李章武 李斌
(四川省泸定中学,四川省 甘孜州626100)
摘要：在现代教育改革的背景下，现代教师的教学理念也发生了明显的改变。在传统的教学过程中，教师只是关注单一学科的教学，没有考虑到不同学科之间的联系。而经过一些教育专家的研究，不同学科之间具有明显的相似点，如果能够将各类学科进行有机地综合，可以进一步提高当前的课堂教学质量。如近年来倍受认可的STEM教育理念，这一理念是当前教育的热点，通过这一教育思想的渗透，可以提升教学效果。因此，在当前的高中教学阶段，教师需要结合学科特点融入STEM教育思想，让学生在学习的过程中了解学科关系，增强学生的实践能力。由此本文就以数学学科为例，谈谈STEM教育思想的渗透。
关键词：新课改；高中数学；STEM教育思想；渗透
基金项目：中国STEM教育2029创新行动计划“民族地区普通高中‘STEM’学科教育研究”（编号：2018STEM135）
在传统的高中数学教学阶段，教师更加关注一些数学例题的讲解，让学生们掌握更多的解题技巧，但经过观察发现，这种教育模式较为呆板，学生在学习的过程中很难达到举一反三的效果，他们仅仅只是在教师的教学要求下被动地进行知识摄入，在这种教学模式下，无法进一步提升学生的知识素质。因此，在当前的课程改革背景下，教师需要不断更新自己的教学理念，运用一些实用的教育思想来展开数学教学创新，提升学生的学科综合素养。
一、STEM教育思想论述
STEM教育理念与传统的单学科中书本知识教育模式存在明显的差异，这一教育理念更加重视学生的实践能力，强调学生在知识学习过程中不应该仅仅培养自己的单方面学科能力，需要打破学科界限，进行跨学科知识摄入。在这一教育理念中，S代表科学（science），T代表技术（technology），E代表工程（Engineering），M代表数学（Mathematics）。经过观察发现，科学、技术、工程、数学之间存在着一种相互补充、共同发展的关系，所以学生在学习的过程中如果要想掌握这几门知识，就不能够展开独立的学习，他们只有在知识交互碰撞的过程中，才能够进一步发散自己的学科思维，实现深层次的学习，掌握多重技能。
二、如何在高中数学教学中合理渗透STEM教育思想
考虑到STEM教育思想对学生成长发展所起到的重要性，接下来我们将着重分析怎样在高中数学教学中合理的渗透STEM教育思想。
（一）运用科学方法，帮助学生理解
首先，在STEM教育思想里面第一个内容就是科学，所以在当前的数学教学过程中，教师需要将科学和数学进行有机地融合，让学生们在遇到数学问题时不是盲目地揣测或者是直接给出结论，而是通过科学的方法去证明自己的想法是否正确，进一步帮助学生快速地解决数学问题。比如在学习“直线的倾斜角与斜率”这一部分的内容时，教师会让学生们背诵相应的公式定理来求得直线的倾斜角和斜率。但经过观察发现，大多数学生虽然能够找到方法去解决数学问题，但很多学生们对于这些概念的认知比较模糊，在这种情形下，教师就可以合理地融入科学教育内容，让学生们更加清晰地了解这些不同的概念。比如在《arduino高级》这本书中分析了不同的电子技术，也展示了不同的实验，让我们得出了不同的实验结论。因此，在帮助学生们认识这些数学概念时，教师可以渗透“倾斜开关”这一课的内容。在这一堂课里面通过代码编写，让我们了解到了倾斜开关如何控制LED灯的亮灭。在这部分内容里面运用到了滚珠开关、电阻以及多彩面包板的实验跳线和LED灯，在具体的实验过程中，操作人员会按照arduino教程来进行实验的连线，当开关一端低于水平位置倾斜时开关行通，而当另一端低于水平位置倾斜时，开关停止。所以通过这一具体的科学实验，可以让学生们更加清晰地了解关于斜率和倾斜角的不同概念。
（二）借助信息技术，提升解题效率
在现代社会快速发展的背景下，我国的科研人员研究出了更多实用的信息技术，这些技术的运用不仅仅为我们的生活带来了极大的便利，在当前的教学过程中，教师也可以借助信息技术来和学生一起分析问题。如在学习几何类的知识时，学生们需要探究点的轨迹，但是在之前的教学过程中，教师一般都是让学生们用手动画图的方式，所以有的学生很难快速构造出不同的复杂图形。因此，在当前的教学过程中，教师就可以运用《几何画板》和来和学生们一起探究点的轨迹，《几何画板》是一个适用于几何教学的软件平台，在这一软件平台里面主要是以点、线和圆作为基本的元素，在学生们使用这个软件的过程中，他们会变换并且构造这些基本的元素，运用测算动画轨迹跟踪的方式来构建几种不同的图形。如题目中提到了已知点A（2，0），B（8，0），点D与点A的距离是它与点B距离的1/5，求点D的轨迹，并求出相应的轨迹方程。在解决这一问题时，学生首先可以在根据题目的意思，在几何画板里面做出题目中所提到的几个不同的点，然后测量点D与点A的距离以及点D与点B的距离，让| DB |/| DA |=5，在点D移动时，| DB |/| DA |=5不变，所以点D运动形成了一个轨迹，这时候学生先猜想点D的轨迹是圆，接着再运用坐标法来证明自己的想法正确。因此，在遇到一些难以快速解决的数学问题时，教师也可以运用更多实用的技术手段来提升教学效果，帮助学生快速掌握解题要点。
（三）运用工程教育，解决数学问题
对于大多数学生而言，数学与工程之间没有任何的关联，所以他们在日常的学习过程中也从未想到自己需要运用工程教育的理念来进行数学知识的学习。但经过观察发现，工程教育理念主要强调的是教学的实践性和生活性，所以学生在解决一些综合类的题目时，他们可以进一步了解到数学教育和工程教育之间的联系。比如在一系列的工程项目中，相关的施工人员必须要建立模型，在模型的基础上来展开相应的工程建设，那么在数学学习过程中，教师也可以注重建模思想的灌输。如在学习“函数的应用”这一章节内容时，学生们会接触到“函数模型及应用”。教师在教学过程中可以举一个生活实例，题目中提到某地区不同身高的未成年男性的体重平均值，让学生们根据表中数据来建立相应的函数模型，反映该地区为成年男性体重与身高之间的函数关系。在解决这一问题时，学生们需要根据表中所提供的数据画出相应的散点图，然后观察点的分布情况，选择不同的函数模型来表示题目中的数据关系。通过这样的模型构造。可以帮助学生们更加直观地分析问题，提升学生解决问题的效率。所以在当前的高中数学教学过程中，教师需要应用工程中的建模思想来进行教学引导，让学生们在遇到难以解决的数量关系问题时学会运用直观的图像来解决问题。
（四）注重数学实践，培养实践能力
最后，STEM教育思想里面还提到了数学这一内容。主要强调教师在日常的教学过程中需要培养学生的实践能力。在传统的高中数学阶段，教师主要是让学生们去学习一些基础的概念公式，并且解决一些书面题目。但是在这种教学模式下，学生们的问题解决能力较弱，并且无法发散学生的思维能力。所以在当前的教学过程中，教师需要设置更多实际的问题，让学生们展开相应的自主探究。在数学实践活动的设置下，可以让学生们在知识学习阶段不断地进行分析和思考，进一步锻炼学生的数学思维。如在学习“算法与程序框图”这一部分的知识点时，教师可以为学生们提出一些具体的算法案例，然后让学生们在分析算法案例的过程中找准不同的结构来构造算法。就以辗转相除法为例，在学习辗转相除法中时，学生发现里面包含了一些重复操作的步骤，所以他们在构造算法时就可以运用循环结构。通过这样，的数学实践活动设置，让学生们在数学学习过程中不仅仅只是被动吸收教师所讲解的知识，而是更加主动地去进行探索，发散学生的创造性思维能力。
三、结束语
综上所述，在当前的高中数学教学过程中，教师应该要不断转换自己的学科思维，找到不同学科之间的共同点，从分科教学模式转化成综合学科教学模式，让学生们在数学学习过程中能够全面地发散自己的思维，增强他们对知识点的理解，培养出全面发展的优秀人才。
参考文献：
[1] 娄建林. STEM教育角度下高中数学互动教学方法的探讨[J]. 文渊(中学版), 2019, 000(006):621.
[2] 刘桂珍. 基于STEM教育理念下的高中数学课堂互动教学模式实践探究[J]. 新课程(下), 2019(4).
[3]孙玉妍, 陈瑞飞. 高中数学教学与STEM教育模式的整合[J]. 新智慧, 2018, 000(027):P.20-20.