基于STEM理念的初中数学自主课堂构建探索

【摘要】随着新课改的不断深入，新教学理念逐步走入初中课堂，很多学校和教师开始注重自主课堂的构建，注重培养学生的核心素养[1]。尽管如此，初中阶段的数学教学依然存在着很多的问题。数学是初中阶段的重要学科，发挥着不可替代的基础作用，如何打造高效的初中数学课堂一直是教育工作者密切关注的话题。STEM理念强调学科知识的交叉和综合应用，而数学知识是理科知识的基础，将STEM理念应用于初中数学教学中，有利于提升课堂教学效率，帮助学生构建科学的知识体系，促进学生逻辑思维的形成。本文论述了基于STEM理念开展初中数学教学的优势，并分析了将STEM理念应用于初中数学课堂教学的策略。

【关键词】STEM理念;初中数学;核心素养;应用策略

作者简介：常静锋（1983—），男，江苏省泰州市靖江市滨江学校。

对初中学生而言，数学是一门很重要的学科，学好数学知识对他们后续的学习有很大的好处。近年来，初中数学教师纷纷开始尝试新的教学方法，探索有效的教学策略，初中数学课堂的面貌发生了诸多变化。然而，就笔者的观察来说，许多初中数学教师在打造高效课堂时，对学生的感受考虑仍不够，学生长时间处在被动学习的地位，很容易感到枯燥，甚至逐渐失去学习数学的兴趣，这不利于学生形成良好的数学能力。STEM理念下的课堂将学生的全面发展作为首要目标，以发展学生的自主学习能力为关键，学生在这样的课堂中自主探索，抽丝剥茧地学习数学知识，能够更好地积累学科知识、提升动手能力，而且在这样的过程中学生会更喜欢学习数学，更可能形成良好的学习习惯，从而提升初中数学教学质量。

一、STEM理念概述

STEM教育，即科学（Science）、技术（Technology）、

工程（Engineering）、数学（Mathematics）为主的融合性教育[2]。STEM教育所具有的优势是，能够使学生学习如何在生活中灵活运用所学知识，并让学生有效串联所学知识，实现知识内化和迁移。开展STEM教育，还有利于学生深层次地理解知识，使学生积极主动地深入探究和整理知识，培养自己的高阶思维

能力。

二、目前初中数学课堂存在的问题

（一）部分教师的教学理念相对落后

近年来，信息技术高速发展，初中数学的教学内容也在发生变化，然而部分教师的教学理念没有与时俱进，这些教师的课堂上，他们自己仍是教学的核心，学生只能被动接受知识。这样的教学方法和教学模式相对落后，即使这些教师将培养学生核心素养作为目标，但在这样的课堂形式下做的许多努力只能是流于形式，“满堂灌”和“一言堂”难以真正培养学生的核心素养。

（二）学生的学习自主性相对较弱

初中生的心理、思维都处在发展阶段，他们容易受到教学模式的影响，自主探究的意识不足，学习时对教师的依赖较强。学生在课堂上，普遍只是接受知识，独立对数学知识进行思考的能力不足。因此，教师不仅需要将知识教给学生，教会学生如何解题，还要引导学生思考数学知識的深层含义。但许多教师教学时没有对学生自主学习能力的发展予以充分的重视，不注重引导学生主动、深入探索，导致学生的学习自主性相对较弱，这也成了提高初中数学课堂效率的一大阻力。

（三）师生关系不够密切，互动不足

初中数学课堂多是教师为主体，学生大都对教师存在畏惧心理，这就导致课堂上师生的互动不足，学生在提问或者回答问题时考虑得太多，不愿意主动提问、主动回答。而且教师和学生之间缺乏沟通，教师也就难以开展有针对性的教学，不能因材施教，课堂的实效性也不足。

三、基于STEM理念构建初中数学自主课堂的优势

一方面，基于STEM理念开展初中数学教学能够有效构建初中数学自主课堂，对于深化学生对数学知识的认识具有明显的促进作用。在STEM理念下，教师需要重视实践教学活动，并在教学实践活动中培养学生的学习兴趣，鼓励学生主动、深入探究所学知识，从而让学生在探索知识的过程中不断提高实践技能，培养学习能力，为学生的多元化发展做好铺垫工作。当然，教师在基于STEM理念开展教学的过程中，还需要借助科学、合理的教学方法，激发学生的学习动力，借助丰富多样的实践教学素材，拓宽学生的视野，借助丰富多样的教学手段，加深学生对知识要点的印象，从而有效深化学生对数学知识的认识[3]。

另一方面，基于STEM理念构建数学自主课堂还有利于培养学生的自主学习能力。初中阶段是培养学生综合能力的关键阶段，教师应有意识地培养学生的自律能力，并提升其自主学习的能力，鼓励其积极参与数学知识探究活动。基于STEM理念的数学课堂强调学生的自主学习，教师需要从预习阶段就开始引导学生进行适当的自主探索，不断让学生与教师、学生与学生之间发生互动，交流有效的探索、学习方法，确保学生在具有交互性、创新性、系统性的学习过程中，提升自己探究数学知识的能力。

因此，在新的教学情形下，初中数学教师可以基于STEM理念构建自主课堂，并结合育人目标，锻炼学生自主学习、自主探究、自主解题的能力，让学生结合重难点问题进行拓展性探究，有效提高学习质量。

四、基于STEM理念构建初中数学自主课堂的策略

（一）改变教学准备工作

在初中数学课堂中，教师应扮演引路人的角色，使学生获得丰富的学习体验，带学生探索知识，形成科学的知识体系。要基于STEM理念打造高效的初中数学课堂，教师需要从教学准备工作开始，就基于STEM理念进行。

教师在进行教学准备时，就需要提前想好如何引导学生进行数学知识探索，让学生愿意参与学习活动。此外，教师还需要将重点、难点知识进行适当分解，确保学生学习后能够顺利消化所学知识，提升学生对知识的理解与应用能力，为学生全面培养自身的学习技能提供助力。

具体来说，首先，教师要借助网络搜集相关的教育教学素材，确保自己能在实际教学活动中科学应用STEM理念构建自主课堂，让学生进行自主而全面的课程学习，提高自主学习能力。其次，教师要构建师生之间能够进行良好互动交流的环境，在日常学习生活中，就尽量通过直接与学生对话拉近与学生心灵的距离，使学生在实践学习活动中，培养探索学习兴趣，提升综合实践技能，从而提高学生数学核心素养。最后，教师要积极提升自己的沟通、交流能力，时常与学生进行交流，了解学生在自主学习过程中遇到的困难，给予学生精神鼓励和实际帮助。

此外，随着互联网和信息技术的发展，许多的现代化软件能作为教育的辅助工具，教师在教学准备阶段应当思考清楚如何合理地应用现代化的软件，让枯燥的知识变得富有趣味性，让知识以更加生动直观的方式呈现在学生面前，也节省教师的授课时间。

例如，在指导学生学习初中数学教材中的“二次函数”时，考虑到这一内容的教学目标是让学生根据变量不同引发的图像变化意识到两个未知量之间存在的关联。然而函数是由点组成的，无数的点方能构成抛物线，教师要想确保抛物线的准确性，就必须严格按照点的分布画图，需要大量时间。于是，教师可以在教学准备环节提前打开几何画板，使用该软件提供的功能绘制准确的抛物线，确保自己在课堂上有充足的时间开展教学，也确保抛物线准确、直观，让学生能够清晰地看出图像的变化。

又如，在指导学生学习初中数学教材中的“几何证明”这一章节时，教师也应基于STEM理念，在教学准备环节设计生动、有趣的教学活动，让学生在课堂上进行知识探究，从而科学地锻炼学生的自主思考能力，为后续开展系统性教学做好铺垫工作。教师可以让学生结合具体的解题方法开展探究，并鼓励学生进行自主探究，帮助学生培养逻辑思考能力，完成条理清晰的证明，使学生在进行几何证明过程中更顺利地找到证明依据和条件，提升学生数学解题准确率。与此同时，教师要鼓励学生深入了解角、平行线、平面图形、全等三角形、对称轴等相关的知识点，提升学生对几何的观察能力以及实验、归纳、类比、猜想、说理、反思等能力，使学生在识图、作图过程中进行合理推理，以掌握几何证明的方法和技巧。

（二）利用小组合作开展教学

构建自主课堂的目的就是提升课堂效率，培养学生的核心素养。但是学生之间的学习能力存在差异，且许多学生有着自己独特的学习方法。教师可以利用这一特点，开展小组合作教学，让学生在小组合作中互相促进。当然，教师需要注意的是，在利用小组合作构建自主课堂时，切不可随意地分组，教师应秉持着能力相近、公正平等的原则分组，确保每个小组都有自主学习能力强和自主学习能力弱的学生，让小组之间形成良性的竞争[4]。

（三）让学生将数学知识与生活联系起来

有许多初中数学知识和生活联系十分密切，基础数学知识更是在生活的许多方面都有体现。教师应引导学生意识到数学知识与生活的联系，并让学生自觉将所学知识联系实际，这样做能够加深学生的学习体会，让生活成为知识传播的载体之一，也让学生学以致用，同时降低学生的学习难度，学生会更明确学习数学知识的意义。

例如在指导学生学习初中数学教材中的“统计”这一章节时，教师就可以适当引入生活中的例子，为学生创设良好的学习情境，激发学生自主探究的兴趣。教师可以向学生介绍福利彩票的中奖概率，让学生明白彩票的中奖机制和基本原理，这样既能给学生科普相關知识，吸引学生的注意力，也能让学生更加直观地感受统计知识的作用。

（四）培养学生自主创设情境的能力

在课堂上，教师通常会选择以提问的方式，引导学生展开分析并解决问题。不过，仅以此种方式开展教学，会使学生难以意识到自己发现问题的重要性，并对学生的自主思维发展造成约束，甚至让学生认为解决问题只是套用公式，思考数学问题就是思考需要套什么公式[5]。鉴于此，教师在构建自主课堂时，要重视培养学生自主创设情境的能力，让学生通过亲身体验过程，提高对数学知识的探究、学习能力，为学生形成良好的数学思维提供助力，从而提升课程的质量与效率，在有效培养学生自主学习能力的同时，增强学生的自律性。

例如，在指导学生学习初中数学教材中的“坐标方法的简单应用”这一内容时，教师要鼓励学生先结合教材内容进行课前预习，让学生充分把握教材内容。在学生预习时，教师可提醒学生分类标注知识点，确保其能在课上快速掌握该章节的主体内容。到了课堂上，在简单讲解之后，教师就可以鼓励学生运用新媒体教学设备自主创设学习情境，使学生根据自己的学习需求设计学习活动，更深入地了解坐标形成的过程，从而有效建构空间思维，培养数学逻辑。这样的课堂还可以激发学生交流沟通的动力，让学生借助情境与问题进行探究，锻炼自己的逻辑思维。

（五）培养学生自主获取信息的能力

自主获取信息能力的高低对于学生能否利用自主课堂高效学习尤为重要。学生能够自主获取知识，方可更好地完成自主学习，STEM理念也就能更好地融入数学课堂。

因此，在指导学生学习初中数学教材中的“图形的旋转”等知识点时，教师要注重培养学生提取信息能力，让学生结合知识内容进行探究活动，促使学生对数学信息的捕捉能力得到强化。比如，教师可以在带领学生解读教材内容后，引导学生自主发现图形旋转的实例，让学生在生活中感受平移、旋转、轴对称等图形旋转，并通过观察实例认识图形的旋转。

结语

综上所述，随着时代的变化，初中数学教学面临着新的挑战。培养学生的核心素养是初中数学教学的重要任务，教师应认真学习STEM理念，并将STEM理念融入初中数学教学，开展多样化的教学，全面构建自主课堂，以培养学生的优质学习习惯，让学生具备良好的学习能力。

【参考文献】

[1]程永奇.简析新课程理念下初中学生数学课堂合作学习的重要性[J].考试周刊，2021（08）：69-70.

[2]邓昌滨.STEM教育视域下的初中数学“课题学习”教学[J].中学数学教学参考，2020（35）：62-65.

[3]马正宝.核心素养理念下初中数学教学策略浅析[J].当代家庭教育，2020（36）：109-110.

[4]梁通业.STEM理念数学自主课堂模式初探[J].数学学习与研究，2019（03）：99-100.

[5]王晓东.初中数学课堂教学中小组合作学习存在的问题及对策研究[J].读写算，2021（01）：137-138.