基于STEAM理念的初中數(shù)學(xué)“綜合與實(shí)踐”教學(xué)與研究

張乃建

摘要：隨著新課程的不斷改革與發(fā)展，使初中數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容模塊中的“綜合與實(shí)踐”模塊成為當(dāng)前強(qiáng)調(diào)的重要課題之一。同時(shí)對(duì)教育的發(fā)展要求越來(lái)越高，對(duì)創(chuàng)新型人才的需要越來(lái)越大，STEAM教育理念應(yīng)運(yùn)而生，走入大家的視野中。本文主要探討了STEAM教育理念下初中數(shù)學(xué)“綜合與實(shí)踐”教學(xué)。

關(guān)鍵詞：“綜合與實(shí)踐”;STEAM教育;教學(xué)設(shè)計(jì);初中數(shù)學(xué)

1 STEAM教育理念概述

時(shí)代和信息技術(shù)的發(fā)展，對(duì)綜合型人才的發(fā)展需求越來(lái)越大，而對(duì)綜合型人才的發(fā)展需要從中小學(xué)各學(xué)科的學(xué)習(xí)做起。STEAM教育的出現(xiàn)改變了當(dāng)前傳統(tǒng)的教學(xué)模式、方法以及學(xué)生的學(xué)習(xí)模式，給學(xué)生在學(xué)習(xí)上帶來(lái)了全新體檢和前所未有的學(xué)習(xí)感覺(jué)。STEAM教育作為知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代全新的教育范式，已經(jīng)成為當(dāng)今世界各國(guó)教育領(lǐng)域的重要發(fā)展戰(zhàn)略，并被各國(guó)政府和相關(guān)部門(mén)陸續(xù)納入到課程體系中，受到了廣泛的關(guān)注。STEAM教育正好與素質(zhì)教育實(shí)踐與創(chuàng)新的理念相吻合，是多學(xué)科知識(shí)和技術(shù)相互交叉、相互融合再將其應(yīng)用到教學(xué)實(shí)踐中所得到的一種嘗試與思考。STEAM教育與數(shù)學(xué)“綜合與實(shí)踐”理念接近，相融合有巨大的實(shí)用價(jià)值，給學(xué)生提供完整的學(xué)科知識(shí)背景，使其在系統(tǒng)化的學(xué)科體系中加強(qiáng)對(duì)每個(gè)學(xué)科內(nèi)容的理解與內(nèi)化，符合現(xiàn)代數(shù)學(xué)教育的研究方向。

2 STEAM教育理念在初中數(shù)學(xué)“綜合與實(shí)踐”課的優(yōu)勢(shì)

2.1培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科探究創(chuàng)新意識(shí)

融合STEAM教育理念的數(shù)學(xué)“綜合與實(shí)踐”課的設(shè)計(jì)要基于現(xiàn)實(shí)問(wèn)題實(shí)際情境，使得學(xué)生能夠全面、多學(xué)科的培養(yǎng)自己的探究能力。STEAM教育理念融入其中可以讓學(xué)生更加了解各個(gè)學(xué)科之間的聯(lián)系，打破傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)就只是數(shù)學(xué)的觀念，也可以深刻感受到跨學(xué)科的各個(gè)知識(shí)融合所帶了的無(wú)限力量和影響。學(xué)生的跨學(xué)科綜合性意識(shí)也在親手操作的探究過(guò)程中慢慢培養(yǎng)起來(lái)并得到不斷發(fā)展和提高。

2.2有利于教師自身的發(fā)展和教學(xué)水平的提高

現(xiàn)在的各學(xué)科教師大多都是在師范學(xué)校中得到本專(zhuān)業(yè)教育，對(duì)于本專(zhuān)業(yè)的知識(shí)比較擅長(zhǎng)，而融合STEAM教育理念需要多學(xué)科的知識(shí)與運(yùn)用，需要教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)除了數(shù)學(xué)知識(shí)以外，也要考慮學(xué)習(xí)其他學(xué)科知識(shí)，這樣教師不但對(duì)自己的專(zhuān)業(yè)有所提升，對(duì)其他學(xué)科知識(shí)也得到了補(bǔ)充，擴(kuò)大了知識(shí)面，有利于教師成為綜合型教師，這樣教師不但在上課的時(shí)候可以得心應(yīng)手，而且也可以受到學(xué)生的崇拜與尊敬，有利于提高教學(xué)成績(jī)。

2.3有利于優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)

數(shù)學(xué)知識(shí)在學(xué)生日常學(xué)習(xí)生活過(guò)程中隨處可見(jiàn)，而學(xué)生學(xué)生在數(shù)學(xué)知識(shí)與生活之間的代入感并不高，學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣不是很高。融合STEAM教育理念使學(xué)生可以通過(guò)多感官刺激，真正動(dòng)手實(shí)踐，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，教師在針對(duì)教學(xué)目標(biāo)開(kāi)展的教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)更加合理。融合STEAM教育理念使“綜合與實(shí)踐”課在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)要優(yōu)化教學(xué)結(jié)構(gòu)，從而降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，學(xué)生通過(guò)親身經(jīng)歷去理解知識(shí)，不再是抽象的想象，使課堂學(xué)習(xí)效率得到提高。

3 STEAM教育理念下的初中數(shù)學(xué)“綜合與實(shí)踐”教學(xué)模式探究

3.1在課堂教學(xué)中融入STEAM教育理念

STEAM教育強(qiáng)調(diào)整合、跨界和實(shí)際運(yùn)用，更傾向于知識(shí)的實(shí)用性。雖然目前的初中數(shù)學(xué)課程注重探究，注重?cái)?shù)學(xué)活動(dòng)的開(kāi)展，但是很多教師依然過(guò)于強(qiáng)調(diào)知識(shí)的講解和解題能力的訓(xùn)練，這樣不僅導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，使其感到枯燥和無(wú)趣，而且當(dāng)學(xué)生一旦面臨實(shí)際問(wèn)題時(shí)，會(huì)出現(xiàn)知識(shí)與問(wèn)題解決相分離的局面。所以教師在平時(shí)的日常教學(xué)中，應(yīng)當(dāng)讓學(xué)科知識(shí)與生活實(shí)際相關(guān)聯(lián)，在具體的情景中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題。例如教學(xué)“平面直角坐標(biāo)系”時(shí)，教師為了引導(dǎo)學(xué)生感悟運(yùn)用數(shù)對(duì)能準(zhǔn)確刻畫(huà)物體的位置，可以與學(xué)生探討一些平面直角坐標(biāo)系與生活、科技，甚至工程相關(guān)的問(wèn)題。比如“你去電影院是如何準(zhǔn)確找到自己的座位的？”實(shí)際教學(xué)中學(xué)生對(duì)這個(gè)話題非常感興趣，因?yàn)閹缀醵加袘{借座位號(hào)找座位的經(jīng)歷，學(xué)生在這個(gè)例子中能感悟到數(shù)對(duì)在刻畫(huà)位置、描述方向等方面的實(shí)用性與科學(xué)性。再比如“如果你是一輛列車(chē)的座位設(shè)計(jì)員，你會(huì)如何進(jìn)行座位的排布設(shè)計(jì)呢？”這個(gè)問(wèn)題讓學(xué)生化身小小設(shè)計(jì)師，參與設(shè)計(jì)一輛列車(chē)的座位排布，其實(shí)是考驗(yàn)學(xué)生是否真正能夠理解平面直角坐標(biāo)系對(duì)于實(shí)際生活的價(jià)值和意義。其次讓學(xué)生參與一個(gè)具體工程的設(shè)計(jì)，并且將數(shù)學(xué)知識(shí)作為一種技術(shù)運(yùn)用到專(zhuān)業(yè)問(wèn)題中去，可以大大提升學(xué)生的數(shù)學(xué)運(yùn)用能力、統(tǒng)籌規(guī)劃能力和方案設(shè)計(jì)能力。在探討過(guò)程中，鼓勵(lì)學(xué)生畫(huà)出具體的方案設(shè)計(jì)草圖。美術(shù)老師可以給予一定的支持與幫助，一定程度上也可以提升學(xué)生的藝術(shù)情操和審美體驗(yàn)。在這章學(xué)習(xí)結(jié)束后，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生運(yùn)用幾何畫(huà)板的坐標(biāo)定位功能，WPS的表格插入功能，在信息技術(shù)與多媒體軟件的支持下再次感受平面直角坐標(biāo)系的內(nèi)涵與價(jià)值，并給學(xué)生普及一些科學(xué)知識(shí)。例如地球經(jīng)緯線的劃定、GPS導(dǎo)航定位系統(tǒng)與平面直角坐標(biāo)系的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到科技的發(fā)展離不開(kāi)數(shù)學(xué)的發(fā)展，數(shù)學(xué)是科學(xué)技術(shù)迅速崛起、不斷發(fā)展的有力保障。

3.2開(kāi)展STEAM教育理念下的章前導(dǎo)學(xué)結(jié)構(gòu)化課程

章前導(dǎo)學(xué)課是指在一個(gè)章節(jié)的學(xué)習(xí)前，專(zhuān)門(mén)開(kāi)設(shè)一節(jié)課為學(xué)生提前建構(gòu)好章節(jié)的脈絡(luò)體系，啟發(fā)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)欲望的前建構(gòu)課。既然是一個(gè)章節(jié)的縮影與展望，就應(yīng)當(dāng)將章節(jié)的學(xué)習(xí)價(jià)值充分體現(xiàn)出來(lái)，教師可以從STEAM教育理念出發(fā)，將章前導(dǎo)學(xué)課更多的與工程、科技、藝術(shù)等領(lǐng)域交叉滲透，使得學(xué)生在進(jìn)行整章的學(xué)習(xí)前有明確的方向性指引。例如，在學(xué)習(xí)“圓”這一章前，教師可以在章前導(dǎo)學(xué)課上重點(diǎn)研究“車(chē)輪為什么是圓形的？”這一問(wèn)題，其實(shí)不僅是一個(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題，也涉及了藝術(shù)、工程、科技等各個(gè)領(lǐng)域。我校建有3D打印教室，可以在課前組織學(xué)生打印正方形、平行四邊形、矩形等形狀的車(chē)輪，然后在課上操作探究，感受哪一種車(chē)輪走得更平穩(wěn)，并進(jìn)一步探究正多邊形的邊數(shù)與行駛穩(wěn)定程度的關(guān)系。教師可以適當(dāng)給學(xué)生普及關(guān)于中國(guó)古代歷史上劉徽的割圓術(shù)以及祖沖之求圓周率的典故，在自主探究與文化普及中感受數(shù)學(xué)的極限思想與轉(zhuǎn)化思想，另外也為本章即將要學(xué)習(xí)的弧長(zhǎng)、弦長(zhǎng)、圓心角等概念以及如何求弧長(zhǎng)、求扇形面積等知識(shí)埋下伏筆。這樣的STEAM理念結(jié)構(gòu)化教學(xué)不僅能幫助學(xué)生統(tǒng)領(lǐng)整章的學(xué)習(xí)方向，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供幫助，產(chǎn)生新舊知識(shí)之間的遷移，而且能夠激發(fā)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)和應(yīng)用意識(shí)，從而使其感受到學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的價(jià)值與意義。

結(jié)束語(yǔ)

初中數(shù)學(xué)“綜合與實(shí)踐”課的改革并不斷將STEAM教育融合到數(shù)學(xué)“綜合與實(shí)踐”課的教學(xué)中是任重而道遠(yuǎn)的，同時(shí)也是我們教育工作者必須要面領(lǐng)的挑戰(zhàn)。在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中，應(yīng)不斷嘗試這種新的教學(xué)理念，促進(jìn)初中數(shù)學(xué)教學(xué)效果的提升。

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