STEM视野下人教版和冀教版数学教材的对比

张悦

［摘  要］ STEM教育是一种集科学、技术、工程、数学于一体的综合课程教育，在资优教育、学习创新、持续性动机影响因素、教师能动性等方面都发挥着至关重要的作用，是数学教育改革的关键，是新时代改革发展的需要. STEM课程是实现STEM教育的有效手段. 文章就人教版和冀教版数学教材“一次函数”中的教学目标、知识导入、知识点、习题、数学活动等方面进行对比，分析两个版本数学教材的优势和不足，以期构建高效的STEM课程.

［关键词］ STEM；数学教材；一次函数

STEM教育的目的是促进学生成为科学、技术、工程和数学的终身学习者. 顺应国际基础教育课程改革的趋势，中国基础教育阶段也在不断推进STEM教育与数学学科的融合，让学生经历数学的综合应用过程，体验数学与科学、技术、工程等学科知识、技能在解决问题时的整合过程［1］. 但是目前为止，指导STEM教育理念教学的教材还未出版，那我们应该如何推进STEM教育的数学学科融合呢？

基于此，笔者选取初中数学“一次函数”部分知识，对人教版和冀教版该部分内容从多个维度进行对比分析，为我国STEM课程实践提供有效指导.

对比研究

1. 研究对象

函数是初中数学教学的重点和难点，一次函数是学习各类函数的起点，它反映了函数的特点、思维方式、研究方法及应用模式. 这部分内容与科学、工程和技术都有着密切的联系，是一节典型的STEM课程. 下面，笔者对比研究人教版和冀教版教材的这部分内容，旨在为STEM课程的有效开展提供参考.

2. 教学目标

3. 人教版和冀教版教材的对比

（1）导入对比

人教版：在学习函数、正比例函数的基础上，选取“登山队员登山”的问题情境，得出登山队员在登山过程中气温y（单位：℃）随高度x（单位：km）变化的规律. 通过几组具有类似关系的问题情境，引出一次函数的概念和表达式：y=kx+b（k≠0）.

冀教版：在学习函数（探索了变量间的关系）的基础上，先选取“弹簧伸长”问题情境，寻找弹簧长度y随物体质量x变化的规律并将其填入表格，又通过“汽车耗油”的问题情境引出一次函数的概念和表达式：y=kx+b（k≠0），并得出b=0时一次函数变为正比例函数.

（人教版和冀教版教材的导入对比见表1）

（2）知识点对比

详见图2、图3和表2.

（3）习题对比

借鉴鲍建生综合难度模型，对人教版45道习题和冀教版47道习题进行分析，包括两个版本难度因素量化比较（如表3所示）和雷达图模型比较（如图4所示）.

从图4可以看出，人教版的“运算”“知识含量”这两个因素高于冀教版；“背景”“探究”“推理”这三个因素低于冀教版. 在STEM中体现为人教版教材重视数学运算、数学知识的培养，冀教版教材注重在科学情境中进行教学，以及推理能力、科學探究能力的培养.

（4）数学活动

人教版和冀教版教材数学活动对比如表4所示.

人教版和冀教版教材的整体比较

人教版教材的优势：利用生活情境导入，有利于学生对一次函数的理解和掌握；知识点更全面，注重知识点的讲解和知识间的内在联系，有利于学生系统地学习基础知识；习题的设计更注重数学运算等基本技能的练习；丰富的数学活动侧重培养学生独立思考、科学探究意识、信息技术、解决实际问题的能力.

人教版教材的不足：知识点的编排比较全面、细致，这样不利于学生主体作用的发挥和思维的拓展，系统化的编排形式可以让学生快速地掌握一次函数有关知识，但是不利于学生创造性品质的培养和数学能力的发展. 科学探究和信息技术有所涉及，但是不够深入和成熟，学生只是浅显地了解.

冀教版教材的优势：利用科学探究情境导入，注重学生探究精神的培养；知识点少而精，多处留有余地供学生思考、探究，有利于学生数学思维的发展；习题设计注重问题背景，从个人生活、公共常识、科学情境等背景出发，更有利于学生对知识的内化和整体把握；数学活动形式简单，但注重学生的合作交流和开放性思维的培养.

冀教版教材的不足：知识点相对较少，造成对核心概念的强化力度不够，初中阶段部分学生的学习能力和思考能力还不够完善，需要通过知识间的联系和数学模型的构建来培养他们的数学核心素养.

总结

本文通过对人教版和冀教版教材的对比，发现人教版教材渗透的STEM教育理念多是“科学”“技术”“数学”三方面的内容，其中“科学”“技术”虽有渗透，但与教材中内容的结合不够深入. 冀教版教材渗透的STEM教育理念多为“科学”“数学”. 两版本教材在“工程”上还未涉及，在教学实践中教师可以探索如何将工程设计纳入教学设计. 基础教育应在继承传统教育发展模式的基础上，强调创新和发展，而STEM教育则为我们带来了更具综合性和创新性的教学理念.

参考文献：

［1］胡焱，蒋秋. 数学教育与STEM（STEAM）教育的融合：机遇与挑战——基于数学教育与STEM（STEAM）教育国际学术研讨会［J］. 数学教育学报，2019，28（06）：92-94.

［2］曾令鹏，叶育枢. 香港地区STEM教育与小学数学的深度融合及启示［J］. 课程·教材·教法 ，2019 ，39（05）：139-143.

［3］吕世虎. 中学数学课程标准与教材研究［M］. 北京：高等教育出版社，2015.