“STEM”视角下的初中数学教学方法研究

赖玉金

【摘要】“STEM”是一种新型教学理念，将它应用到初中数学教学中，使科学、技术、工程作用于数学，可以提高学生的思维能力，激发学生的学习兴趣，为学生将来的学习打下基础，使他们懂得了应用多种学科的知识来共同解决生活中发生的问题的道理，从而提高了学生的综合能力和综合素养.

【关键词】“STEM”的教育理念;初中数学;教学方法;初探

“STEM”是目前备受教育界关注的一种新型教学理念，是更加强调加强对学生科学素养、技术素养、工程素养和数学素养四个方面教育的课程，而科学、技术和工程都是通过数学联系起来的.因此，应用“STEM”的教学理念来进行数学教学，提高学生的学习能力，从而提升学生的数学核心素养.笔者将就“STEM”视角下的初中数学教学从利用科学原理，提高学生学习数学的思维能力;应用技术手段，激发了学生对数学的学习兴趣和引入工程问题，可以为学生将来的学习打下基础三种方法教学进行初步探究.

一、利用科学原理，提高学生学习数学的思维能力

从宏观的角度来讲，数学是科学的工具，几乎所有的科学结论都是科学家们应用数学知识精确计算得出的.但在初中数学教学中许多的数学问题也可以用物理现象来解决，也就是说科学和数学可以相互利用.笔者曾经看到过一个利用杠杆原理来解决平面几何的问题.

如图所示，三角形ABC的面积为1，D，E，F分别是BC，AC，AB上的三等分点，求三角形PQS的面积.解答：把整个图形想象成一块水平放置的纸板.在A点挂一个1 g的砝码，在B点挂一个2 g的砝码，在C点挂一个4 g的砝码.由杠杆原理：F是AB边上的支点，相当于承受了3 g的重物，这样的话整个图形的重心应该在FC上;D是BC边上的支点，相当于承受了6 g的重物，这样的话整个图形的重心应该在AD上.于是，整个图形的重心就应该落在FC和AD的交点S上，因此，S必须是AD边的支点.而A重1 g，D重6 g，则AS∶SD=6∶1.于是S△ASC=67S△ADC=67×13S△ABC=27.类似地，S△BQC和S△APB都等于27，剩下的S△PQS就等于17.由此可见，将物理现象应用于数学教学中，可以给学生提供一种新的思考问题的方式，一种题型还可以应用其他学科的知识来解决，或者遇到比较难的数学题目可以灵活应用科学知识来寻找答案而不至于思维僵化，使学生明白科学与数学可以相互利用，从而开阔了学生解决问题的视野，提高了学生学习数学的思维能力.

二、应用技术手段，激发了学生对数学的学习兴趣

按常理来说技术与数学根本扯不上关系，但科学与技术密不可分，将科学合理应用就转化为技术，而科学和数学又可以相互作用，于是技术与数学就有了必然的联系.而且现在在数学教学中最常用的技术就是现代信息技术，因为数学内容比较抽象，利用信息技术可以呈现出教学中难以呈现的课程内容，能迅速集中学生的注意力，开阔他们思维.例如，在平面几何中进行“点、线、面”三者关系教学时，教师利用多媒体制作成动画课件，在讲课一开始就将课件作为开场白呈现给学生：一根线一头拿在手里，一头吊一重物，手的位置不动来回摆动重物，那么重物就是点，重物划过就形成一条弧线，重物和线在摆动过程中就形成一个扇形的面，还是手的位置不动让重物做圆周运动，那么重物和线转动就形成一个圆锥体.通过演示学生就已经明白了“点、线、面”三者关系，然后再结合教师的讲解，学生的理解就更加透彻和全面.所以，在数学教学中应用技术手段，可以将一些不好用语言表述的概念直观、形象地表达出来，使学生更容易理解和接受，使课堂教学事半功倍，也激发了学生对数学的学习兴趣，提高了学生的数学素养.

三、引入工程问题，可以为学生将来的学习打下基础

工程是科学的结晶，是技术的体现，科学、技术和工程环环相扣、高度融合.既然数学与科学和技术有内在的联系，那么数学与工程的关系也就不言而喻了.因此，在初中数学的教学中引入工程问题，可以使学生从工程问题上体会数学的奥妙和数学的作用，成为学生学习数学的一种动力.比如，在初中数学中经常会遇到这样的工程类的题目：已知某项工程由甲工程队单独做需要a天完成;如果由乙工程队先单独做b天，那么剩下的工程还需要两队合做c天才能完成.（其中，a，b，c都为常数，且a>c）求：（1）求乙工程队单独完成这项工程所需的天数;（2）求两队合做完成这项工程所需的天数.虽然这样的题是为学生应用数学而出的，但是工程对学生来说很熟悉，比如，修建铁路、改扩建公路和建造高楼等，通过在数学课堂上引入工程问题，使学生明白了数学的广泛应用和数学功能的强大以及学好数学的重要性，给学生形成一种无形的学习动力，使学生学习数学的劲头更足，学习质量更优，而且通过用数学知识解决工程问题，使学生对工程有了进一步的了解，对为学生将来学习工程类专业打下一定的基础.

“STEM”的教学理念虽然是为加强对学生科学、技术、工程和数学四个素养方面的教育，但事实上他们之间本身就存在相互的联系，只有将它们高度融合，这四个素养才会在学生身上充分体現，才会达到“STEM”的教育目的.因此，将“STEM”应用于初中数学教学中，不仅使教师的教学方法得到创新，教学手段更加灵活，而且学生在学习数学的同时可以对其他领域有个初步的了解，对激发学生不断地扩展和探索性学习起了很好的榜样作用，并且开阔了学生的视野，发散了他们的思维，使他们懂得了生活中发生的大多数问题需要应用多种学科的知识来共同解决的道理，从而提高了学生的综合能力和综合素养.

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