高中数学课程中融入STEM教育理念的现状、困境及路径研究

2022-12-06 02:16杨朵周锦程周锦程江苏臣谢辉
中学数学杂志(高中版) 2022年6期
关键词:STEM教育理念数学核心素养

杨朵 周锦程 周锦程 江苏臣 谢辉

【摘 要】 为探究高中数学课程中融入STEM教育理念的现状、困境及路径,文章首先对高中数学课程融入STEM教育理念的必要性进行了阐述;其次,分析了高中数学课程中融入STEM教育理念的研究现状,发现我国将STEM教育理念作为教育理念的学校尚在少数,此外,要使STEM教育真正落地,还存在国家顶层设计较少、专业师资缺乏、课程资源匮乏、教学模式单一以及标准和评估机制尚未建立等困难;进一步,根据《普通高中数学课程标准(2017年版)》与STEM教育理念的契合性以及高中数学课程中融入STEM教育理念存在的困难,给出建立STEM教育顶层设计、培养STEM教育师资、建设STEM教育课程资源、革新STEM教育教学形式和建设STEM教育标准与评价体系等五条高中数学课程中融入STEM教育理念的具体路径.

【关键词】 STEM教育理念;高中数学课程;跨学科整合;数学核心素养

0 引言

2017年《普通高中数学课程标准(2017年版)》(以下简称《高中数学课标》)推陈出新,更加重视学生综合能力的培养与发展. 《高中数学课标》阐明了数学学科核心素养和素质教育的重要性,在教学评价环节,既注重学生学习结果,也重视学习过程,并强调在学习过程中培养学生的数学学科核心素养、数学自学能力和应用意识. STEM教育的核心是培养学生综合素质和运用跨学科知识解决实际问题的能力. 近年来,为培养学生解决实际问题的能力,国际教育界开始广泛关注STEM教育,而STEM教育理念与我国《高中数学课标》所提出的基本理念高度契合,这为我国高中数学课程中融入STEM教育理念提供了可能.

1 STEM教育概述

20世纪80年代,美国首先提出STEM教育,其主要涉及科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)、数学(Mathematics)四个领域. 随着STEM教育的发展,研究者将艺术(Arts)加入STEM教育,演变成为了STEAM教育,这两者在教育理念上是相同的. 在应用层面上,可将STEM教育分为“整合”和“细分”两种取向,“整合”即认为跨学科整合是STEM教育的核心,培养学生的跨学科素养和解决实际问题的能力是学科整合过程中的重点,该观点认为STEM教育除了四门学科的整合外,还需要整合更多的学科;“细分”则认为STEM教育需要剖析四门学科整合的实践路径,找出适合社会发展的途径,该观点认为STEM教育应该关注科—工整合,其较为适合我国基础科学教育的发展现状,持有该观点的学者同时提出了科工教育的三种整合思路. 高凯涛等人认为STEM教育的本质是让学生掌握四门学科的相关知识技能,在解决问题时,打破学科限制,灵活运用跨学科知识技能. 李克东等人认为STEM教育的本质是一种基于真实情境的跨学科课程整合方式,根据真实的教学情境,给出问题和学习任务,学习者通过解决问题和完成任务来进行内容的学习. 余胜泉等人认为STEM教育的本质是整合跨学科知识,最关键的任务是项目或问题的设计,帮助学生奠定坚实的知识基础和培养学生解决问题的能力.

综上所述,可将STEM教育的本质大致总结为以下三个方面:首先,“整合”即STEM教育的核心是跨学科整合,不仅是科学、技术、工程和数学四门学科的整合,也是更多学科的整合. 学科整合过程中要注重培养学生的STEM素养和解决实际问题的能力,帮助学生习得学科知识技能. 其次,“细分”是指STEM教育需分析出学科整合的可行路径并找出顺应社会发展的途径. 最后,STEM教育追求的是一种在真实教学情境中基于问题、基于项目的学习方式,学生在完成项目和解决问题的过程中习得知识与技能.

2 高中数学课程中融入STEM教育理念的必要性

《高中数学课标》阐明了课程理念、课程目标和课程内容等课程要求,其不仅是对历史课标的继承,也满足了时代发展的新要求,符合新一轮课程改革的发展方向. 同时,STEM教育理念的提出也契合了新课程改革的方向. 因此,将STEM教育理念融入到我国高中数学课程中有以下三点必要性.

2.1 落实高中数学课程目标的必然要求

《高中数学课标》指出:“数学教育要联系实际,同时注意与其他学科的结合,教师要养成培养学生核心素养为指向的教学意识,培养学生的数学核心素养是高中数学课程的目标,在教学过程应围绕核心素养来开展. 在教学实践中教师应结合教学内容培养学生数学核心素养,进而培养学生的问题解决能力,同时通过信息技术与数学的结合,激发学生的学习兴趣与开拓学生的数学视野.”根据《高中数学课标》和高中数学课程的特征,明确了数学要与实际生活相联系,进行情境化教学,同时还强调了数学知识与其他学科知识相结合的重要性. 因此,从《高中数学课标》与STEM教育理念的特点来看,STEM教育符合《高中数学课标》要求,它强调跨学科整合、“学习者中心”和培养学生的创新能力和实践能力. STEM教育为高中数学教学提供了一个好的平台,教师向学生提供真实的教学情境,指导学生运用跨学科知识解决数学问题,从而帮助学生积累跨学科知识和培养STEM素养.

2.2 丰富高中数学课程内容的有效途径

《高中数学课标》强调数学课程内容要与科学、技术、工程与学生现实生活等相联系,数学核心素养的培养除了要注重與课程内容紧密结合外,还强调要与学生特征、社会关系之间的关联.

首先,高中数学课程内容注重学生个体的发展和综合能力的培养. 《高中数学课标》是对传统课标的继承和发展、更新和完善. 传统的高中数学课程内容较为关注理论层面,教学过程中教师未能有意识地将教学内容融入学生的实际生活中,学生只是暂时性掌握教学理论知识. 因此,在开展高中数学课程时,教学内容要基于学生已有的认知结构,契合学生的实际生活. 以STEM教育理念为导向的教学强调学生直接经验的获取,强调在真实情境中获取知识和解决现实问题. 基于STEM教育理念与数学课程内容的联系,有效加强了数学课程内容与现实生活的联系,有助于学生在现实生活中发现问题、分析问题、解决问题,更好地掌握所学知识技能,提升学生的综合能力.

其次,高中数学课程内容同时也关注现代社会的需求,《高中数学课标》把“数学建模活动与数学探究活动”也纳入数学课程标准. 因此,数学建模教学活动是STEM教育理念落地高中数学的重要途径.《高中数学课标》界定了包括数学建模在内的六大核心素养,对于“数学建模”这一核心素养,课程标准明确提出通过高中数学课程的学习,学生需要认识数学模型在科学、工程等诸多领域的应用,同时实践能力、创新意识也是学生需要培养的数学素养. 在数学建模教学过程中融入STEM教育理念,既符合《高中数学课标》的基本要求,又可以更好地促进学生的学习和提升课堂教学效果. 因此,将STEM教育理念与高中数学课程相融合是丰富高中数学课程内容的有效途径.

2.3 丰富高中数学课程理论研究的客观需求

数学作为一门通识学科,由于其在学科群中的重要地位,促进了我国数学教育理论与实践的不断发展. 广大研究者在不断探究和完善数学课程理论中发现,在数学课程教学实践中仍需要具有时代特性的理论支撑和指导. 高中数学课程中融入STEM教育理念,在一定程度上能有效促进学生之间的协作学习,实现教学资源的整合. STEM教育理念的思想符合我国现代数学教育理论的发展方向,在高中数学课程教学中,鼓励学生自主构建模型,强调学生的自主实践学习,引导学生把数学知识应用到生活中,使学生在学以致用的基础上获得成就感. 随着我国STEM教育理念的不断发展,在不同的学科教学中进行实践和探究都取得了一些成果,但在高中数学教育教学领域中,应用到STEM教育理念的研究还相对较少. 因此,为丰富和完善高中数学课程的理论体系,将STEM教育理念融入进高中数学课程,加强实践与理论的结合,是我国高中数学教育发展的客观需求.

3 高中数学课程中融入STEM教育理念的现状分析

在“中国知网”的主题栏内输入主题为:“(STEM)OR:(STEAM)AND(高中数学)”,截止日期到2022年8月7日,共检索到63篇中文文献. 将其导入Cite Space6.1.R2软件,绘制高中数学中涉及STEM教育文献的前十三个高频关键词文本(见表1)、关键词共现图谱进行可视化分析(见图1).

利用CiteSpace对高中数学中涉及STEM教育文献的关键词文本分析知:样本文献中研究关键词所占篇幅最多的是“高中数学”,出现频次高达28次,中介中心性为0.34,其他研究主题依次为“教学设计”“数学建模”“教学策略”和“教学实践”等. 中介中心性指

的是一个关键词节点担任其它两个关键词结点中间点的次数,当某一关键词作为“中间点”的频次越多,则该关键词的中介中心性就越高,当一个节点的中介中心性≥0.1时,则该节点可被定义为关键节点.

结合高中数学中涉及STEM教育研究的文献关键词进行统计分析,近年来在高中数学中引入STEM教育的案例逐渐增加,涉及到数学核心素养、数学建模、教学设计、教学策略、教学模式、教学实践等内容,且多以培养学生数学核心素养为主. 如梁艾伦提出基于探究的学习、数学建模和基于工具的教学法可以齐头并進,为数学和科学提供一个综合的STEM教学框架,同时还提出基于探究的建模教学循环来探索一种边界教学法,通过提出的教学循环来进行课程设计,并展示了部分学生作品,以说明学生在最低限度的教学环境中解决不同问题的方法;董吉玉等人针对当前STEM课程中存在的问题,以数学学科为引领,以数学学科核心素养为目标导向,以数学内容分析、融合领域确定与主题情境创设为实施步骤,阐释了以数学学科为引领的STEM课程融合的具体操作,为实现STEM课程与学生学科核心素养的融合发展提供了新途径;王莹对高考试题中数学建模素养水平的考查进行分析,并结合STEAM教育理念对数学建模试题背景进行赏析,积极引导师生在课堂中对数学建模教学的重视和改进,进而发展学生数学建模素养;潘掖雪等人结合数学教学设计过程和STEM跨学科项目设计模式,构建了一套基于STEM教育理念的高中数学教学设计框架.

许燕婷通过对国内多个省市不同学校的数学教师进行调查分析,了解了STEM教育理念在高中数学课程中的实践现状. 其一,STEM实验室已建成的学校不到十分之一,而无建设规划的学校约三分之二;其二,对于STEM教育理念的了解途径,将近半数接受调查的教师表示主要来自论文、期刊,有三分之一教师表示对此不了解;其三,不同地区由于地域、经济差异所带来的STEM教育理念应用现状也有所差别.

综上可知,研究者对STEM教育的理论研究较多,但真正将STEM教育理念作为教学理念之一的学校尚在少数,这也说明STEM教育理念在全国范围内尚未引起大范围关注. 国内STEM教育理念运用现状处于上升期且上升空间较大,但我国STEM教育理念的运用和STEM教育的开展仍存在许多困难. 一个理念的推行过程中总难免会遇上困难,在高中数学课程中融入STEM教育理念的推行过程中,不同地区或不同学校存在不同程度的问题,主要包括国家顶层设计、师资力量、课程资源、教学模式、标准和评估机制等方面.

3.1 国家顶层设计缺少

我国STEM教育虽然呈现出繁荣的态势,但还缺少国家顶层设计. 纵观世界各国STEM的发展,STEM教育发展领先的国家都有顶层设计. 美国自从STEM教育提出以来,政府和社会高度重视,已将STEM教育提升到美国国家战略层面,国家领导人和机构发布了20多份STEM教育文件支持和保障STEM教育的发展. 在英国、德国等西方发达国家的STEM教育发展中,也强调顶层设计,重点以政府和教育部门发布的相关政策为主,在国家的主导下,形成课程建设、师资培训、机构合作等多方面资源配置的组织模式. 此外,我国在2017年发表的《中国STEM教育白皮书》中指出,缺乏国家顶层设计仍是我国STEM教育当前面临的问题和挑战. 白皮书的发布为我国STEM教育的发展开辟了一个良好的局面. 但与STEM教育发展较好的国家相比,我国在STEM教育方面还面临诸多困难. 在面对这些问题时,需要国家宏观的顶层设计,推动STEM教育的发展.

3.2 专业师资缺乏

在高中数学课程中融入STEM教育理念,充足的专业师资是其顺利开展的保障. 目前,我国STEM课程的教师大多是非专业教师,专任教师的缺乏仍是STEM教育顺利开展面临的挑战. 由于我国采用分科式教学,高校只培养数学、物理、化学等单一科目的教师,较少设置技术与工程等与STEM密切相关的综合性课程,导致所培养的教师缺乏综合性和跨学科素养. 结合STEM教育跨学科的特征,在师资培养上要求教师不断学习跨学科知识和提升跨学科素养. 但我国专业的STEM师资培训项目和培训课程较少,几乎没有高校针对STEM教育开设师范专业. 对于STEM教师的专业发展,目前还没有系统的专业培训体系,零散的项目未能满足STEM教师专业发展的需求.

3.3 课程资源匮乏

我国开展STEM教育受到课程资源的影响. 课程资源在课程实施中起着重要作用,教师和学生需要通过课程资源来进行教授和学习,教材是开展课程的核心资源. 由于我国STEM专任教师和教材的稀缺,使得教师难以找到契合学生身心发展规律的教学内容促进学生的发展. 所以,我国一些中小学教师直接使用国外的STEM教材,但由于我国的文化背景、学生的身心发展情况等与国外存在一定的差异,直接将其应用到我国的教学过程中,会出现“水土不服”的现象. 我国部分中小学也开发了部分STEM校本课程教材,但教材内容仍不符合学生身心发展情况和学校特征,同时在硬件环境方面,STEM实验室数量不充足,使得STEM教育难以开展. 此外,教育资源在高中数学课程中实施STEM教学也起着重要作用. 例如,3D打印机、智慧教室、数据分析工具、三维建模工具等利于促进STEM教育的教学质量,但我国较少中小学拥有STEM的配套技术设备,以致对STEM教育的发展起到一定的阻碍作用.

3.4 教学模式单一

我国STEM教育的教学模式主要是以教师单人教学为主且教学模式相对单一. 在教学过程中,当教师遇到教学内容涉及跨学科、跨领域时,便会陷入“新知”的困境,导致阻碍STEM课程的实施. 对于STEM教育的落实,在方法和知识层面,都需要在实践中不断探索. 在教学中,教师用传统的教学手段教授STEM课程,学生成了被灌输知识的“盒子”,这违背了《高中数学课标》倡导的“自主、探究、合作”的学习方式和“让学生自己面对挑战”的课程理念. 因此,从目前国内较为单一的STEM教学模式来看,教授STEM課程,不是学生“能不能学”,更是教师“能不能教”的问题.

3.5 标准和评估机制尚未建立

我国STEM教育起步较晚、基础薄弱、经验匮乏、相应的标准和评价机制尚未建立,这些问题都亟须改进. 中小学校能开展哪些STEM课程?STEM课程具体教学内容包括哪些?期望STEM课程的教育效果能到达什么高度?在现有的教育项目上还需要哪些改进?最终培养的人才是否符合国家的发展需要和社会要求?这些问题都需要建立相应的标准与评估体系来解答. 在STEM教育中,学生的创新能力、实践能力等方面的发展情况不能靠分数来评判,需要根据相应的标准和评价机制对学生各方面发展情况进行评判. 所以,建立标准和评价机制是STEM教育发展不可缺少的组成部分.

4 高中数学课程中融入STEM教育理念的可行性分析

《高中数学课标》强调了把数学知识应用于实际生活中,以及将数学知识与其他学科知识相结合的必要性,同时强调了在数学教学活动中注重培养学生的实践能力和创新意识,学会从数学的角度发现问题、分析问题和解决问题. 从《高中数学课标》与STEM教育理念的比较分析中,我们发现两者在很多方面是高度契合的.

4.1 课程理念的紧密联系

STEM教育是当今一种全新的教育范式,其根本目标是培养质疑性强、敢于创新、敢于实践以及具有跨学科知识素养和解决实际问题能力的人才,它已成为各国教育领域的一个重要发展战略. STEM理念指导的教育是在真实情境下所展开的跨学科教育,且高中数学课程同样强调创设问题情境的重要性和培养学生解决问题的能力,STEM教育与高中数学课程在其目标以及教学方式上并不矛盾,并且存在紧密联系. 例如数学教学要与实际生活和其他学科相联系,有助于培养学生的综合素质. 如果在数学教学中融入理工科思维利于开阔学生的创新视野. STEM教育刚好为高中数学教学提供了一个最佳平台,它强调把学生放在学习的中心地位,整合多学科知识,培养学生跨学科思维和实践能力. 因此,两者在理念上的统一,为STEM教育理念应用于高中数学课程提供了更多可能.

4.2 教育情境的真实性

建构主义的学习观认为,在教学过程中教学情景的设计要从学生已有的认知结构出发,将教学内容与实际情境联系起来,激发学生的学习兴趣. 高中数学教学活动从学生的实际生活出发,与STEM基于现实问题情境的教育理念相对应,有利于学生对教学内容的迁移学习和高效学习. 此外,高中生对知识的求知欲望浓烈,尤其是对实践环节较多的教学活动保持较高的热情,对纯学科性的知识有抵触情绪. 因此,对于STEM教育跨学科整合的活动设计,在实践教学活动中能够很好地提升学生的课堂参与度. 将STEM教育理念融入高中数学课程中,与数学背景相契合,将数学知识与现实生活相联系,以解决问题为目的开展探究活动,在问题解决过程中培养学生的合作意识和解决问题的能力.

4.3 教学方式的融通创新

高中数学课程具有探究性、操作性和严谨性等特征. 《高中数学课标》要求教师发挥学生的能动性和创造性,强调引导学生主动将数学知识与信息技术等学科相联系的同时,还要与现实生活相结合. 把数学知识的学习贯穿于问题的解决过程,以此培养学生的学习探究能力和创新能力. 体验性是STEM教育的特征之一,STEM教育理念下多采用基于探究的学习、基于问题的学习以及基于项目的学习等教学方式,整个STEM教学过程强调给学生提供实践体验,在问题探究、学生协作、自主设计和具体实施过程中发现问题并解决问题,具有体验特性的STEM教育充分体现了“做中教,做中学”的实践教学理念. 基于两者都强调对知识的应用和重视学生实践操作,将STEM教育理念融入高中数学课程中,为创新教学方法提供了可能性.

5 高中数学课程中融入STEM教育理念的路径

5.1 建立STEM教育顶层设计

基于STEM教育在全球的实践得出,STEM教育真正落地离不开国家顶层设计. 国家顶层设计对STEM教育的发展十分关键,有了国家顶层设计,就可以将教育和人才战略、国家战略结合起来. 在国际STEM教育的发展过程中,美国起到了带领作用,其出台了不少政策支持和保障STEM教育的发展,充分展现了顶层设计对STEM教育发展的作用.

就国内教育体制而言,顶层设计是实现学科融合的保障. 顶层设计不仅需要国家政策的支持,还需要教育机构、科研院所、社区学校等协同合作. 第一,国家需从政策法律法规层面出台相关文件以推动STEM教育的发展,给予其来自政策层面的保障;第二,建立STEM教育合作机制,将学校、家长、校外培训机构等联合起来以促进STEM教育的发展;第三,根据有关STEM教育的政策,从教育机构的实际情况出发,改革STEM课程体系和开发校本课程,培养STEM教师,构建系统的评价指标. 通过顶层设计,为我国培养更多创新型人才,加快我国迈向创新型国家的步伐.

5.2 培养STEM教育师资

教师是课程的设计者,也是执行者,是决定课程实施成败的关键因素. 目前,我国高中数学师资趋于饱和,但由于大部分数学教师学科背景单一,只教授数学课程,具有跨学科素养的数学教师仍然缺乏. 因此,培养STEM教师支持高中数学课程的开展,是STEM教育理念融入高中数学课程的路径之一. 培养优质的STEM教师,需从以下几方面落实.

首先,国家出台相关政策支持和保障STEM教师的培育,STEM教师发展政策是弥补STEM教师短缺、专业素质不高的有效措施. 其次,构建STEM教师专业发展共同体和充分利用STEM课程资源,以促进传统教师STEM素养的发展. 建立STEM教师学习共同体,采用线下STEM培训课程、线上STEM课程自主学习和实践活动相结合的方式,同步开展分层次、分阶段的培训,进而提升教师的综合能力. 最后,搭建STEM教师专业发展平台,为STEM教师提供职前和职后培训,推动STEM教师的发展,进而为STEM师资培育奠定基础.

高中数学教学实践中融入STEM教育理念. 一方面,高中数学教师要进行有关STEM教育理念的培训,使其对STEM教育理念和教学模式有更深层次的了解,从而在教学中将高中数学与STEM教育理念有效融合,有助于培养学生的问题解决能力. 另一方面,为促进数学课程改革,提高数学教学的质量和效率,在培训过程中应引导他们开展STEM教育与高中数学课程整合的研究. 教学实践需要理论的指导,高中教师的专业化发展是促进本学科改革和发展非常重要的一个因素,教学研究是促进教师专业成长的根本途径.

5.3 建设STEM教育课程资源

STEM课程资源受到教材、教师、学校和社会等多方面因素的影响. 因此,有必要从以下几个方面来解决STEM课程资源短缺的问题. 在教材方面,教材是教育系统的载体,其呈现出当前的教学理念和教学内容. STEM教材的開发应以STEM教育理念为基石,教材内容要与学生实际生活相联系且符合学生身心发展特征. 教育改革需要教材先行,因此开发STEM教材是开展STEM教育和建设STEM课程资源不可或缺的部分,可以促进STEM教育在我国快速发展. 在教师方面,邀请STEM专家或专业教师为STEM教师开展职前和职后培训,使他们具备教授STEM课程的教学能力,以此培养STEM课程师资. 在学校方面,首先需要根据课标、地方特殊性以及学校自身的特色,开发STEM校本课程资源. 学校之间应加强合作与交流学习,这样不仅可以推进校本课程资源发展,也能促进STEM教育的和谐发展. 其次,学校应该与高等院校合作,充分利用高校实验室资源,扩充本校的设施资源. 在社会方面,社会资源的创建需要社会多方的参与. 社会资源的参与可以使STEM教育资源更加丰富且贴近现实生活,从而吸引更多学生参与活动. 具有地方特色的STEM实践社区的建设离不开社会各方力量的合作,博物馆、科技馆和青少年宫等其他相关机构应扩大开放面,积极成为STEM教育学习的补充. 最后,我们应借助信息化手段加大对STEM教育的宣传与引导,提高社会对STEM教育的重视,真正建成一体化的STEM创新生态环境.

5.4 革新STEM教育教学形式

STEM课程需要革新教学策略和教学形式,将科技与工程融入现有科学与数学课堂中,运用多种教学策略,是我国STEM课程教学更为省时、有效的方式. 针对美国科学和数学教师实施STEM课程教学,丹尼尔斯(Daniels)、海德(Hyde)等人提出最有效的10条教学策略:教具的使用和实践学习;协作学习;交流和探究;提问和思考;运用思维修正;形成反馈和问题解决的书面报告;运用问题解决方式;整合技术;教师作为促进者;运用教学评价. 他们发现理科教师可以灵活地使用以上教学策略并改进他们的教学. 运用STEM跨学科特点来进行科学和数学内容教学,不仅熟悉了STEM教学策略,还改变教师原有的单一教学策略.

实现STEM教育的重要基础是转变传统课堂的教学形式. 在STEM课堂教学中,教师应注重不同学科教师之间的合作与交流,促进教师之间的合作教学,构建STEM教师实践共同体,促进教师共同发展. 在数学教育与STEM教育国际学术研讨会上,梁贯成教授谈到将数学建模与STEM融合是开展STEM教学的一条可行路径. 此外,研究者们在探索STEM教育理念落地高中数学教学方式时,结合《高中数学课标》对数学建模教学活动的高度重视,发现数学建模教学活动是推进STEM教育理念落地高中数学教学的重要抓手,大多数研究者也认为数学建模教学活动是基于STEM教育理念下的高中数学教学活动的最主要途径.

5.5 建设STEM教育标准与评价体系

STEM教育标准是推动STEM教育有序发展的保证,建立科学的课程标准和评价体系对STEM教育的顺利发展起着至关重要的作用. 在个体层面,对教师和学生分别建立评估体系:评估教师的STEM教学能力,对教师专业发展的历程进行记录;评估学生的STEM素养,如对学业成就、科学探究能力、创造力思维等进行评估;在课程层面,评估开展STEM课程的教学环境、教学资源、教学策略等,分析各类STEM课程异同,从而得出建立STEM课程的标准;在学校层面,建立校级STEM教育评价系统,量化评价指标,以评估为导向,帮助学校提升STEM教育质量、明确改进方向35.

此外,鉴于文化背景、地域和教学条件的不同,我们需要针对自身所处的实际状况参考其他国家的教育评价制度,不能生搬硬套. 由于STEM教育具有实践性,主张基于现实情境的项目与教育教学相结合,在完成项目过程中培养学生解决实际问题的能力. 因此,针对现实问题情境设置评价内容,这样可以有效体现出学生的实际水平. 教育存在滞后性,STEM教育需要时间的迭代,所以建立STEM课程标准与评估体系不能一蹴而就,需要长期的实践与改革.

6 结语

STEM教育作为新时代一种新的教育范式,将会推动我国教育体系的发展与改革,对我国培养具有创新能力和综合能力的人才起着重要作用. 但是,目前我国STEM教育处于探索和发展阶段,对数学学科中的STEM实践相较于科学、物理、生物学科较少,大部分研究是STEM教育学者借鉴国外STEM教育实施经验,然后根据自身理解和结合实际教学内容,进行教学设计和实践. 我国STEM教育处于初期发展阶段,还缺乏符合我国文化背景、地域、学生身心发展情况的STEM课程. 因此,研究者需要厘清高中数学课程中融入STEM教育理念面临的问题,寻找顶层设计、培养师资、建设课程资源、革新教学形式和建设标准与评价体系等路径,推动STEM教育理念融入高中数学课程的发展.

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作者简介 杨朵(1998—),女,贵州威宁人,硕士研究生;主要研究STEM教育.

周锦程(1981—),男,贵州开阳人,博士,教授,硕士生导师;主要研究数学教育、现代教育技术、算法与计算复杂性.

江苏臣(1981—),男,贵州都匀人,中学高级教师,副校长;主要研究数学教育.

谢辉(1985—),男,贵州安顺人,硕士,中教一级教师;主要研究数学教育.

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