STEM教育理念融入高中数学活动课程实践研究

宋晓政 李峰

（甘肃省白银市第八中学，甘肃 白银）

随着新课程改革在数学课堂上的深化与发展，教师格外注重活动课程的科学设计、精心实施与创新完善，力求凸显活动课程的主体性、实践性、拓展性与创新性。为此，教师开始将STEM教育理念融入数学活动课程之中，借助STEM教育理念的先进性、整合性、体系性与拓展性助力数学活动课程的提质增效、探究拓展与创新发展，为高中生创建一个主体实践、理论验证的科学认知平台[1]。

一、STEM教育理念与数学活动课程的契合性

在课堂教学中，数学活动课程需要高中生利用自己所学的课程知识以及理论积累开展一系列主体实践活动，并以此将个人在数学课堂教学过程中积累的数学知识、自然规律以及理论积累应用于实践探究之中。因此，数学活动课程具有非常强的实践性、主体性、探究性以及拓展性，需要高中生完成对数学知识的实践验证、规律应用以及主体感悟等二次自主学习活动。

由此可见，数学活动课程给高中生提供了充足的实践空间、合作机会与拓展可能，因而为STEM教育理念创设了非常完美的融入平台与兼容区域。STEM教育理念与数学活动课程具有非常大的相似性，都强调课程知识的实践运用与主体感悟，也强调高中生在实践认知过程中主观能动性的切实激发，更强调高中生对课程知识的拓展认知与体系架构，能够促进高中生思维方式的创新发展[2]。

二、STEM教育理念融入数学活动课程的实践

STEM教育理念与数学活动课程具有非常高的契合度，因而教师可以立足STEM教育理念去科学设计与周密实施数学活动课程，优化高中生的认知环境。

（一）立足STEM教育理念设计活动课程

活动课程是高中生对数学知识进行主体认知、切身感悟、实践运用的生活化活动区域，旨在实现高中生的理论验证、思维启迪、思路更新、视野拓展、知识积累等目的。因此，教师可以立足STEM教育理念，提升数学活动课程的设计性、拓展性、外延性以及实操性，为高中生提供更多更好的心智启迪、思维拓展与思想创新，真正凸显数学活动课程的“活”与“动”这两大特点[3]。

例如，在人教版必修一第一章第三节“函数的基本性质”的活动课设计中，教师需要考量函数知识的“奇偶性”“单调性”“周期性”等内容，带领高中生完成多个知识模块内的理论探究、性质感知与规律总结，因此，教师可以将STEM教育理念融入其中，立足工程学的相关知识去设计相关活动过程以及具体探究内容，实现数学活动课程的布局合理、活动有序、环环相扣、循序渐进。为此，教师可以在数学活动课程设计之中将“函数的基本性质”作为第一级探究项目，然后再将“奇偶性”“单调性”“周期性”等函数的基本性质作为第二级探究题目，最后，教师再带领高中生一一探究“奇偶性”“单调性”“周期性”等数学知识的具体内容，以此实现数学活动课程的目的。因此，STEM教育理念中的“工程学”知识能够帮助教师构建科学、高效、有序、分级的“函数的基本性质”的活动课，有助于提升数学活动课程的指导性、策略性与实效性，为高中生提供一个科学高效的成长环境。

（二）立足STEM教育理念开展活动课程

在数学活动课程的开展过程中，教师要努力实现“活”与“动”这两大特点，让高中生思想活、思维活、思路活，还要实现高中生的动眼观察、动脑思考、动嘴交流、动手积累，充分释放高中生的生命活力。因此，教师可以立足STEM教育理念，科学推进高中生的主体实践、积极思考、大胆探究以及思维拓展，借助实训化认知方式有效培养高中生的课程融合理念以及拓展创新思维[4]。

例如，在人教版必修二第一章第二节“空间几何体的三视图和直观图”的活动课开展中，教师使用多媒体设备去展示本节活动课需要探究的知识范畴，如“空间几何体的结构特征”“中心投影与平行投影”以及“三视图与直观图”等，帮助高中生慢节奏地掌握这三个知识模块的具体内容，以此培养高中生的空间观念、立体感以及想象能力，充分展示科学技术的实效价值。这样，教师就立足STEM教育理念中的“科学”与“技术”两大知识元素为高中生呈现了直观化、虚拟化、简易化以及趣味化的认知界面，自然能够帮助高中生感受到科学技术的神奇魅力，因而能够推动数学活动课程走向提质增效与创新发展。STEM教育理念为数学课堂教学输送了科学技术的先进支持与理念指导，非常有助于数学活动课程的提质增效与科学转型，有力推动数学活动课程实效化发展。

（三）立足STEM教育理念创新活动课程

数学活动课程是高中生进行理论验证、思维拓展、能力培养以及素质发展的主体成长空间，对培养与提升高中生的思维素养与创新精神作用巨大。因此，教师应立足STEM教育理念，借助STEM教育理念的整合性、多元性、拓展性以及创新性去启迪与强化高中生的开放思维、求异思维、拓展思维与创新思维，切实将数学活动课程打造成为思想交锋、思维碰撞、思路交汇的创新性活动平台。

例如，在人教版必修二第二章第三节“直线、平面垂直的判定及其性质”的活动课创新中，教师可立足STEM教育理念去创新活动过程。如为高中生提供一些质地较薄、硬度较高、较为透明的塑料板，以及一些笔直的细铁丝，借助这些实物去代替“直线”与“平面”，带领高中生在实物化、生活化的认知情境中创造性地进行数学认知与空间感知。如利用铁丝与塑料板去研究直线与平面的关系，利用塑料板上画直线去研究两个“平面”之间的关系，因此，“铁丝”与“塑料板”承载了STEM教育理念中的工程学知识，为高中生创设了一个项目化学习的探究机会，利用创新元素优化了数学活动课程。

三、STEM教育理念融入数学活动课程的补充

第一，教师要注意STEM教育理念融入数学活动课程的自然性与顺畅性。在数学课堂上，教师应以数学知识点为探究起点，积极在科学、工程、技术等课程范畴内寻求知识关联区域，并利用其他课程知识对数学知识进行全新解读。这样，STEM教育理念融入数学活动课程才会顺畅自然，而且不会打断高中生原有的主体思维活动，便于高中生的主体悦纳、积极配合、主动践行与切身感悟。

第二，教师要注意STEM教育理念融入数学活动课程的主体性与实践性。在数学课堂上，教师要引导高中生切身体验STEM教育理念融入数学活动课程的可行性与实效性，以此强化高中生的思维方式与探究习惯。因此，教师要在STEM教育理念融入数学活动课程的过程中推动高中生一点点地接触、理解与掌握STEM教育理念，借助自身的主观能动性以及生命发展潜能去拥有STEM理念。

第三，教师要注意STEM教育理念融入数学活动课程的自主性与开放性。在数学课堂上，教师要创设开放自由、轻松快乐的教学氛围，借助无拘无束的宽松氛围去激发高中生最强大的生命活力与能动作用。这样，高中生才会在STEM教育理念方面拥有强大的认知能力、思维能力、处理能力以及交流能力，能够在主体实践与切身感悟中慢慢掌握STEM教育理念。

第四，教师要注意STEM教育理念融入数学活动课程的拓展性与创新性。在数学课堂上，STEM教育理念与传统教学理念格格不入，因而教师需要摒弃传统思维模式，深度考量STEM教育理念的兼容性、拓展性与创新性，努力推动STEM教育理念与数学课堂教学的融合。因此，教师要以拓展思维与创新思维科学认识STEM教育理念，更要创造性地培养高中生良好的思维素养。

综上所述，数学活动课程是高中生信息获取、知识诠释、视野拓展、思维训练以及能力发展的实践性认知平台，也是有效培养高中生数学核心素养的活动基地。因此，教师应积极引进STEM教育理念，去设计、开展、创新数学活动课程，利用STEM教育理念的先进性、整合性、拓展性与创新性切实提升数学活动课程的质量。这样，高中生就会获得一个主体实践、思维拓展、探究创新、自主成长的人性化认知空间，进而加速发展。