)知識、數(shù)學(xué)文化和數(shù)學(xué)信仰等六個方面.由于在前期設(shè)置課程時，基礎(chǔ)課與專業(yè)課的跨度大，專業(yè)課通常安排在后兩年學(xué)習(xí).專業(yè)課的學(xué)習(xí)枯燥、抽象、難度大、時間緊，這些都會影響學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)，不利于數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng).

在設(shè)置STEM校本課程的時候，我們不僅需要將STEM課程跨學(xué)科、體驗性、情境性以及協(xié)作性等特點充分發(fā)揮出來，還需要滿足校本課程靈活多樣的要求.在這個過程中，結(jié)合數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)確立一些基本原則是十分必要的.

首先，STEM校本課程的選擇需要與學(xué)生的實際生活相關(guān)，滿足學(xué)生在身心發(fā)展和技能學(xué)習(xí)不同階段的實際需求.采用這種方式可以使課程具有更強的吸引力，同時可以更好地激發(fā)學(xué)生的興趣，使他們在探究和學(xué)習(xí)的過程中不斷發(fā)現(xiàn)問題，然后運用所學(xué)的知識來分析和解決問題，并形成自我反饋.其次，STEM校本課程項目的設(shè)置需要從學(xué)生的實際水平出發(fā)，使課程內(nèi)容與國家和地方課程具有一定的相關(guān)性，這樣可以促進校本課程與地方課程之間的互動，優(yōu)化數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)的效果，摒棄形式主義的問題，從而促進學(xué)生對抽象數(shù)學(xué)概念的理解和應(yīng)用.最后，在設(shè)置STEM校本課程項目的時候，需要建立起一個具有開放性和豐富性的結(jié)構(gòu)體系.課程項目中所涉及的問題都要具有開放性，問題探究的形式也是多樣化的，這有利于學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)造性，主動表達自己的見解.不同特點和不同學(xué)習(xí)層次的學(xué)生都可以在構(gòu)建、合作與創(chuàng)造的過程中找到適合自己的探索點和貢獻點，以此來促進多種數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的平衡發(fā)展，在學(xué)習(xí)的過程中充分發(fā)揮個性，找到適合自己的方式.

三、借助STEM校本課程培養(yǎng)師范生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的策略

（一）對課程目標(biāo)進行多元整合，聚焦數(shù)學(xué)思想

STEM校本課程中包含多學(xué)科的課程內(nèi)容，體現(xiàn)出開放性、綜合性的特點，為學(xué)生的探究性學(xué)習(xí)和實踐研究創(chuàng)造了良好的條件.因此，在設(shè)置課程目標(biāo)的時候，我們要堅持多元整合的理念，聚焦于數(shù)學(xué)思想，以此來培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng).STEM校本課程的內(nèi)容不局限于學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的結(jié)果，它包含了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中所使用的數(shù)學(xué)思想和數(shù)學(xué)方法.在數(shù)學(xué)教學(xué)的過程中，教師可以借助STEM校本課程，將教學(xué)過程設(shè)計成項目化的活動，在其中實現(xiàn)學(xué)生思維的轉(zhuǎn)化，啟迪學(xué)生的智慧，使他們在思考、感知的過程中體會“轉(zhuǎn)化”的數(shù)學(xué)思想，并將這一思想應(yīng)用于更多內(nèi)容的學(xué)習(xí)，在這個過程中將未知的內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)橐阎?，將?fù)雜的問題變得簡單，在體會轉(zhuǎn)化思想的同時培養(yǎng)邏輯推理、數(shù)學(xué)抽象等數(shù)學(xué)核心素養(yǎng).除此之外，教師還可以引導(dǎo)學(xué)生將“轉(zhuǎn)化”的策略進行放大，拓展這一策略的運用范圍，并在此基礎(chǔ)上形成普適性的轉(zhuǎn)化意識.STEM中的數(shù)學(xué)主要是應(yīng)用數(shù)學(xué)，而學(xué)會用數(shù)學(xué)語言描述自然世界、數(shù)學(xué)知識生活化是師范類數(shù)學(xué)課程的培養(yǎng)目標(biāo).例如，師范生的數(shù)學(xué)課程中“水火箭”的數(shù)學(xué)實踐課教學(xué)一般是講解如何制作，師范生在講解的過程中往往把課程變成了手工課，忽視了數(shù)學(xué)在課程中的重要作用.教師在講解中可以引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注幾個關(guān)鍵點：哪些因素決定火箭的飛行距離，如何用測量工具測量長度，如何運用簡單的四則運算確定加注多少毫升燃料以及加幾次等.運用STEM的教學(xué)方式可以激發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣，提高師范生的數(shù)學(xué)意識和數(shù)學(xué)能力.

（二）設(shè)置綜合性的學(xué)習(xí)內(nèi)容，發(fā)展數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)

在數(shù)學(xué)知識教學(xué)的過程中，教師可以借助STEM校本課程，實現(xiàn)多學(xué)科知識的融合，引導(dǎo)學(xué)生通過對知識進行對比、糅合來實現(xiàn)高效學(xué)習(xí).同時，教師可以對學(xué)習(xí)內(nèi)容進行整合，尋找不同知識之間的共性，將不同的內(nèi)容作為一個項目來開展教學(xué)，打破原有的教學(xué)順序，在綜合性學(xué)習(xí)中促進學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng).比如，為了培養(yǎng)“數(shù)學(xué)能力”這一核心素養(yǎng)，教師可以將當(dāng)前學(xué)生遇到的所有計算類題目進行整合，將其中所運用的知識進行綜合性統(tǒng)計，系統(tǒng)化地講解運算技巧，并引導(dǎo)學(xué)生提高理論深度，幫助他們采取具有針對性的措施來規(guī)避這些問題的發(fā)生，這對于學(xué)生運算能力的提升具有重要意義.例如，在講解《初等數(shù)論》中的“整除”一節(jié)時，判斷一個整數(shù)能否被4，8，125及7，11，13整除，要求學(xué)生熟練掌握判斷方法并能運用相關(guān)理論證明這些方法.除此之外，在數(shù)學(xué)教學(xué)的過程中，教師也可以適當(dāng)引入其他相關(guān)課程或?qū)W科的知識，為學(xué)生提供更為豐富的課程資源，使學(xué)生能夠更好地投入探索性的數(shù)學(xué)活動.

（三）運用現(xiàn)代教育技術(shù)，開發(fā)學(xué)生的綜合潛質(zhì)

STEM校本課程關(guān)注的是學(xué)生的綜合素質(zhì)，而數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)包含了六個方面的素養(yǎng)，因此在數(shù)學(xué)教學(xué)的過程中，教師運用現(xiàn)代化技術(shù)開發(fā)學(xué)生的綜合潛質(zhì)是十分必要的.具體來說，教師要在數(shù)學(xué)課堂中融入互聯(lián)網(wǎng)、多媒體等信息技術(shù)，打造創(chuàng)客學(xué)習(xí)平臺、云學(xué)習(xí)平臺等，這樣做可以使STEM校本課程的優(yōu)勢得到充分發(fā)揮.為了實現(xiàn)這個目標(biāo)，教師在設(shè)置課前導(dǎo)入問題的時候，需要設(shè)置綜合性問題，除了要與本課知識相關(guān)之外，還可以聯(lián)系其他領(lǐng)域的內(nèi)容.這樣學(xué)生在預(yù)習(xí)時就能主動探究問題背后的文化，并通過邏輯推理、數(shù)學(xué)建模、數(shù)據(jù)分析等來尋找問題的答案.在這個過程中，教師可以運用多媒體幫助學(xué)生對這些問題進行分析，借助電子白板來實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂，引導(dǎo)學(xué)生進行綜合性學(xué)習(xí).例如，講解圓的知識點時可以設(shè)計STEM教學(xué)方案，引導(dǎo)學(xué)生在課件中探索圓的周長和面積，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和潛力，采用割補法、滾動法、繩測法等，將動畫展示和實際操作對比，加深圓的知識點的深度和廣度.

結(jié) 語

總的來說，在教學(xué)過程中，數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)是一個需要繼續(xù)加強的環(huán)節(jié)，而STEM校本課程的應(yīng)用為這一問題的解決提供了新的思路.借助STEM校本課程培養(yǎng)師范類學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)，符合現(xiàn)代數(shù)學(xué)教育理論的發(fā)展方向，符合數(shù)學(xué)課程改革的方向，符合教師職業(yè)崗位對師范生的基本要求，也能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.這需要教師對課程目標(biāo)進行多元整合，聚焦于教學(xué)思想，同時設(shè)置綜合性的學(xué)習(xí)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)，還要融合現(xiàn)代化教育技術(shù)，促進學(xué)生潛質(zhì)的開發(fā).重在知識點融合的STEM教育理念能夠幫助教師將科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)之間的關(guān)系進一步滲透到日常的教學(xué)過程中，從而提高學(xué)生自身的素養(yǎng)及學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，擴展對數(shù)學(xué)的認(rèn)知和自己的視野.

【參考文獻】[1]孫彬博，郭衎.課程教材建設(shè)助推新時代中國特色先進水平數(shù)學(xué)教育發(fā)展：首屆“京師數(shù)學(xué)新課程教學(xué)與評價會議暨北京師范大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院課程教材研究中心成立大會”會議紀(jì)要[J].數(shù)學(xué)教育學(xué)報，2020（01）：98-102.

[2]李作林，劉長煥，陶業(yè)曦，等.真實問題解決：指向核心素養(yǎng)提升的教學(xué)策略：以人大附中通用技術(shù)課程建設(shè)為例[J].中國電化教育，2020（02）：109-116.