基于STEM理念的初中数学与信息技术融合探析

文/姚育芽

引 言

STEM 教学理念是将科学、技术、工程以及数学融合应用于教学的理念，可以是某一学科与教学的融合，也可以是所有学科的整合，意在通过跨学科的教学提升学生综合素质，培养学生解决实际问题的能力和创新意识。初中数学教学最主要目的是帮助学生积累活动经验，进而通过问题意识、创新意识等的培养提升学生解决问题的能力，这与STEM 教育理念基本一致[1]。在STEM 理念背景下推动初中数学与信息技术的融合，是时代发展的必然，也是教育教学发展的主要方向，对提升初中数学教学质量和教学效率有重要的现实意义。

一、初中数学与信息技术融合的必要性

（一）有利于营造活跃的教学氛围

现代信息技术在教学中的应用以互联网为支撑，其中教学资源丰富，对拓宽学生学习视野、增加知识认知深度和广度均有重要作用。另外，多媒体教学的推广也是现代信息技术应用的体现，其通过视频、动画、图片等将晦涩的数学知识具象化，极大地激发了学生的学习积极性，提升了学生的参与度，营造了轻松活跃的学习氛围，对培养学生自主学习意识、合作意识有积极作用。

（二）有利于培养学生终身学习习惯

初中阶段是学生生长发育的关键时期，在这一时期，教师要通过多种方法引导学生养成正确的行为习惯和学习习惯。而信息技术的应用能够更好地培养学生的逻辑思维能力，将数学教学内容与信息技术充分融合，激发学生探索欲望，通过更多途径帮助学生养成终身学习的习惯[2]。

（三）有利于提升学生的信息化素养

当前，我国已经进入信息化时代，在初中数学教学中引入信息技术能够帮助学生学会使用信息网络探索资源、获取新知，促使学生主动学习，通过对信息技术的使用探索，培养学生的信息化素养。

（四）有利于培养学生的创新思维

将信息技术融入初中数学教学能够充分发挥现代化教学优势，革除传统教学弊端，引导学生通过互联网主动学习，拓宽认知渠道和眼界，吸收多方知识，培养学生的创新思维和开放性思维，提升学生实践探索能力。

二、初中数学教学与信息技术融合存在的问题

（一）应用灵活性不强

当前，部分教师对信息技术应用的理解仅局限于对多媒体课件的使用，认为在课前从网站上下载所需课件并在课堂上进行讲解就是信息化教学。但这种单一的方法并未融入教师对课程知识的理解，也未将学生的个性化特点考虑在内，忽视了学生的数学基础以及理解能力。学生的知识背景、成长环境以及接受新知的能力都不同，这就要求教师必须先了解班级学生的学情，对下载后的课件予以有针对性的改善，以多媒体课件为辅，充分融入适合学生学习特点的教学内容，“一刀切”式的课件教学无法达到提升教学质量的目的。

（二）存在形式主义倾向

我国的教育改革虽已深入推进，但是应试教育的影响仍然存在。初中阶段的学生存在中考的压力，而信息技术作为非考试科目在教学中并未得到充分重视，信息技术与学科教学的融合也流于形式，数学教学也不例外，硬件设施相对落后的偏远地区更是如此[3]。教师较少探究教学与信息技术深入融合的有效方法和意义，多将信息技术作为形式辅助，并未实现两者的真正融合。

（三）教师信息技术应用能力有待提升

若想实现初中数学教学与信息技术的融合，教师就必须具备良好的信息技术素养。教师对信息技术的掌握主要有两个方面要求：一方面，教师要掌握信息教学相关理论知识，可以根据学生实际学习需求选择最佳信息教学方法，实现两者的有效融合；另一方面，教师要充分掌握信息操作技术，能够熟练应用信息化手段丰富课堂内容、制作高质量课件并实现有效教学。但就实际情况而言，当前，仍有许多教师对信息技术的掌握程度不高，无法将信息技术有效应用于初中数学教学中，根本不使用信息技术，或者过分依赖多媒体课件而不考虑学生的个性化需求，长此以往，甚至可能影响正常教学程序及效果。

三、信息技术与初中数学教学的整合形式

（一）与教学理念的整合

教学理念直接影响教学方法和教学效果。传统教育背景下的教师将传授教材知识作为最主要的教学理念，即“教书”。但在信息化时代，人们的生产生活均受到信息技术的极大影响，信息获取更加便捷，学生处于良莠不齐的爆炸性互联网信息中。而学生此时并未形成成熟的三观，社会价值观极易受到外部环境影响[4]。教师不仅需要完成“教书”工作，还需要重点承担“育人”责任。

相较于小学阶段，初中的数学知识更为抽象复杂，教师在教学理念整合影响下不仅要教学生理论知识，还要教会学生如何学习。数学学习意在培养学生逻辑思维能力和知识运用能力，教学不能仅停留在做题上，还要考查学生知识运用能力，做到“育人”，让源于生活的数学知识服务于生活。

（二）与教学方法的整合

教学方法直接影响教学氛围和教学质量。传统教学方法以“填鸭式”教学为主，教师输出学科知识，学生被动学习，教学质量难以得到有效提升[5]。而在信息化背景下，充分利用现代信息技术创新教学方法能够起到事半功倍的作用，进行多媒体教学或者通过网络平台监督学生课前预习、完成课后教学等都是信息技术与传统教学方法融合的结果。

多媒体教学方法实施的基础是传统教学方法。运用多媒体设备进行教学能够减少在课堂上的板书书写时间，节省有限的课堂时间，而音乐、图片、视频等的运用又能够将抽象复杂的知识具象化，激发与调动学生学习兴趣和学习积极性，进而提升教学质量。课外教学则是传统教育的拓展，通过互联网教育平台打破了传统教学时间、空间的限制，学生可以随时对薄弱环节进行有针对性的学习，同时与教师沟通，解决学习难点。

（三）与教学评价的整合

教学评价是对学生学习成果的检验。传统教学评价以作业、课堂提问、考试等形式进行，教师可以通过这些方式发现学生在学习过程中存在的问题，但是未实现学生和教师的自我评价，不利于学生学习方法、教师教学方法的优化[6]。现代化教学要求充分尊重学生的主观意识和学习的主体地位，教学评价不局限于教师对学生的单方面评价，还包括学生自我评价、相互评价和对教师的评价，这些都是信息技术与传统教学评价整合的结果。

教师对学生的评价也不限于对最终卷面成绩的评价，还要从学生学习态度、进步情况、学习方法等多方面对学生进行综合客观评价。学生对学生的评价则是对教师评价的补充，在与同学的交流中，学生更容易发现自身和对方存在的问题[7]。信息技术在教学中的应用实现了授课模式的多元化，学生对教师的评价有助于教师更直观地发现教学中的不足之处并予以优化，进一步提升教学质量。

四、基于STEM 理念的初中数学教学与信息技术融合策略

（一）提升教师信息化教学能力

当前，中学教师在信息化背景下呈现出两种较为极端的状态：老教师数学教学经验丰富，自身教学能力突出，但是旧有教学理念已经不符合信息时代成长起来的学生的学习需求，且教师自身对信息技术的了解程度和接受度较低，不利于教学方法的创新；年轻教师对新鲜事物的接受度更高，相对而言信息技术能力也更强，但是教学经验相对缺乏，难以在信息技术的支撑下提升教学质量。对此，学校要通过两方面全面提升教师信息化教学能力。其一，新老教师互补，相互帮助。年轻教师要帮助老教师了解现代化教学理念和信息技术，帮助老教师完成观念更新和课件制作，提升老教师的信息技术应用能力[8]；老教师要向年轻教师传授教学经验，帮助年轻教师顺利处理教学过程中遇到的多种难题，提升年轻教师的教学能力。其二，学校应予以资金和设备支持。学校要引进和配备多媒体设备，同时定期展开信息化教学相关培训，提升全体教师的教学质量和信息技术应用能力，鼓励教师将信息技术与学科教学融合，更好地发挥现代信息技术的优势。

（二）提升学生自主学习能力

数学教学会涉及较多数学定理，而定理的论证需要大量实验的支撑。在传统的教学模式下，教师无法通过实验向学生验证定理的真实与否，学生仅能够靠死记硬背理解定理[9]。而在信息技术支持下，教师可以通过视频、图片等进行实验的播放展示，鼓励学生充分运用丰富的多媒体资源了解数学定理成立的前提，增强学生对知识的理解程度[10]。教师要紧抓信息技术的特点，利用信息技术的交互性、丰富性以及生动性特点强化数学知识对学生的感官刺激，帮助学生在信息技术的支撑下准确获取有用知识，增强对知识的理解能力。这对学生的自主学习能力也有较高要求，教师在教学过程中要注重对学生学习能力的培养，使学生通过多媒体自主学习，更高效地掌握数学知识点。

（三）通过信息技术培养学生抽象思维能力

在新时代背景下，社会对综合型人才的需求不断增加，而新课程改革对学生抽象思维能力也有了更高要求，怎样使学生从具象思维向抽象思维转化是初中数学教师必须思考的问题，而信息技术为这一工作提供了强大助力[11]。初中时期是培养学生逻辑思维能力的关键阶段，教师需要充分利用多媒体变抽象为具象的优势，对数学知识进行动态讲解，帮助学生完成从形象认知到初步理解再到逻辑培养的学习过程，这既能增强学生数学学习兴趣，又能培养其抽象思维能力。

结 语

信息技术教育具有现代化、科学性等特征，在数学教学中有着巨大优势，能够帮助教师高质量完成教学工作。因此，教师要在STEM 理念背景下实现数学教学和信息技术的融合，充分发挥信息技术优势，制订出既符合时代发展需要，又与学生学习需求和学习特点相适应的教学方案，实现两者的深度整合，培养出更多社会需要的综合型人才。