馬慧玲

[摘? 要] STEM是科學(xué)（Since）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）的首字母組合，STEM教育是指將四門學(xué)科的內(nèi)容進(jìn)行整合，形成一門綜合性課程的教育形式，最初源于美國，后來在世界各國得到推廣. STEM教育打破了學(xué)科與學(xué)科之間的界線，推翻傳統(tǒng)教育理念中單一傳授知識的教學(xué)方法，更加注重知識間的融合與應(yīng)用，使得教學(xué)更加具有實踐意義與生活價值.

[關(guān)鍵詞] STEM;初中數(shù)學(xué);轉(zhuǎn)變;策略

STEM教育注重學(xué)習(xí)過程與知識的聯(lián)系，近幾年在中國被廣泛運用于幼兒及小學(xué)教育中. 初中教學(xué)中雖然沒有大面積普及STEM教育，但是培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力與創(chuàng)新精神是初中教育的目標(biāo)之一，在STEM教育理念的感召下，其教學(xué)也發(fā)生潛移默化的變化. 下面筆者結(jié)合教學(xué)實際，就STEM視域下初中數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)的轉(zhuǎn)變談?wù)勛约旱睦斫?

教學(xué)形式的轉(zhuǎn)變

教育形式即教學(xué)組織形式，是指教師和學(xué)生為了完成既定的教學(xué)任務(wù)而按照一定的要求共同組織起來的一種活動結(jié)構(gòu). 中國教育發(fā)展至今，班級授課制始終是最主要的教學(xué)形式，但STEM教育給我們的啟示是班級授課制并不是唯一的教學(xué)形式，其他的教學(xué)組織形式可以和班級授課制相得益彰.

如“路徑最短問題”（蘇教版，下同）是初中數(shù)學(xué)重要的幾何模型之一，筆者在新授課中將其作為專題讓學(xué)生進(jìn)行探究. 在教學(xué)課堂實踐中，筆者首先根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力將學(xué)生分成6組，分別探究如下三個問題.

問題1（將軍飲馬型）：如圖1，牧馬人在A地放馬，現(xiàn)在他需要先到一條筆直的河邊l飲馬，然后回到B地. 那么他應(yīng)該在河邊的什么地方飲馬，可使所走路徑最短？

問題2（造橋選址型）：如圖2，在一條河的兩岸分別有A和B兩個工廠，現(xiàn)在要在河上造一座橋MN連接兩個工廠，為了節(jié)約成本，使得A到B的路徑AMNB最短，橋應(yīng)該造在何處？（假定河的兩岸是平行的直線，橋與河垂直. ）

問題3（胡不歸型）：如圖3，水面A處有一游船，它到河岸BC的距離AB=300 m，救生員在岸邊C處發(fā)現(xiàn)A處有人求救，立刻前去營救. 已知BC=300 m，若救生員在岸上的跑步速度是6 m/s，在水中游泳的速度是2 m/s，請設(shè)計出救生員以最少時間到達(dá)營救地點的方案.

三個問題的難度呈階梯式上升，給每個小組分配難度適宜的問題，盡可能使問題在小組成員的“最近發(fā)展區(qū)”，這樣使得每個學(xué)生都有發(fā)展的空間. 三個問題同時進(jìn)行探究，在探究過程學(xué)生獲得適合自己的問題，在展示的過程中又獲知另外兩個問題的解決方法，這樣在一定程度上提高其解決問題的效率. 教師深入學(xué)生進(jìn)行個別輔導(dǎo)，可以獲得成果反饋，以便及時調(diào)整教學(xué).

教學(xué)組織形式并不是一成不變的，在以班級授課制為主導(dǎo)的課堂中，除了分組教學(xué)制以外，道爾頓制、文納特卡制也可以與之相互滲透、相輔相成.

教學(xué)內(nèi)容的轉(zhuǎn)變

狹義地講，教學(xué)內(nèi)容就是在教學(xué)過程中教師向?qū)W生傳遞的信息. 傳統(tǒng)的課堂教學(xué)以課標(biāo)為指導(dǎo)，以課本為參照，教師習(xí)慣使用提前預(yù)設(shè)好的“教案”進(jìn)行有計劃的教學(xué)，教學(xué)內(nèi)容大都來自課本. 而STEM教育給教師展現(xiàn)更為豐富與多樣的教學(xué)內(nèi)容，使得單一課程的教學(xué)轉(zhuǎn)變成綜合課程體驗.

以八年級下冊“勾股定理”為例，傳統(tǒng)教學(xué)以勾股定理的內(nèi)容及用勾股定理解決幾何問題為單一教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生習(xí)慣按照教師設(shè)定好的計劃去被動接受與練習(xí)，雖能達(dá)到一定的效果，但對學(xué)生的思維及創(chuàng)造力的發(fā)展幫助卻不明顯. 在STEM教育的啟發(fā)下，筆者嘗試將本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容設(shè)定為勾股定理的探究，首先以畢達(dá)哥拉斯傳說的短視頻來引入教學(xué)，吸引學(xué)生注意的同時激發(fā)學(xué)生的探究欲望;接著師生合作，教師啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生自己嘗試以不同的方法來證明勾股定理;然后教師以實際問題的解決來呈現(xiàn)勾股定理在數(shù)學(xué)和生活中的運用，讓學(xué)生體會到數(shù)學(xué)的生活價值. 在本節(jié)課的最后環(huán)節(jié)布置以“勾股定理的故事”為主題的數(shù)學(xué)手抄報作業(yè)，讓學(xué)生以不一樣的形式完成勾股定理知識的建構(gòu).

在教學(xué)實踐中，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，由特殊到一般探究出畢達(dá)哥拉斯證法、趙爽弦圖證法及總統(tǒng)證法;并且利用勾股定理解決生產(chǎn)生活中的對農(nóng)村房屋屋頂構(gòu)造問題及物理中的合力;數(shù)學(xué)小報的評比讓學(xué)生對勾股定理產(chǎn)生濃厚分興趣，學(xué)生通過各種資源對勾股定理有更深入的認(rèn)識，也體會到數(shù)學(xué)的魅力.

課本即教科書，課本內(nèi)容是教師和學(xué)生進(jìn)行教學(xué)活動所參照的依據(jù)，但卻不是教學(xué)唯一的準(zhǔn)則，“盡信書不如無書”，STEM教育啟發(fā)我們，教學(xué)內(nèi)容要擺脫課本的“綁架”，一切從學(xué)生的實際出發(fā)，以促進(jìn)學(xué)生的身心發(fā)展為目標(biāo).

教學(xué)資源的轉(zhuǎn)變

教學(xué)資源是為了教學(xué)正常有序地開展而提供的素材，一切被學(xué)習(xí)者利用的要素都可以看作是教學(xué)資源，從狹義上來講，包括了教學(xué)材料、教學(xué)環(huán)境及各種教學(xué)工具. STEM教育視域下的數(shù)學(xué)教學(xué)資源發(fā)生明顯的轉(zhuǎn)變，資源更豐富、涉及面更寬泛.

如七年級下冊“二元一次方程”的新授課，以數(shù)學(xué)名著為資源，師生共讀《九章算術(shù)》中的“方程”，了解一次方程的發(fā)展史，知道我國古代的計算工具——算籌;九年級上冊“一元二次方程”給學(xué)生介紹不定方程，拓展學(xué)生的思維，提高學(xué)生的眼光;八年級上冊“軸對稱”，學(xué)會畫軸對稱圖形后讓學(xué)生走進(jìn)機(jī)房，學(xué)習(xí)用幾何畫板作軸對稱圖形，在本章教學(xué)結(jié)束時讓學(xué)生觀看中國的剪紙及刺繡相關(guān)影視，了解四大名繡，體驗中國非物質(zhì)文化遺產(chǎn)，進(jìn)行文化熏陶，培養(yǎng)愛國精神;八年級下冊“一次函數(shù)”以新冠疫情期間某口罩生產(chǎn)廠家一個月內(nèi)每周口罩生產(chǎn)數(shù)量及某醫(yī)院每天消耗的口罩?jǐn)?shù)量為資源編制函數(shù)問題，一方面讓學(xué)生求函數(shù)解析式、畫函數(shù)圖像、求函數(shù)在指定區(qū)域內(nèi)的最值，另一方面讓學(xué)生了解時事，體會中國力量的強(qiáng)大、培養(yǎng)愛國情懷;九年級上冊“概率初步”中開發(fā)主題為“mm豆中的概率”數(shù)學(xué)實驗，以美味的mm豆作為材料進(jìn)行數(shù)學(xué)實驗，從杯子中倒出一定數(shù)量的巧克力豆，數(shù)出有“m”一面朝上的數(shù)量，再用計算機(jī)擬合函數(shù)圖像，讓學(xué)生體會數(shù)學(xué)的趣味，在玩中學(xué)、在學(xué)中玩.

數(shù)學(xué)史、數(shù)學(xué)名著、影片、圖片、數(shù)學(xué)實驗、計算機(jī)等都可以成為數(shù)學(xué)教學(xué)的資源，數(shù)學(xué)資源越豐富，學(xué)生在數(shù)學(xué)中學(xué)習(xí)到的知識也就越廣泛，與其他學(xué)科的交叉點就越多，這也正是STEM教育實質(zhì)的體現(xiàn).

教學(xué)評價的轉(zhuǎn)變

教學(xué)評價是以教學(xué)目標(biāo)為依據(jù)，對教學(xué)過程中教師的教與學(xué)生的學(xué)進(jìn)行價值判斷的過程，它是為教學(xué)決策服務(wù)的一種活動，也是教師調(diào)整教學(xué)及學(xué)生改進(jìn)學(xué)習(xí)的依據(jù). 傳統(tǒng)教學(xué)將階段性測評等同于教學(xué)評價，這種觀念無疑是狹隘的，并且過于絕對. STEM教育理念的熏陶下，教師對數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的關(guān)注點由教學(xué)結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)榻虒W(xué)過程，教師更重視學(xué)生知識的構(gòu)建過程，教學(xué)評價也由重視結(jié)果轉(zhuǎn)變成重視過程.

如“隱圓”是中考熱點也是難點，傳統(tǒng)的專題訓(xùn)練不僅讓學(xué)生感覺枯燥乏味，而且效果并不顯著，同時以解題的正確率作為唯一的評價標(biāo)準(zhǔn)會讓學(xué)生感到“恐懼”，因此教學(xué)評價的轉(zhuǎn)變非常必要. 在實踐中，筆者將“尋找圓中隱形的翅膀”為主題的探究課題作為一次雙休日作業(yè)，讓學(xué)生在假期借助各種學(xué)習(xí)資源獨自收集與整理材料，然后在綜合實踐課中以小組為單位進(jìn)行匯總與梳理，最后就隱圓的不同題型及應(yīng)對方法進(jìn)行全班交流及展示. 在評價中，以學(xué)生在探究過程中所收集的問題種類、收集方法、小組合作及展示形式為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行多元化的評價，如：

“小組1中的成員們對問題的思考都比較深入，但是你們所考慮到的問題種類偏少，下次要改進(jìn)哦”;

“小組2收集的問題種類是最全面的，如果小組活動的時候討論再積極一點就更完美了”;

“小組3中的組員1，你的組織能力較強(qiáng)，將來一定能夠成為一名領(lǐng)導(dǎo)者，組員2，如果你思考問題再深入一點，會收獲更多”;

“小組4中的組員2，你的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)雖然不是太扎實，但是從你查閱的資料范圍來看，你有著刻苦鉆研的精神，加油哦”.

……

教師即時的評價可以幫助學(xué)生從不同的角度審視自己、了解自己. 評價中，教師更多的是給予學(xué)生肯定與鼓勵，讓學(xué)生看到自己的閃光點、對自己樹立足夠的信心. 每個學(xué)生都是獨立的個體，有鮮明的個性，STEM教育啟發(fā)教師要從多角度去評價每一個學(xué)生，發(fā)現(xiàn)孩子的潛力及能力，只有這樣才能更好地幫助孩子學(xué)習(xí)與成長.

STEM課教育以全面發(fā)展學(xué)生的能力為目標(biāo)，旨在培養(yǎng)創(chuàng)新型、復(fù)合型的人才，是未來教學(xué)的趨勢. 作為一線教師，我們首先需要領(lǐng)會STEM教育的真實含義，其次要找到它與每個學(xué)科的契合點，最后是在常態(tài)教學(xué)中踐行STEM教育，只有這樣才能發(fā)揮其真正的價值.

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