邢延平 聶淑媛

【摘要】STEAM教育作為一種新型教育理念，與目前各學科所提倡的培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的目標不謀而合。文章以人教版初中數(shù)學教材（2017版）“三角函數(shù)應用舉例”中為例，探索了STEAM教育理念融入初中的設計與應用，并對STEAM教育更好地融入實際課堂，給出了相應的方法。

【關鍵詞】STEAM教育? 中學數(shù)學? 數(shù)學核心素養(yǎng)

【中圖分類號】G633.6 ? 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2021）39-0148-02

一、STEAM教育理念的發(fā)展歷程

1.STEAM教育理念的起源

STEAM教育理念最早由美國的科技工作者提出，最初是由科學（Science），技術(shù)（Technology），工程（Engineering），數(shù)學（Mathematics）4個科目融合起來的STEM教育，在2011年英國國家科學技術(shù)與藝術(shù)基金會（NESET）發(fā)布了《未來一代》報告，倡導將藝術(shù)類課程加入STEM，自此有了基于5個科目融合式的跨學科教育，它是通過深入整合各個學科的知識，打破學科之間的界限，從而對學生進行綜合培養(yǎng)，提升學生的綜合學習能力。STEAM教育理念就是引導學生以解決問題為導向，通過真實情景的體驗，發(fā)揮想象力與創(chuàng)造力，最終找到解決方案的一種教育模式。在教學的過程中，要以學生合作探究為中心，以問題導向和項目式的學習為依托，并把理論和實際相結(jié)合。

2.我國STEAM教育理念的發(fā)展

2015年9月，教育部印發(fā)的《關于“十三五”期間全面深人推進教育信息化工作的指導意見（征求意見稿）》中提出：“在有條件的地區(qū)要積極探索新技術(shù)手段在教學過程中的日常應用，有效利用信息技術(shù)推進眾創(chuàng)空間建設，探索STEAM教育等新教育模式，使學生具有較強的信息意識與創(chuàng)新意識?！逼渲兄赋隽宋覈鴮τ谌瞬排囵B(yǎng)方向的新模式和新要求。我國傳統(tǒng)的教育模式主要是一種灌輸式的教育，學生的主動性、創(chuàng)造力和想象力被束縛，教育與實際生活脫離，不利于培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力。隨著我國信息化建設的高速發(fā)展，在教育領域需要一種新的教學模式為我國的發(fā)展培養(yǎng)出與科技和生活契合度更高的創(chuàng)新型人才，而STEAM教育理念滿足這類人才的培養(yǎng)，是我國教育改革發(fā)展所需要的。

二、數(shù)學核心素養(yǎng)與STEAM教育理念

數(shù)學素養(yǎng)包含數(shù)學抽象、邏輯推理、數(shù)學建模、數(shù)學運算、直觀想象、數(shù)據(jù)分析，其內(nèi)涵是學生在學習數(shù)學后能夠具備數(shù)學思維、問題解決能力和科學精神，在面對現(xiàn)實情景的復雜問題時，能夠靈活地運用所學過的數(shù)學知識以及其他領域的知識來解決問題。

STEAM教育理念與數(shù)學核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標是互相關聯(lián)的，兩者都提倡知識與實際問題的結(jié)合，打破傳統(tǒng)單一的教學模式，進行跨學科綜合教學，培養(yǎng)學生在情景模式下解決問題的能力。數(shù)學是研究數(shù)量、結(jié)構(gòu)、變化、空間以及信息等概念的一門學科，在科學、工程、醫(yī)學和經(jīng)濟等領域都離不開數(shù)學的支撐，由此可見，在數(shù)學學科中融入STEAM教育理念，更加貼合數(shù)學核心素養(yǎng)的內(nèi)涵。

三、基于STEAM教育理念的教學案例設計

本人以人教版初中數(shù)學（2013版）九年級下冊第二十八章28.2.2三角函數(shù)應用舉例為例，設計了基于STEAM教育理念的教學案例。在具體的教學設計中，立足于社會發(fā)展實際，從學生的日常生活環(huán)境和實踐活動人手，將知識教學與社會情境緊密結(jié)合。

1.新課導入

（1）教師活動：在大屏幕上展示兩組圖片：一組是課本上的比薩斜塔，第二組是教學樓下任意選取的一棵樹，讓同學們思考，如何測量比薩斜塔的傾斜角以及樹的高度。

（2）學生活動：各小組同學合作探究，自主查閱相關文獻資料，運用以前所學過的知識，尋求解決辦法，討論具體方案，經(jīng)過小組討論后，選出最優(yōu)方案。

數(shù)學核心素養(yǎng)：在合作探究的過程中，通過將實際生活中的實際問題轉(zhuǎn)化成數(shù)學問題（數(shù)學抽象、直觀想象）;學生探究問題的解決方案（數(shù)學建模）。

STEAM教育：①科學：在進行方案設計時，需要客觀、科學的想法和理念;②技術(shù)：在方案實施過程中，學生需要用到一些相關的精密測量儀器。

2.新課講授

（1）教師活動：通過小組代表對小組方案進行的簡介，總結(jié)方案類型，并評出最優(yōu)方案，講解在我們想要測量一些生活中遇到的物體的寬度、高度以及傾斜角度時，我們可以用到哪些數(shù)學中學到的知識（三角函數(shù)、相似）。

（2）學生活動：在了解本節(jié)課相三角函數(shù)解決實際問題后，讓同學們思考，實際問題中還有哪些是可以用三角函數(shù)來解決的，它們具有什么樣的特征。

數(shù)學核心素養(yǎng)：學生在思考過程中，把生活中的實際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學問題來解決（數(shù)學抽象、直觀想象）;學生在解決問題時，對三角函數(shù)解決實際問題的類型進行歸類（數(shù)學建模）。

STEAM教育：①數(shù)學：學生在解決問題的時候，需要具備一定的數(shù)學知識。并對其進行靈活運用;②藝術(shù)：在學生對問題歸類時，可以體會生活中到處都存在數(shù)學美。

3.項目一

（1）教師活動：創(chuàng)設情景：某市有一座宋朝的古塔，當?shù)匚奈锞忠獙潘M行修葺，需要測量古塔的高度，每個小組設計方案，成員分別擔任不同的任務（測量、計算等）。在方案實施時，需要考慮什么樣的問題？如果遇到這些問題，應該如何解決？

（2）學生活動：各小組根據(jù)自己小組設計的方案，考慮需要用到哪些測量工具，測量過程中會遇到什么問題，給出解決方案，并討論用到了哪些數(shù)學知識。

數(shù)學核心素養(yǎng)：方案實施過程中，學生需要對測量數(shù)據(jù)進行處理，并進行最終的計算（數(shù)學運算）。

STEAM教育：①技術(shù)：方案實施過程中，對各種儀器使用過程的掌握。②藝術(shù)：考慮實際問題時，對古塔設計的觀賞，以及周邊環(huán)境的勘測。

4.項目二

（1）教師活動：在確定好小組的設計方案后，以圖表、圖形的形式，運用一些軟件技術(shù)，完善項目方案。

（2）學生活動：各小組根據(jù)本小組的設計方案，分析生活中所遇到的測量問題有哪些？它們都可以用什么樣的數(shù)學方法去解決。

數(shù)學核心素養(yǎng)：問題歸類時，要盡可能充分（數(shù)學建模），在實際生活中抽絲剝繭，找到它的數(shù)學模型（數(shù)學抽象）。

STEAM教育：①科學：實際問題數(shù)學化時，要注意其科學性;②技術(shù)：在進行圖形、圖表過程中，需要掌握相應軟件的使用技術(shù);③藝術(shù)：歸類時，領略祖國大好河山中的數(shù)學美。

5.項目三

（1）教師活動：請同學們課下從生活中選擇一個生活中關于測量的問題，用我們所學過的各科知識，設計不同的方案。

（2）學生活動：個人獨立完成，在設計時，需要考慮多個學科的知識，不局限于數(shù)學。

數(shù)學核心素養(yǎng)：方案設計過程中，注意相關計算方法的使用（數(shù)學運算）。

STEAM教育：跨學科思考解決方案，體現(xiàn)STEAM教育理念。

6.課堂小結(jié)

在學生合作交流的基礎上，教師總結(jié)利用三角函數(shù)解決實際問題，首先要構(gòu)造出直角三角形，實際問題數(shù)學化后，我們要找到可測量的邊，才能得出具體結(jié)果。除此之外，之前相似部分的相關知識也可以解決類似的問題，同學們需根據(jù)具體問題分析選擇合適的方法。

評價學生學習效果，以過程性評價與結(jié)果性評價相結(jié)合為主，學生自評、學生互評、教師評價的多元評價方式為輔，提高評價的信度和效度。在過程性評價中，學生在解決問題時所表現(xiàn)出的具有創(chuàng)新性的解決方法、創(chuàng)新性思想思想、小組成員之間的默契度、方案總結(jié)的科學性都應作為評價的參考。

四、STEAM教育理念與傳統(tǒng)教學比較

我國的傳統(tǒng)教育模式，也強調(diào)教師在教學時，要以學生為主體，提倡學生自主學習，但實際課堂中還是以教師講授為主，學生被動地接受知識點，通常只關注本學科需要掌握的知識，跨學科教學缺乏，學生的數(shù)學能力不能得到良好的發(fā)展。

與傳統(tǒng)學科相比，STEAM教育理念強調(diào)學生聯(lián)系生活實際，自己動手，在操作過程中獲取知識，學生在學習的過程中具有真實的體驗感，在學習之后，也可以利用所學知識去解決實際生活中的問題?；赟TEAM教育理念的課堂教學，更加重視學習過程的多元化和知識獲取的多樣化，能有效激發(fā)學生學習興趣，提高學生數(shù)學核心素養(yǎng)。

目前，在我國STEAM教育理念融入課堂處在初步階段，只在少數(shù)城市有所涉及，實際應用還遠遠不夠，同時，STEAM教育理念要想更好地融入課堂，不僅需要一線教師對理念的完全解讀，學校的設施、場地等硬件設施的配備也是不可或缺的。在STEAM教育理念進入課堂后，教師也要設置合適的評價體系，對教學的結(jié)果有合理的評價標準。教師在教學時也要充分挖掘教材與實際生活的聯(lián)系，在課堂中最大化實現(xiàn)情景化，從而提高學生的數(shù)學核心素養(yǎng)。

參考文獻：

[1]師保國，高云峰，馬玉赫.STEAM教育對學生創(chuàng)新素養(yǎng)的影響及其實施策略[J].中國電化教育，2017（4）：75-79.

[2]董宏建，胡賢鈺.我國STEAM教育的研究分析及未來展望[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2017，27（9）：114-120.

[3]張繼偉，段紅.知識建構(gòu)視角下 STEAM 教學模式的構(gòu)建研究[J].兵團教育學院學報，2020，30（5）：29-33.

[4]秦德增，秦瑾若.核心素養(yǎng)視角下的 STEAM 跨學科融合模式研究[J].教育理論與實踐，2018，38（22）：52-56.

[5]閆鑫，劉光旭.基于STEAM教育理念的高中地理教學研究——以“工業(yè)區(qū)位因素及其變化”為例[J].中學地理教學參考，2021，8（下）.