基于STEM理念的初中數(shù)學(xué)與信息技術(shù)融合探析

文/姚育芽

引 言

STEM 教學(xué)理念是將科學(xué)、技術(shù)、工程以及數(shù)學(xué)融合應(yīng)用于教學(xué)的理念，可以是某一學(xué)科與教學(xué)的融合，也可以是所有學(xué)科的整合，意在通過(guò)跨學(xué)科的教學(xué)提升學(xué)生綜合素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力和創(chuàng)新意識(shí)。初中數(shù)學(xué)教學(xué)最主要目的是幫助學(xué)生積累活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而通過(guò)問(wèn)題意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)等的培養(yǎng)提升學(xué)生解決問(wèn)題的能力，這與STEM 教育理念基本一致[1]。在STEM 理念背景下推動(dòng)初中數(shù)學(xué)與信息技術(shù)的融合，是時(shí)代發(fā)展的必然，也是教育教學(xué)發(fā)展的主要方向，對(duì)提升初中數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、初中數(shù)學(xué)與信息技術(shù)融合的必要性

（一）有利于營(yíng)造活躍的教學(xué)氛圍

現(xiàn)代信息技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用以互聯(lián)網(wǎng)為支撐，其中教學(xué)資源豐富，對(duì)拓寬學(xué)生學(xué)習(xí)視野、增加知識(shí)認(rèn)知深度和廣度均有重要作用。另外，多媒體教學(xué)的推廣也是現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用的體現(xiàn)，其通過(guò)視頻、動(dòng)畫(huà)、圖片等將晦澀的數(shù)學(xué)知識(shí)具象化，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提升了學(xué)生的參與度，營(yíng)造了輕松活躍的學(xué)習(xí)氛圍，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)、合作意識(shí)有積極作用。

（二）有利于培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)習(xí)慣

初中階段是學(xué)生生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)期，在這一時(shí)期，教師要通過(guò)多種方法引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成正確的行為習(xí)慣和學(xué)習(xí)習(xí)慣。而信息技術(shù)的應(yīng)用能夠更好地培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，將數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容與信息技術(shù)充分融合，激發(fā)學(xué)生探索欲望，通過(guò)更多途徑幫助學(xué)生養(yǎng)成終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣[2]。

（三）有利于提升學(xué)生的信息化素養(yǎng)

當(dāng)前，我國(guó)已經(jīng)進(jìn)入信息化時(shí)代，在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中引入信息技術(shù)能夠幫助學(xué)生學(xué)會(huì)使用信息網(wǎng)絡(luò)探索資源、獲取新知，促使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，通過(guò)對(duì)信息技術(shù)的使用探索，培養(yǎng)學(xué)生的信息化素養(yǎng)。

（四）有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維

將信息技術(shù)融入初中數(shù)學(xué)教學(xué)能夠充分發(fā)揮現(xiàn)代化教學(xué)優(yōu)勢(shì)，革除傳統(tǒng)教學(xué)弊端，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)主動(dòng)學(xué)習(xí)，拓寬認(rèn)知渠道和眼界，吸收多方知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和開(kāi)放性思維，提升學(xué)生實(shí)踐探索能力。

二、初中數(shù)學(xué)教學(xué)與信息技術(shù)融合存在的問(wèn)題

（一）應(yīng)用靈活性不強(qiáng)

當(dāng)前，部分教師對(duì)信息技術(shù)應(yīng)用的理解僅局限于對(duì)多媒體課件的使用，認(rèn)為在課前從網(wǎng)站上下載所需課件并在課堂上進(jìn)行講解就是信息化教學(xué)。但這種單一的方法并未融入教師對(duì)課程知識(shí)的理解，也未將學(xué)生的個(gè)性化特點(diǎn)考慮在內(nèi)，忽視了學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)以及理解能力。學(xué)生的知識(shí)背景、成長(zhǎng)環(huán)境以及接受新知的能力都不同，這就要求教師必須先了解班級(jí)學(xué)生的學(xué)情，對(duì)下載后的課件予以有針對(duì)性的改善，以多媒體課件為輔，充分融入適合學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)的教學(xué)內(nèi)容，“一刀切”式的課件教學(xué)無(wú)法達(dá)到提升教學(xué)質(zhì)量的目的。

（二）存在形式主義傾向

我國(guó)的教育改革雖已深入推進(jìn)，但是應(yīng)試教育的影響仍然存在。初中階段的學(xué)生存在中考的壓力，而信息技術(shù)作為非考試科目在教學(xué)中并未得到充分重視，信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)的融合也流于形式，數(shù)學(xué)教學(xué)也不例外，硬件設(shè)施相對(duì)落后的偏遠(yuǎn)地區(qū)更是如此[3]。教師較少探究教學(xué)與信息技術(shù)深入融合的有效方法和意義，多將信息技術(shù)作為形式輔助，并未實(shí)現(xiàn)兩者的真正融合。

（三）教師信息技術(shù)應(yīng)用能力有待提升

若想實(shí)現(xiàn)初中數(shù)學(xué)教學(xué)與信息技術(shù)的融合，教師就必須具備良好的信息技術(shù)素養(yǎng)。教師對(duì)信息技術(shù)的掌握主要有兩個(gè)方面要求：一方面，教師要掌握信息教學(xué)相關(guān)理論知識(shí)，可以根據(jù)學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)需求選擇最佳信息教學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)兩者的有效融合；另一方面，教師要充分掌握信息操作技術(shù)，能夠熟練應(yīng)用信息化手段豐富課堂內(nèi)容、制作高質(zhì)量課件并實(shí)現(xiàn)有效教學(xué)。但就實(shí)際情況而言，當(dāng)前，仍有許多教師對(duì)信息技術(shù)的掌握程度不高，無(wú)法將信息技術(shù)有效應(yīng)用于初中數(shù)學(xué)教學(xué)中，根本不使用信息技術(shù)，或者過(guò)分依賴(lài)多媒體課件而不考慮學(xué)生的個(gè)性化需求，長(zhǎng)此以往，甚至可能影響正常教學(xué)程序及效果。

三、信息技術(shù)與初中數(shù)學(xué)教學(xué)的整合形式

（一）與教學(xué)理念的整合

教學(xué)理念直接影響教學(xué)方法和教學(xué)效果。傳統(tǒng)教育背景下的教師將傳授教材知識(shí)作為最主要的教學(xué)理念，即“教書(shū)”。但在信息化時(shí)代，人們的生產(chǎn)生活均受到信息技術(shù)的極大影響，信息獲取更加便捷，學(xué)生處于良莠不齊的爆炸性互聯(lián)網(wǎng)信息中。而學(xué)生此時(shí)并未形成成熟的三觀(guān)，社會(huì)價(jià)值觀(guān)極易受到外部環(huán)境影響[4]。教師不僅需要完成“教書(shū)”工作，還需要重點(diǎn)承擔(dān)“育人”責(zé)任。

相較于小學(xué)階段，初中的數(shù)學(xué)知識(shí)更為抽象復(fù)雜，教師在教學(xué)理念整合影響下不僅要教學(xué)生理論知識(shí)，還要教會(huì)學(xué)生如何學(xué)習(xí)。數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)意在培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力和知識(shí)運(yùn)用能力，教學(xué)不能僅停留在做題上，還要考查學(xué)生知識(shí)運(yùn)用能力，做到“育人”，讓源于生活的數(shù)學(xué)知識(shí)服務(wù)于生活。

（二）與教學(xué)方法的整合

教學(xué)方法直接影響教學(xué)氛圍和教學(xué)質(zhì)量。傳統(tǒng)教學(xué)方法以“填鴨式”教學(xué)為主，教師輸出學(xué)科知識(shí)，學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)，教學(xué)質(zhì)量難以得到有效提升[5]。而在信息化背景下，充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)創(chuàng)新教學(xué)方法能夠起到事半功倍的作用，進(jìn)行多媒體教學(xué)或者通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)監(jiān)督學(xué)生課前預(yù)習(xí)、完成課后教學(xué)等都是信息技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)方法融合的結(jié)果。

多媒體教學(xué)方法實(shí)施的基礎(chǔ)是傳統(tǒng)教學(xué)方法。運(yùn)用多媒體設(shè)備進(jìn)行教學(xué)能夠減少在課堂上的板書(shū)書(shū)寫(xiě)時(shí)間，節(jié)省有限的課堂時(shí)間，而音樂(lè)、圖片、視頻等的運(yùn)用又能夠?qū)⒊橄髲?fù)雜的知識(shí)具象化，激發(fā)與調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性，進(jìn)而提升教學(xué)質(zhì)量。課外教學(xué)則是傳統(tǒng)教育的拓展，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)教育平臺(tái)打破了傳統(tǒng)教學(xué)時(shí)間、空間的限制，學(xué)生可以隨時(shí)對(duì)薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行有針對(duì)性的學(xué)習(xí)，同時(shí)與教師溝通，解決學(xué)習(xí)難點(diǎn)。

（三）與教學(xué)評(píng)價(jià)的整合

教學(xué)評(píng)價(jià)是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)成果的檢驗(yàn)。傳統(tǒng)教學(xué)評(píng)價(jià)以作業(yè)、課堂提問(wèn)、考試等形式進(jìn)行，教師可以通過(guò)這些方式發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中存在的問(wèn)題，但是未實(shí)現(xiàn)學(xué)生和教師的自我評(píng)價(jià)，不利于學(xué)生學(xué)習(xí)方法、教師教學(xué)方法的優(yōu)化[6]。現(xiàn)代化教學(xué)要求充分尊重學(xué)生的主觀(guān)意識(shí)和學(xué)習(xí)的主體地位，教學(xué)評(píng)價(jià)不局限于教師對(duì)學(xué)生的單方面評(píng)價(jià)，還包括學(xué)生自我評(píng)價(jià)、相互評(píng)價(jià)和對(duì)教師的評(píng)價(jià)，這些都是信息技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)評(píng)價(jià)整合的結(jié)果。

教師對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)也不限于對(duì)最終卷面成績(jī)的評(píng)價(jià)，還要從學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度、進(jìn)步情況、學(xué)習(xí)方法等多方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合客觀(guān)評(píng)價(jià)。學(xué)生對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)則是對(duì)教師評(píng)價(jià)的補(bǔ)充，在與同學(xué)的交流中，學(xué)生更容易發(fā)現(xiàn)自身和對(duì)方存在的問(wèn)題[7]。信息技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了授課模式的多元化，學(xué)生對(duì)教師的評(píng)價(jià)有助于教師更直觀(guān)地發(fā)現(xiàn)教學(xué)中的不足之處并予以?xún)?yōu)化，進(jìn)一步提升教學(xué)質(zhì)量。

四、基于STEM 理念的初中數(shù)學(xué)教學(xué)與信息技術(shù)融合策略

（一）提升教師信息化教學(xué)能力

當(dāng)前，中學(xué)教師在信息化背景下呈現(xiàn)出兩種較為極端的狀態(tài)：老教師數(shù)學(xué)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富，自身教學(xué)能力突出，但是舊有教學(xué)理念已經(jīng)不符合信息時(shí)代成長(zhǎng)起來(lái)的學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，且教師自身對(duì)信息技術(shù)的了解程度和接受度較低，不利于教學(xué)方法的創(chuàng)新；年輕教師對(duì)新鮮事物的接受度更高，相對(duì)而言信息技術(shù)能力也更強(qiáng)，但是教學(xué)經(jīng)驗(yàn)相對(duì)缺乏，難以在信息技術(shù)的支撐下提升教學(xué)質(zhì)量。對(duì)此，學(xué)校要通過(guò)兩方面全面提升教師信息化教學(xué)能力。其一，新老教師互補(bǔ)，相互幫助。年輕教師要幫助老教師了解現(xiàn)代化教學(xué)理念和信息技術(shù)，幫助老教師完成觀(guān)念更新和課件制作，提升老教師的信息技術(shù)應(yīng)用能力[8]；老教師要向年輕教師傳授教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，幫助年輕教師順利處理教學(xué)過(guò)程中遇到的多種難題，提升年輕教師的教學(xué)能力。其二，學(xué)校應(yīng)予以資金和設(shè)備支持。學(xué)校要引進(jìn)和配備多媒體設(shè)備，同時(shí)定期展開(kāi)信息化教學(xué)相關(guān)培訓(xùn)，提升全體教師的教學(xué)質(zhì)量和信息技術(shù)應(yīng)用能力，鼓勵(lì)教師將信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)融合，更好地發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

（二）提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力

數(shù)學(xué)教學(xué)會(huì)涉及較多數(shù)學(xué)定理，而定理的論證需要大量實(shí)驗(yàn)的支撐。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，教師無(wú)法通過(guò)實(shí)驗(yàn)向?qū)W生驗(yàn)證定理的真實(shí)與否，學(xué)生僅能夠靠死記硬背理解定理[9]。而在信息技術(shù)支持下，教師可以通過(guò)視頻、圖片等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的播放展示，鼓勵(lì)學(xué)生充分運(yùn)用豐富的多媒體資源了解數(shù)學(xué)定理成立的前提，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解程度[10]。教師要緊抓信息技術(shù)的特點(diǎn)，利用信息技術(shù)的交互性、豐富性以及生動(dòng)性特點(diǎn)強(qiáng)化數(shù)學(xué)知識(shí)對(duì)學(xué)生的感官刺激，幫助學(xué)生在信息技術(shù)的支撐下準(zhǔn)確獲取有用知識(shí)，增強(qiáng)對(duì)知識(shí)的理解能力。這對(duì)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力也有較高要求，教師在教學(xué)過(guò)程中要注重對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，使學(xué)生通過(guò)多媒體自主學(xué)習(xí)，更高效地掌握數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)。

（三）通過(guò)信息技術(shù)培養(yǎng)學(xué)生抽象思維能力

在新時(shí)代背景下，社會(huì)對(duì)綜合型人才的需求不斷增加，而新課程改革對(duì)學(xué)生抽象思維能力也有了更高要求，怎樣使學(xué)生從具象思維向抽象思維轉(zhuǎn)化是初中數(shù)學(xué)教師必須思考的問(wèn)題，而信息技術(shù)為這一工作提供了強(qiáng)大助力[11]。初中時(shí)期是培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力的關(guān)鍵階段，教師需要充分利用多媒體變抽象為具象的優(yōu)勢(shì)，對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)講解，幫助學(xué)生完成從形象認(rèn)知到初步理解再到邏輯培養(yǎng)的學(xué)習(xí)過(guò)程，這既能增強(qiáng)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣，又能培養(yǎng)其抽象思維能力。

結(jié) 語(yǔ)

信息技術(shù)教育具有現(xiàn)代化、科學(xué)性等特征，在數(shù)學(xué)教學(xué)中有著巨大優(yōu)勢(shì)，能夠幫助教師高質(zhì)量完成教學(xué)工作。因此，教師要在STEM 理念背景下實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)教學(xué)和信息技術(shù)的融合，充分發(fā)揮信息技術(shù)優(yōu)勢(shì)，制訂出既符合時(shí)代發(fā)展需要，又與學(xué)生學(xué)習(xí)需求和學(xué)習(xí)特點(diǎn)相適應(yīng)的教學(xué)方案，實(shí)現(xiàn)兩者的深度整合，培養(yǎng)出更多社會(huì)需要的綜合型人才。