南通市教育科学“十四五”规划课题：STEAM理念下初中数学建模课程教学策略研究主持人。                                                                              立项编号：GH2021339。   

通过对STEM教育理念展开的详细分析能够知道，将科学、技术、工程、数学这四门学科进行充分整合，能够使初中数学建模教学活动顺利开展，为学生创建一个具有较高系统性和综合性的教学体系，确保相关知识内容能够在完整的教学体系中得到串联。通过学习科学知识，加深初中生对世界的了解，辅助教师将客观规律详细讲解给学生；通过学习技术知识与工程知识，确保初中生建立高度遵循自然发展规律原则的思想意识，结合所学知识与技能，对世界进行改造，采取各种有效措施，解决社会发展过程中存在的问题、矛盾，确保人与自然和谐相处的目标得到充分实现；通过学习数学知识，能够为初中生今后学习其他专业知识奠定良好基础，帮助初中生建立学习技术与工程相关学科的自信心，确保初中生积累大量数学理论知识与计算经验，顺利完成每一项学习任务。因此，将STEM教育理念与数学建模教学模式进行充分整合，以初中人教版数学教材为例，为初中数学建模教学研究工作的有效开展指明方向。

一、帮助学生掌握数学学习方法，引导学生充分领会数学思想

在我国教育部颁布的《义务教育数学课程标准》中明确指出，初中数学课程内容不仅要包含数学学习与教学结果，还要涉及数学学习结果的形成过程以及其中蕴含的数学思想与方法，数学课程相关内容要对直观经验和直接过程给予高度重视。从中能够看出，教师在组织学生开展数学建模教学活动的过程中，不仅要确保学生充分掌握相关数学知识、利用科学方法解决数学问题，而且还要确保学生能够对数学思想和数学奥秘充分领会。

比如，为了确保学生能够对“圆”这一章节相关知识内容充分掌握，教师要引导学生对“圆”的对称性特征充分利用，以小组讨论方式对相关定理的结论、推导办法、添加辅助线等一系列能够充分反映对称性特征的方法进行讨论，明确了解借助“等分圆”能够完成正多边形的画图；在解决具体问题的过程中，要使学生充分领会数学思想、转换思想、方程思想、数形结合思想，确保学生在计算圆形部分面积问题时，能够借助“规则图形”面积求和方法得到“不规则图形”的面积；对平面直角坐标系中三个点是否能够确定一个圆形进行判定；利用“垂径定理”将船、货车能否通过的问题有效解决。当学生充分掌握上述知识技能之后，能够在教师的引导下，建立化复杂为简单、化未知为已知、化一般为特殊、化特殊为一般的思想意识，不断强化学生自信心和成就感，借助现有知识解决实际问题，从而使学生分析问题和解决问题的能力得到进一步提高。

二、加强科学与数学的充分整合，培养学生求实精神和创新能力

初中数学教师在向学生传授知识技能的过程中，可以将科学课程涉及的各类知识充分融入数学教学中，使学生有效解决数学难题的同时，培养学生的科学素养，从而为初中数学建模教学活动的顺利开展创造良好环境。

比如，为了确保学生能够对“反比例函数”相关知识内容充分了解，教师在对教学课件进行设计的过程中，可以结合学生实际认知需求和兴趣特征，将物理学科的问题渗透其中，带领学生借助“反比例函数”解决物理问题。而这一目标的实现，需要学生对物理问题的背景与原理充分了解。借助物理学科引出数学问题，然后利用数学方法解决物理问题，该方法已经成为初中阶段学生学习数学知识的重要途径。通过对初中数学“反比例函数”教学展开的详细研究，发现教学过程中涉及的物理量主要包括速度、路程、时间、电压、电阻、电流、电功率、面积、压力、压强等，而这些物理量之间具有明显的反比例关系，因此，带领学生分析这些具有反比例关系的物理问题，是现代初中数学教学中学生学习“反比例函数”的重要途径。从中能够看出，对于最终能够以“xy=k”方式呈现的所有物理数量关系，学生都可以从“正比例函数”和“反比例函数”的关系角度进行了解。

再比如，数学教师带领学生学习“圆心角与圆周角的关系”相关知识内容时，在探究具体数学问题的过程中，无论是教师，还是学生，都应该始终保持科学严谨的精神与态度。教师要鼓励学生通过观察度量、图形变换、合作交流、实践操作、逻辑推理等多元化措施，对“圆”的性质进行全面探索。在此过程中，教师可以为学生创设一个具体情境，要求学生独立动手画出⊙O中，对应的圆心角和圆周角，然后以小组为单位对圆心角和圆周角的不同画法进行总结。通过实践操作学生能够发现，在⊙O中只有一个圆心角，但是拥有无数个圆周角。当学生通过独立观察、独立操作、互相交流总结出数学规律之后，教师还要引导学生对最终得到的结果进行验证，使学生能够将直观感受、实验操作与逻辑推理进行充分整合，通过推理论证，对实验和探究得出的结论进行自然延续，有效避免学科迷信的情况发生，使学生的求实精神和创新精神得到进一步提高。

三、加强技术与数学的充分整合，培养学生的信息素养和科技能力

《义务教育数学课程标准》明确指出，在对初中阶段数学课程进行设计与落实的过程中，应该以具体情况为依据，对现代化信息技术灵活应用，采取多元化方式促进信息技术与课程内容的充分整合，对教学实效性给予高度重视。与此同时，还要全面考量信息技术对初中数学教学内容和学习方式产生的影响，在教学过程中加强对信息技术与工具的灵活应用，对学习理念和方式进行积极开发，向学生提供内容丰富的学习资源，确保学生主动参与教师创设的教学活动，遨游在数学知识的海洋中，对数学知识进行积极探索^[1]。

比如，在指导学生学习“直线与圆的位置关系”这一节课相关知识内容的过程中，为了使学生充分了解并掌握“直线到圆心距离与圆的半径之间的关系”，教师可以借助计算机技术，为学生设置一系列探究活动，以动态图画方式让“直线”在“圆”上移动。学生通过对“直线”运动变化的观察能够发现，圆心到直线的距离主要取决于圆的半径；接着教师再利用计算机具有的测量功能，向学生详细演示这种位置关系对应的数量关系。在初中数学课堂教学中充分融入信息技术，能够将数学知识的形成过程充分呈现在学生面前，提高学生的感知力^[2]。

初中数学教师还要加强对云技术的充分利用，构建数学云平台，确保数学教学过程和反馈充分结合，借助信息技术，采取线上方式为学生布置作业。教师利用网络批改学生作业，通过视频方式为学生解答疑难困惑，不仅能够提高学生学习兴趣和学习效率，而且还能使学生的学业负担大幅度降低。在教学平台中，教师可以与学生家长通过视频方式进行交流，将学生在校情况和学习情况及时告知家长，通过增加“家访”次数，加深对学生的了解程度，从而对教学措施进行合理调整^[3]。

四、加强工程与数学的充分整合，体现生活化数学教学的特征

在新教改各项理念和措施全面落实的过程中，能够发现想要使学生数学学习能力得到有效提升，应该将探索作为学生掌握数学知识的主要方向。无论在学生日常生活中，还是数学学习过程中，相关内容与工程问题之间的联系都比较紧密。因此，初中数学教师应该以学生实际认知能力和兴趣特征为依据，为学生设计一系列切实可行的综合实践活动，使学生对数学知识的综合运用能力得到提升、解决实际问题的水平得到强化。在此基础上，教师还要加强对数学题目综合性的逐步提升，确保学生在小组讨论过程中，主动开展思维活动、强化自身团队合作能力和工程素养^[5]。

比如，在带领学生开展数学教学活动“制作火车模型”的过程中，教师可以结合学生学习能力，将班级同学分为若干个小组，确保每一个小组的综合水平不相上下，并根据“火车模型”具体制作步骤，将活动环节分为问题背景、提出问题、解决问题、反思评价、拓展应用五个模块^[6]。

在问题提出模块，教师要确保学生充分了解制作火车模型的目的：是确保学生对火车构造以及运行原理充分了解。使学生能够以具体目的为方向，在制作过程中加深对相关问题背景的理解^[7]。

在提出问题模块，教师可以向学生提出问题：通过观看视频能够知道，想要使火车在保证运行安全的基础上不断提升速度，应该加强对车厢结构和材料的积极研究，你是否有更好的建议？怎样才能制作一个长方体或是四棱台型的火车车厢模型？然后要求学生以小组为单位，对这两个问题进行讨论^[8]。

在解决问题模块，教师可以借助多媒体课件，将我国高铁第五次提速的相关新闻播放给学生观看，将学生的注意力全部集中到视频中，激发学生对新型列车的研究兴趣。接着，结合火车车厢模型制作特点，将具体步骤分为四个方面：第一，教师可以借助动画短视频方式，向学生展示立体图形向展开图形转变、展开图形向立体图形转变的过程，使学生明确了解想要制作出立体图形，必须充分掌握对应展开图形；第二，要求学生以小组为单位，借助思维导图形式，对展开图形的特点进行逐一罗列；第三，要求学生在草稿纸中画出火车车厢的展开图；第四，要求学生独立动手操作，将展开图形裁剪、折叠、粘贴后，组成立体模型^[9]。

在反思评价模块，教师可以要求学生在小组内进行评价，也可以通过小组之间互相评价，引导学生虚心接受其他同学的建议或意见，确保自己制作的火车车厢模型更加完善。接着，组织学生开展全班评价、教师评价，使学生经历不同的评价过程。

在拓展应用模块，教师可以引导学生充分发挥自身想象力，制作不同形状的火车车厢，并且将制作过程遇到的问题进行总结，罗列出解决问题的具体步骤，向其他同学详细讲述自己的心得体会^[10]。

结束语：

通过对我国教育改革方向精准性以及实际教育情况展开的综合考量，发现将STEM教育理念与数学建模教学进行充分整合，与我国数学学科核心素养培养目标高度契合，能够充分满足我国对STEM人才和数学人才提出的培养要求，对促进学生全面发展具有重要意义。特别是在我国数字信息发展水平不断提升的带动下，计算方法具有的重要性越来越明显。因此，初中数学教师必须具备与时俱进的思想意识，确保STEM教育理念能够与数学建模思想充分融合，使学生学习数学知识的积极性得到全面提升，从而在教师创设的教学情境中，不断提高学生的创新能力和科研能力。

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[10]张韵，顿卜双，徐唱，等.基于STEM框架的中美科学课程教材比较研究——以美国FOSS和中国人教版中学三年级教材为例[J].2021(6):48-57.

姓名：吴才东单位：南通市通州区实验中学邮编：226300   学历：本科性别：男  任教学科：初中数学  2013. 8被评为第六批通州区初中数学骨干教师。2017-2020、2021年被南通市通州区教师发展中心聘为初中数学兼职研训员。邮寄地址：南通市通州区金桥世家3号楼1005   15962908058