［摘要］STEM教育是当下比较新颖的话题，它符合跨学科教育特征，是集人文性、艺术性、审美性、科技性等为一体的新型教育模式。在初中数学领域，STEM教育在课程内容选择、教学材料的准备、教学方式等方面较以往的传统数学教学有很大的改变，在增强教学趣味性的同时，提升了学生对数学的审美素养水平。

［关键词］STEM教育；中学数学；跨学科；应用

一、推进跨学科融合，培育复合型人才

百年未有之大变局，教育首当其冲，未来国家的竞争，一定是人才方面的竞争。为党育人、为国育才，这是中国教育的发展目标和任务。我们需要怎样的人才、怎样培养人才，这是时代之问，也是国家之问，更是教育之问。然而随着科技技术的更新迭代，社会经济越发达，细分领域会越来越明显，这对教育来说是一把双刃剑。具有跨学科特征的STEM教育的出现，在一定程度上，就是综合性教育的回归。

教育不能是碎片化的，或者是独立门户的，更不能是短视的。

科学知识、大数据工程、技术等，甚至是审美、历史、哲学等人文科学都与现实生活中的数学知识息息相关，针对数学史著名的千古第一定理——勾股定理，数学界一直有一个说法，数学有两个瑰宝，一是毕达哥拉斯定理，二是黄金分割，前者称之为黄金，后者称之为宝石，这些都是人文史学给数学界留下来的佳话。

这是数学家用文学的语言来讲述关于数学的故事，堪称经典的言论。没有文学，这个千古第一定理也会被枯燥无味的数据所淹没。的确，数学需要文学的加持，才更有诗意的表达，图形之美本身就是艺术的，黄金分割点用在建筑上，也是审美的数学。因此，单项的分科教学，越来越成为跨学科教学的鸿沟，而STEM教学，就是要融通科技、数学、模块、大数据、创客、甚至是音乐美术体育等术科，让跨学科教学成为学校的常态，培育复合型人才，运用工程和数学领域甚至是人文审美领域的基本知识，去解决实际问题的复合型人才。

跨学科融合，培养复合型人才，是初中数学教育急需解决的问题，数学很抽象，但抽象的东西结合其他学科的情景式教育，照样可以鲜活起来，比如讲勾股定理，就要追溯到悠悠4000年的故事，讲到爱因斯坦的相对论，这样孩子们才愿意被老师带进神秘而又美丽的数学新世界。

二、新兴技术理念与STEM教育的耦合

珠三角一带科学技术发达，孩子们接触的新鲜事物比较多，只有让新兴的3D打印技术、创客空间、校园科技与STEM教育融合的理念深入人心，才有创新技术的出现，有STEM教育生根发芽的土壤。只有开展接地气的、真正实用的理论，并紧密地联系我们STEM实际的教育教学，才是我们民族振兴、乡村振兴的一个突破口。

近年来STEM教育的研究者，更多地把研究视角转向如何更好地将STEM这种跨学科的教育理念渗透到实际教学中，比如很多信息计算机老师开始把STEM教育应用到青少年创客中去；数学老师与计算机信息老师合作，一起把数学课程教学融入STEM教育的教学设计、STEM教育应用的环境等等中去，让中学数学本来难理解的“勾股定理、圆的难点、三角形的内角和外角、分割法解题等”等难题，在STEM课程体系的交融解释下，变得更加易于理解。其实，吴俊杰在《边缘革命——STEM教育的破局之路》就郑重宣告，破局是STEM教学的唯一出路，可谓一语中的，震耳发聩。技术革新往往会导致教育的改革，社会急剧的变化往往也会导致教育转型升级。

随着STEM教育研究的不断推进、优化、深入，越来越多的创新成果将会不断涌现出来，这对中学教学研究，尤其是数学的应用研究，涉及到的对STEM教育的理解及其应用效果会愈加明显。

三、STEM教育在初中数学教学中的应用

（一）基于数学教学的分析

STEM教育教学设计的初期，要从学生的培育目标、养成特征、跨学科学习内容进行设计。

教学目标是为了确定学生的学习主题；学习目标就是了解学生特征的内容，同时在学习过程中，围绕培养有跨学科学习特征的孩子，在内容设计上多考虑孩子在数学发展中的可能性，不断融入各学科的知识，提升跨学科学习的耦合度，这样STEM教育思想既丰富了传统数学教学目标和内容，也提升了学生的三维价值体系的构建。

（二）数学学习任务的设置

学习任务是STEM教育的逻辑起点，也是核心所在，没有情景式的学习任务，学生就盲目无所从，又会回到传统的面对面的教学语境中去，孩子面对比较枯燥无味又难懂的数学任务，就体会不到学习的乐趣和价值。

学生学数学，最好要提供解决实际问题的方向和任务，这样就能激发学生学习的内驱力，在内驱力的驱使下，完成实际操作的数学任务，也能很好地通过情景式学习、任务型驱使去理解数学概念、原理。譬如我们数学教材的每一章的前言部分，开始都是以生活中的例子，情景式地引入我们要学习的知识中来，数学需要提出一个个生活中存在的问题，带着问题导向去探究、合作、构建，去进行情景式学习，以解决问题为目的，而不仅仅是理解数学概念，在概念的枯燥中，丧失学习数学的乐趣。

的确，STEM情境下的数学学习任务也要还原数学本身的模样，古代有很多经典的数学故事，现代有很多经典的数学案例，都是以任务型的问题导向为主去提出问题、分析问题、解决问题，从而成为可感、可知、可解的数学丰富例子、故事。这就是数学的倒推，而不是前溯，是还原，而不是导出；如此一来，STEM教育下的数学课堂更加具有相容度、丰富性。

（三）数学教学道具和学习环境

在提供足够多的教学道具（工具）的基础上，要整合教学手段，更要丰富教学思想，老师的教和学生的学，在STEM教育环境中，要重新定义师生关系、情境关系，甚至是环境要素关系，在互相意义的内容上展开建构，这是很重要的一环，需要提供好的学习环境、数学创客室、情景式未来教室；填充学习资源，例如投影器械，这是STEM工具教学设计必不可少的条件。

现代中学数学教学，需要更新设备，比如跟社会密切相连的实用器材和当下备受推崇的信息化工具3D打印机，与企业息息相关的开源电路板。而为了提升学生对未来数学的思维开发，构建极其丰富复杂的数学模型，就需要提供有前瞻性的可视化程序设计工具、概念图绘画工具、数学模型数据分析工具、网络沟通工具、三维建模工具，甚至是新出来的chapGPT软件技术和用得较多的实物投影、几何画板、音频及视频等等。设备和思维工具都有了，STEM教学才有现实意义。

这些设计和任务，丰富和支持着STEM教育背景下的数学课堂。只有这样，STEM教育下的数学课堂才会更加充实和先进。只有充分认识到数学教学工具与资源设计的重要性这一点，我们在STEM教育理论的数学应用中，才能做到与时俱进，才能精准地完成教师设计的数学分析和完成数学任务。

当然，中学数学中的STEM教育除了“基于数学教学的分析、数学学习任务的设置、数学教学工具与资源设计”这三个重要环节，还要注重“数学学习支架设计、数学学习活动设计、数学学习评价设计”。这些环节需要数学老师不断去学习先进的STEM教育理论，与其他科任老师一起，进行跨学科的探讨，让数学的工具理性更加具有人文精神。

结  语

作为一种中学数学的教学实践，STEM教育所走的路还很漫长，甚至有可能被新的教育模式替代，但它从教育视角的全面性出发，改变了传统的教学手段，使单学科教学转变为丰富的多学科融合；也使教师和学生的角色发生了转变。教师在引导学生的教学中，适时调整学生进度，为学生活动提供支持，这是符合现代融合教育的生成性和发展性的。STEM教育在课程内容选择、教学材料的准备、教学方式等方面较以往的传统数学教学有很大的改变，在增强教学趣味性的同时，也提升了学生对数学的审美素养水平，有助于提升学生解决复杂情境问题的能力。