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浅谈STEM视角下高中数学生成性教学的设计策略

作者:尹艳 来源:新课程·中学 2019年12期
   摘 要:现阶段随着科学理论体系越来越稳定,以及工程与技术的进步使人们的生活发生较大的改变,导致工程、技术素养等概念逐渐进入公众视野。同时为确保对新时期知识经济的挑战,我国的高中数学学科需要为社会培养理、工相结合的技术型创新人才,但是在我国大部分高中阶段的教育教学中,理科与工科存在失衡的情况,导致教师无法对学生的创新思维与动手能力进行有效的培养。因此,教师在STEM视角下,通过设计高中数学生成性的教学,使学生的逻辑思维能力得到充分发展,从而实现学生更加全面、健康的发展与成长。
   关键词:高中;数学;生成性教学;STEM;设计;策略
   因为在高中阶段的教育教学过程中,主要的教学目标就是对学生的逻辑思维能力进行培养,才能够确保为学生的终身学习与发展奠定坚实的基础。而随着我国科学技术不断快速的发展,使我国教育对高中数学教学内容与教学方法的要求越来越高,导致我国大部分高中数学教学无法满足社会的发展需求。所以STEM教学方法作为一种新型的方法,教师在STEM视角下,对高中数学教学内容与教学形式进行设计,使教师在教学中可以对科学、技术与工程教学进行渗透,从而大幅提升高中数学教学的质量与效果。
   一、STEM教育的内涵
   STEM主要是科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)与数学(Mathematics)四门学科英语首字母的缩写,而且它们之间具有十分紧密的联系,数学属于科学工具;科学是工程的基础;工程设计产品高新技术手段;高新技术为工程实施提供有力的硬件支持,而STEM教育的出现,使人们传统的认知与思维习惯发生改变[1]。同时STEM教育与传统的课堂教学相比较,更加重视某个特定的项目或任务,使教师可以引导学生运用多种媒介对多个领域的知识进行整合,确保学生通过合作学习完成任务,从而使学生可以对传统教学中单一学科的知识束缚进行突破。
   二、STEM視角下高中数学生成性教学的设计策略
   (一)在高中数学课堂中融入科学教育
   因为在新课改的背景下,苏教版的高中数学教材中有很多数学知识是在生活中应用的实例,所以教师可以根据教学内容,不断寻找数学与科学课程的结合点,确保通过对科学知识的渗透,使学生的科学素养得到提升[2]。所以教师在对高中数学中的“抛物线”进行讲解时,教师为确保加深学生对概念的理解,在教学过程中可以通过结合相关的物理背景,例如平抛运动的相关公式有:(s是位移,v0是初始速度,t为平抛时间,H为平抛高度,g为重力加速度,vt为平抛时间为t时的速度),(1)位移公式:水平方向:s=v0t、竖直方向:H=;(2)时间公式:t2=;(3)高度、时间、初始速度间的关系:h=v0t-;(4)平抛速度与初始速度之间的关系:vt2-v02=2gh;(5)平抛时间与高度的关系:t=。平抛运动相关公式推理的原理为:平抛运动可视为以下两个运动的合运动:(1)物体在水平方向上不受外力,由于惯性而做初速度不变的匀速直线运动(2)物体在竖直方向上初速度为零,只受重力作用而做的自由落体运动。这两个分运动各自独立,又是同时进行,具有分运动的独立性和等时性。因此可以推理出上述诸多公式。
   不断调动学生的思维,引导学生从不同的角度对抛物线进行理解,从而使学生可以更加深入地理解与掌握抛物线的相关知识。
   (二)在高中数学课堂中融入技术教育
   在《普通高中数学课程标准》中明确指出,随着我国不断地应用信息技术,在高中数学教学中通过整合信息技术,有机结合信息技术与数学教学内容,让学生对数学的本质进行了解,从而对数学知识进行更加深入的理解与掌握。而且教师通过运用几何画板、Flash等软件,可以将数学教学内容动态地呈现给学生,从而更加利于教师对学生的信息技术素养的培养。例如教师在对“函数的应用”进行讲解时,可以在每一台学生机上对Excel与几何画板软件进行安装,引导学生对二次函数的图象进行绘制,二次函数的图象是抛物线,但抛物线不一定是二次函数。开口向上或者向下的抛物线才是二次函数。抛物线是轴对称图形;对称轴为直线,x=-,对称轴与抛物线唯一的交点为抛物线的顶点P。特别地,当b=0时,抛物线的对称轴是y轴(即直线x=0);抛物线有一个顶点P,坐标为P;当=0时,P在y轴上;当Δ=b2-4ac=0时,P在x轴上;二次项系数a决定抛物线的开口方向和大小;当a>0时,抛物线开口向上;当a<0时,抛物线开口向下;a越大,则抛物线的开口越小;a越小,则抛物线的开口越大;确保每一个学生都能够清楚地对函数图象的变化进行了解,从而更加利于学生对函数进行理解与掌握。
   总而言之,高中阶段的学习属于学生极其重要的学习阶段,而且数学学科在高中教育教学中是十分重要的学科,学生通过学习数学,能够为日后其他学科的学习奠定坚实的基础,而且随着我国不断快速发展的科学技术,使我国的教育越来越重视高中数学的教学,导致我国高中阶段对数学教学提出更高的要求。同时STEM教育作为一种新型的教育形式,可以使学生突破传统教学中单一学科的知识束缚,不断发展学生的逻辑思维能力,从而实现学生更加全面的发展与成长。因此,在STEM视角下,教师通过对高中数学教学内容与教学方法进行设计,不断调动学生的思维,使学生可以更加深入地理解与掌握数学知识,从而大幅提高高中数学教学的质量。
   参考文献:
   [1]张静文.概念转变视角下的STEM教学设计研究[J].中小学信息技术教育,2018(1).
   [2]张淑清.STEM视野下的初中数学课程构建[J].中小学数学(初中版),2019(Z1).
   作者简介:尹艳,女,汉族,,苏州市相城区望亭中学,职称:中小学高级教师,学历:大学本科,研究方向:数学教育。

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