STEM教育视野下初中数学课外主题活动探究

叶雯

【摘要】随着我国经济、科技的大幅度提升，国家和社会对人才的要求也越来越高，不仅要求人才具备专业的知识素养，更希望人才能够德智体美劳全面发展.为此，教师和学校对教学进行了改进，争取把学生培养成社会和国家需要的高素质人才.STEM教育视野下初中数学课外主题活动的构建，不仅可以提升学生的学习效率，改善学生的数学成绩，还能够帮助学生在日后的生活和学习中取得更优异的成绩.

【关键词】STEM教育视野;初中数学;课外主题活动

【基金项目】本文系广州市教育科学规划2019年度课题“STEM教育视野下初中课外主题活动的组织与研究”（编号：201911935）的研究成果.

一、STEM教育的含义

所谓的STEM教育，指的是科学、技术、工程、数学四门学科英文首字母的缩写.STEM教育将四者融为一体，相辅相成，重点加强对学生科学素养、技术素养、工程素养以及数学素养的教育，提升学生这四个方面的品質.

（一）科学素养

所谓的科学素养，指的是学生利用科学知识理解自然并且改造自然的能力.科学是现代社会人们生活的基础之一，提升学生的科学素养有助于帮助学生理解和认识世界，同时能够帮助学生将学习到的知识应用到现实生活中，是学生核心竞争力中不可缺少的一环.

（二）技术素养

所谓的技术素养，指的是学生使用、管理、理解和评价技术的能力.这方面的能力能够帮助学生掌握技术，提升学生实际应用的能力.

（三）工程素养

工程素养比较广泛，指的是学生对技术工程设计与开发过程的理解.提升学生的工程素养能够帮助他们了解现代社会中存在的大部分工程，能够提升学生的数学学习兴趣.

（四）数学素养

数学素养主要包含了几个方面：

其一，数学抽象.所谓的数学抽象指的是学生能够舍去事物的一切物理属性，得到数学研究对象的思维过程.数学抽象在STEM教育中是非常重要的一部分，抽象思维能够让学生更好地在头脑中绘制图形等，帮助学生具象化地厘清数学关系.

其二，逻辑推理.逻辑推理是学生能够根据事实和命题并且根据整体的逻辑规则推论出结果的一个思维过程，逻辑推理能力使得学生能够将学科综合性知识整理到一起，在STEM学习中发挥出了巨大作用.

其三，数学建模.数学建模是对现实问题进行了数学抽象之后并且能够用数学语言表达出问题，再用数学知识和方法构建出模型来解决问题.数学建模这一核心素养是学生能够将数学应用到实际生活中的前提，它构建了数学与外部世界连接的桥梁.在STEM教育中数学建模也是不可缺少的一部分.

其四，直观想象.直观想象是学生能够借助几何直观和空间想象感知事物的形态与变化，能够利用图形理解和解决数学问题.直观想象是学生能够发现并且提出数学问题、分析和解决数学问题的重要手段.

其五，数学运算.所谓的数学运算，指的是在了解运算对象的基础上，根据数学运算法则解决数学问题的过程，数学运算是一切数学问题解决的基础，是演绎推理的一种形式，是能够得出正确数学结果的手段，更是学生能够使用计算机解决问题的基础.

其六，数据分析.这一素养指的是学生能够针对研究对象获得相关数据，并且能够运用统计方法对数据中的有用信息进行分析和推断，最后得出有用知识的过程.这个过程中学生能够收集并且整理数据，从数据中提取信息，并且能够构建模型对信息进行分析和推断.在当前这个大数据时代，数据分析这一素养对学生来说是非常有必要的.

STEM教育主要是培养学生的这四个素养，让学生在学习到知识的过程中基本素养也得到相应的提升.

二、当前我国初中数学STEM教育中存在的不足

（一）真实性缺失，项目实施形式化

在STEM教育中，整体教育的核心在于事件本身的真实性，在于与生活接触的实际性，STEM教育围绕着我们生活中问题的解决进行，但是在目前的初中数学STEM教育中，教师主要还是针对教材中的问题进行教育，忽略了STEM的真实性问题，直接给予答案的问题讲解得比较多，而一些需要学生思索的开放性问题较少，同时，教师还经常讲解一些单一性问题，忽略了STEM本身就是需要综合学科知识的教育本质，因此，教师在进行STEM教育的时候经常就是纸上谈兵，让学生没办法用它去解决实际生活中存在的问题.

（二）教育内涵缺失，资源建设过于夸张

STEM教育围绕着我们的生活实际进行，因此，教师选取的一些操作性工具都应该简单、便捷，但是在目前很多学校中，初中数学STEM教育经常用一些学生实际生活中没有的豪华设备让他们进行实践，这样的做法使得STEM教育缺乏内涵，对于广大农村学生、贫困家庭的学生而言，实施起来更为困难.

（三）系统性缺失，课程开发碎片化

STEM教育旨在综合不同学科的内容，在课程中教师需要将各学科知识综合起来，提升学生的知识容量和思考能力.但是在目前我国初中数学的STEM教育中，教师更重视的还是单一学科知识的增长，对于STEM教育的综合性几乎是视而不见的，在教学的过程中就造成学生对STEM教育理解得不通透，为学生解决实际问题增添了困难.

三、STEM理念下初中数学课外主题活动构建的原则

STEM理念重点强调以下三个原则：

其一，真实情境化设计原则.所谓的真实情境化设计原则指的是学生学习的动机和基础需要来源于我们的生活实际，因此，教师在构建课外主题活动的时候必须能够创设出学生自己亲身经历或者是他们听说过的情境，并且教师需要鼓励学生主动地参与到这些情境中寻找数学知识和数学理论的答案，这种做法会使得学生在寻找到答案的时候更有参与感和满足感，能够激发学生的学习热情.

其二，有效学习支架设计原则.所谓的学习支架，指的是教师、同伴或者是别人提供的帮助，SETM教育理念倡导将学习支架设计得更加有效，无效的学习支架只会耽误学生的课外学习时间.