基于STEAM教育理念的数学活动的开发研究

任树鑫 西安工商学院

STEAM教育理念应用于数学教育中，可增强教学活动的体验性、多样性、情境性和实证性。基于蕴含多学科知识内容的数学活动，对学生理论认知和探究能力、解决问题能力等可以进行全面提升。教育工作者应将STEAM教育理念合理介入到理论活动、实践活动、网络活动中，在学、研、做等行动中内化吸收数学知识，并具备熟练应用能力和质疑的智慧。

四个主要学科Science、Technology、Engineering、Art的高度集成和融合，形成新型的教育理念，即STEAM。数学教育中STEAM教育理念的介入，应做好数学、科学、技术、工程、艺术等学科的融合。利用多学科知识内容，对学生智育、德育、美育、劳育等进行科学培养。开发多样、有趣、交互性和实践性强的数学活动，用以全面提升学生的知识技能和解决问题的能力。教育工作者需对数学教育的根本价值和目标定位，形成理性思考，加强STEAM教育理念内涵和特征的理解，明确如何在数学活动开发中融入不同领域和不同学科的知识内容。

STEAM教育理念应用于数学教育的主要特点

（一）注重体现数学理论知识的应用性

STEAM教育理念的提出和应用，为教育深化改革和应用型人才培育指明新的方向和路径。作为新型的教育教学理念，STEAM更注重以问题解决为核心，设计教学活动和计划。而STEAM教育理念在数学教育中的应用，要求教师需引导学生活学活用数学理论知识。根据现实环境中的真实案例，教师应细致和深入地讲解数学理论知识，并引导学生在实践生活中进行应用。STEAM教育理念下，数学教学更注重体现数学理论知识的应用性，而不再限于考试和考核方面。教师需将与数学知识密切相关的其他学科内容导入到数学课堂中，组织学生主动参与到多学科教学活动中；以及依托贴合生活的案例，讲解数学理论知识，实现理论和实践双向推进。

（二）着重强化学生解决问题的能力

数学教育中STEAM教育理念的介入，促使学生认知技能、学习能力、实践应用能力、解决问题的能力获得全面提升。教师需将抽象化的数学原理和规律进行具体化和生动化呈现，在感知、解释、分析、建模、思辨、应用的过程中，保证学生内化吸收知识。STEAM教育理念导向下，数学教师需着重强化学生解决问题的能力，引导他们想象、质疑、应用，对数学原理和概念产生深刻的认识和多维度理解。学生在深度观察、实验、体悟、探讨、推理的过程中，实现知识迁移和经验的积累，以达到真正利用数学知识解决实际问题。

（三）以得当的课程内容扩充为关键

STEAM教育理念在数学教育中的应用，不是多学科的表面叠加，需根据育人总目标，以及学生的学习问题，合理地展现教学内容的交叉性特点。以数学学科为基础，以其他相关联学科为辅，更加得当地对课程内容扩充和优化。基于STEAM教育理念展开的数学教育工作，应是一个动态升级和内容更新的过程。立足以生为本教学理念，构建符合实际的STEAM教学情境。将科学、技术、工程、艺术等学科，科学地嵌入到数学教学中，并能开发和设计多样化的数学活动，以此体现STEAM教学的主要特点。

STEAM教育理念落地数学活动开发的主要思路

（一）以数学文化为基础，设计和开发数学活动

数学活动开发，应以基本和核心的数学文化为基础。既要体现数学活动的丰富性，还需构建成熟和高品质的教学模式。无论是艺术学科在数学活动设计中的应用，还是技术与数学应用的融合，都应做到数与形的有机结合。而脱离数学文化的数学活动开发，不易于把控教学重点和目标。若过多融入其他学科的文化，将无法有效地培养学生的数学核心素养和数学思维。数学文化应成为数学活动开发的素材和灵感，构建一个可激发学生产生高阶认知层次的数学课堂。数学文化与数学理论，应相互映照和补充，共同作用于数学活动的高效实践。

（二）从多学科教育视角出发，推进STEAM教育理念落地

STEAM教育理念，讲究多学科开展数学教学活动。而教师在实际开发数学活动的过程中，应从多学科视角出发，采集、分析、整合教学信息。多学科知识需深度混合，基于新的课程内容设计数学活动。而STEAM教育理念的落地，需在数学活动设计、开发、实施等流程中得以体现。从科学视角、艺术视角、工程视角、技术视角出发，审视和分析数学活动的不同功能。多学科教育视角下，需能有效扩展和丰富数学活动的维度，以此引进不同的教育载体，承载不同的教学内容，最终培育出综合素质高、数学思维活跃的学生。

（三）做好数学活动开发项目规划，做到合理介入STEAM教育理念

STEAM教育理念在数学活动开发工作中的落地，需提前做好统筹与规划。以数学教材、数学文化为依托，合理地融入科学、技术、工程、艺术学科知识。教育工作者需精准定位多学科项目主题和目标，并能主动地创建问题情境；既要运用多学科知识丰富学生知识层次，还需强化他们解决问题的能力。以STEAM教学目标为导向，开发、组织、监控学生学习活动。数学活动的开发，需科学的统整思维、有效地融合多学科文化，为学生提供学科学习体验；应注重发挥情感要素的驱动作用，促使学生对多学科知识学习和数学活动的实践产生积极动机。

基于STEAM教育理念的数学活动开发的有效策略

（一）数学理论活动设计与数学文化的融合

基于STEAM教育理念数学活动的开发，教师必须注重夯实学生理论基础。应将数学理论活动设计与数学文化进行有效地衔接，实现过程与方法相统一、育人手段和目标相契合。数学理论活动设计，需合理引进微课和慕课。教师需精准提炼教材知识重点以及数学文化核心内涵，并将其渗透到不同主题的教学设计中。在课前、课中、课后，教师需组织学生深度学习数学理论知识，同时，教师需将艺术和工程学科知识内容，科学地融入到数学理论活动内容中，从理论层面提升提高学生的认知层次。使学生在学习多学科理论知识的过程中，形成正确的学习观念和文化品格，并能主动进行成果作品的汇报和分享。

（二）数学实践活动设计中社会元素的介入

数学实践活动的开发，需能与现实环境进行深度的对接。若想切实实现STEAM教学目标，就必须在实践活动中体悟数学原理和应用方法。数学实践活动的设计与实施，是整体和全面推进数学教学活动的关键，决定着学生学习质量和效果。为此，教师应将社会元素合理地介入到数学实践活动设计中。例如，教师组织学生深入参与到社会活动中，使其发现和探索各领域数学应用的重点。通过理性和全面对比各个领域数学应用发展的态势，引导学生根据自身的学习规划，有侧重点的进行实践锻炼和课程内容的学习。

（三）以技术元素驱动数学网络活动的开发

“互联网+”背景下，教育工作者基于STEAM教育理念开发数学活动过程时，应认识到网络教学对学生成长和学习思维的影响。教育工作者应主动突破时空和知识边界的限制，利用海量的网络视听资源，设计和开发有趣和丰富的数学活动；并以学生关注的网络文化和热议话题为关键，开发映照多领域多学科的数学网络活动；以及在大数据技术、人工智能技术、物联网技术的驱动下，开发具有远程操控和控制功能的数学活动。此外，还应依托互联网平台，以互联网直播、在线点播等形式，组织学生学习和探讨数学知识；以网络为载体开展数学活动，灵活地融入不同学科的知识内容，并将数学文化与网络文化进行科学融合。从而，最大程度发挥STEAM教育理念的作用和价值，开发出开放性、创新性、可即时升级型的数学网络活动。

总之，基于STEAM教育理念，教育工作者在对数学活动进行开发和再设计的过程中，需从学生长远发展角度出发。面向未来、面向社会，将科学、技术、工程、艺术等学科合理地融入到数学课程内容中，开发可助力学生全面健康成长的特色活动。基于理论活动、实践活动、网络活动，有效培养学生知识素养、文化素养、信息素养、思维素养等能力。