STEM 理念背景下的初中数学教学的研究与思考

一、STEM 理念与初中数学教学的内在关联

STEM 理念源于美国科技教育改革需求，融合了科学（Science）、技 术（Technology）、 工 程（Engineering） 与 数 学（Mathematics）四大学科的核心要素，强调以真实问题为驱动，通过跨学科知识的整合应用，培养学生的问题解决能力与创新思维。初中数学作为STEM体系的“基础工具学科”，其数与代数、图形与几何、统计与概率、综合与实践四大领域，均蕴含着与科学探究、技术应用、工程设计深度融合的可能性。基于STEM 理念既能降低学生对抽象知识的理解难度，又能激发其主动探究的兴趣，解决传统数学教学“重计算、轻应用”的痛点。

二、STEM 理念下初中数学教学的现实困境

（一）教学目标聚焦“知识传授”，忽视跨学科素养培养

当前部分初中数学教学仍以“掌握公式定理、提高解题正确率”为核心目标，缺乏对STEM 理念所强调的“问题解决、创新实践”等素养的设计。例如，在“一元二次方程”教学中，教师多围绕“求根公式、因式分解法”展开反复训练，却很少引导学生思考“如何用一元二次方程解决矩形场地面积优化问题”“如何结合工程设计需求调整边长参数”，导致学生仅掌握解题技巧，却无法将数学知识与现实场景关联。

（二）教学内容局限“学科本位”，缺乏跨学科整合设计

传统初中数学教材内容呈现相对独立，与科学、技术、工程学科的联系多为隐性，教师若缺乏跨学科设计意识，易导致教学内容“碎片化”。例如，在“图形的相似”教学中，仅讲解相似三角形的判定定理，却未结合科学课的“光学成像原理”（如照相机镜头的设计）、美术课的“比例缩放”（如绘制校园平面图）、工程课的“模型制作”（如按比例缩小搭建教学楼模型），使数学知识脱离实际应用场景，学生难以形成跨学科思维。

（三）教学方法依赖“讲授灌输”，缺乏项目式探究体验

受课时压力、评价导向等因素影响，部分教师仍采用“教师讲、学生听”的传统教学模式，即使引入STEM 元素，也多停留在“案例讲解”层面，缺乏让学生自主参与的项目式探究。例如，在“统计与概率”教学中，教师仅展示现成的统计图表并讲解分析方法，而未让学生分组完成“校园学生运动偏好调查”项目——从设计问卷、收集数据，到用 Excel 处理数据、绘制图表，再到分析数据并提出校园体育活动优化建议，学生无法体验“发现问题—设计方案—解决问题”的完整探究过程，创新能力与实践能力难以提升。

三、STEM 理念下初中数学教学的实践策略

（一）重构教学目标：从“知识掌握”到“素养培育”

以STEM 理念为指导，将初中数学教学目标分为“基础目标”“应用目标”“创新目标”三个层级，实现知识与素养的协同发展。

基础目标：聚焦数学核心知识的掌握，如理解概念、掌握公式、正确计算，为跨学科应用奠定基础；

应用目标：引导学生运用数学知识解决科学、技术、工程领域的真实问题，如用几何知识设计简易储物盒、用函数知识分析手机流量套餐的性价比；

创新目标：鼓励学生在解决问题的过程中提出新思路、新方法，如在“校园节水方案设计”项目中，通过统计分析不同区域的用水量，提出个性化的节水建议，培养创新思维。

（二）整合教学内容：从“学科独立”到“跨学科融合”

围绕初中数学核心知识点，挖掘其与科学、技术、工程学科

的关联点，设计“数学 +^; ”跨学科教学内容，让知识在真实场景中落地。

（1）数学 + 科学

结合生物知识设计教学内容。例如，在“植物生长规律”（生物）教学中，用数学的“变量与函数”记录植物每周的高度变化，绘制生长曲线并分析生长趋势，解释其生物意义与数学规律的关联。

（2）数学 + 技术

借助基础信息技术工具丰富教学内容。例如，在“扇形统计图”教学中，引导学生用 WPS 表格设计“班级同学周末活动类型”统计表格，收集数据后通过软件自动生成扇形图，直观分析“学习”“运动”“娱乐”等活动的占比。

（3）数学 + 工程

以简易工程设计项目为载体整合教学内容。例如，在“长方形与正方形的面积”教学中，设计“班级图书角收纳盒制作”项目，让学生根据图书大小（工程需求），计算收纳盒的长、宽、高，确定硬纸板的尺寸与裁剪方案（数学），并绘制简易设计图，考虑收纳盒的容量与摆放便利性（工程）。

（三）创新教学方法：从“讲授灌输”到“项目式探究”

以STEM 理念的“项目式学习”为核心，构建“问题驱动—探究实践—总结反思”的教学流程，让学生在自主探究中掌握知识、提升能力。

问题驱动，激发兴趣：结合学生生活经验，提出真实、有挑战性的问题，作为探究的起点。例如，在“不等式与不等式组”教学中，提出问题：“学校计划组织学生参加研学活动，现有两种旅行社方案，A 方案每人收费120 元，超过50 人可享受八折优惠；B 方案每人收费100 元，但需额外支付500 元场地费。若学校有 σ_X 名学生参加，选择哪种方案更划算？”通过生活中的实际问题，激发学生的探究欲望。

探究实践，协作解决：将学生分为 4-6 人小组，明确分工，引导学生围绕问题展开探究。例如，在上述“旅行社方案”问题中，小组需先分析两种方案的费用表达式，计算不同人数对应的费用，通过列不等式组找到“费用相等的临界点”，再结合学校实际人数给出建议；在探究过程中，教师仅作为引导者，帮助学生解决遇到的困难，鼓励学生通过讨论、试错完成任务。

总结反思，拓展延伸：项目完成后，各小组进行汇报展示，分享探究过程、结果与心得，其他小组进行评价与补充；教师总结项目中的数学知识与跨学科方法，引导学生反思探究过程中的不足，并拓展延伸问题培养学生的迁移应用能力。

结语

STEM 理念为初中数学教学注入了新的活力，它打破了传统学科的边界，将数学知识从抽象的符号转化为解决真实问题的工具，让学生在跨学科探究中体会数学的价值，培养核心素养。在实践教学中，教师需准确把握STEM 理念的核心内涵以数学知识为基础，以学生发展为中心，让STEM 理念真正服务于初中数学教学质量的提升。

参考文献

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