伴隨著新時代的來臨，社會對人才需求也逐步增強，在此背景下，STEM教育理念應運而生，STEM簡而言之就是科學、技術、工程和數學四個英文首字母的縮寫，之間存在著較為緊密的聯系。STEM教育的出現是對以往認識和思維習慣的轉變，將特定項目或任務作為了重點內容，教師則依托多種媒介來對各個領域的知識進行融合，最后通過小組合作學習來使學生完成學習任務，STEM教育的實施既有助于學生創新意識和創造能力的提升，而且也是人才培養符合當前社會人才需求的重要保障。1.新課改理念下高中數學教學存在的問題1.1學生的自主學習能力較差。目前，高中數學課堂教學仍采用傳統的教學模式，這種“滿堂灌”的教學模式迫使學生被動接受知識。長此以往，學生在被動接受數學知識的模式下很難產生自主學習的意識，對教師在課堂上講解數學知識逐漸產生依賴性，形成了被動接受數學知識的習慣。在這種情況下，學生很難積極主動的去參與到自主學習、研究數學知識的過程中，甚至喪失了自主探究數學知識的興趣。與此同時，這種“滿堂灌”的教學模式不僅不利于學生邏輯思維能力和創新能力的培養，還與新時代教育體系中高中數學新課改理念的教學目標背道而馳。1.2學生對數學學習興趣不高，積極性較低。愛因斯坦曾說:“興趣是最好的老師”。學生對高中數學知識的學習興趣直接決定了數學的學習效果。但是大多數學生受到傳統數學教學模式的影響，很難對數學知識的學習產生興趣，很難積極主動地參與到數學知識的學習中去，這就使得高中數學課堂教學難以取得理想化的效果。目前，學生對高中數學知識不感興趣體現在以下幾個方面：第一，教師在數學課堂上講授數學知識，學生對數學知識不感興趣，就無法集中注意力去學習，一旦出現思想開小差的情況，教師的數學思維學生就很難跟上。長此下去，學生的積極性受挫，對數學知識的學習積極性降低；第二，部分學生覺得數學知識學習的最終目的就是為了應付高考，覺得學習數學知識對自己以后的生活不能起到任何作用，還有一部分學生不愿意投入大量的精力去探究數學知識，認真學習數學課程；第三，數學學科具有邏輯性和理論性的學科特點，這對學生的理解能力以及邏輯思維能力要求較高，大多數的高中學生并沒有找到適合自己的學習方法，長期下去學生對數學就很難提起興趣。2.在高中數學教學中運用STEM教學模式的必要性2.1有利于培養學生的數學學科核心素養。數學學科核心素養是指學生在學習數學過程中不斷形成的適應未來社會需要和個人發展的思維品質、關鍵能力、情感態度以及價值觀。而STEM教育與數學教育存在著一定的共同點。數學教學可以通過數學探究等方式使學生獲得數學知識和技能。通過營造數學情境，注重探究過程的評價，實現培養學生學科核心素養的目標。而STEM教育則是以解決實際問題為主，讓學生在自主學習的過程中架構知識體系，獲得學習技能。堅持以問題為導向，突出學生的主體地位，凸顯教師引導者的作用，讓學生在自主研究的過程中獲得邏輯思維能力，創新能力的全面提高。最終促進學生全方面的綜合能力的發展，因此STEM教育與數學教育在教育理念、教育方式以及教育特點上都有許多相同的部分。在新課改理念的要求下，STEM教育為高中數學課堂教學提供了教學策略。此外，STEM教育不僅能解決真實情境中發生的問題、對培養學生的數學學科核心素養起到促進作用，還能夠將數學與其他學科聯系起來。在高中課堂教學中，運用STEM教學模式不僅可以改變數學教學模式，激發學生對數學學習的興趣，還能夠讓學生對知識保持興趣的同時，學到其他的知識和技能，有利于學生綜合能力的全面發展。2.2有利于突出學生的主體地位。在傳統的高中數學課堂教學中，我們普遍希望采取以教師為主導、學生為主體的教學模式，讓學生成為高中數學教學的主體，教師只是起著引導者的作用，對學生遇到問題進行適當的點撥，引導他們去探索數學知識，培養他們的學習能力。從建構主義的學習理論來看，學生應該通過自主學習架構自身的知識體系，而不是通過教師強行灌輸一些符號、信息來獲得知識。從目前來看，我國大部分地區的高中數學教學都是重視書本理論，并沒有讓學生親自參與到數學實踐中去，學生只是聽教師進行講解，沒有給學生提供自主學習、探索知識的機會。這種采取“滿堂灌”的課堂教學模式，忽視學生的主體地位，將教師引導者的身份與學生的主體地位相顛倒，變成了以教師為主體，學生僅參與的現實情況。在整個數學課堂教學的過程中，學生很少有獨立思考的機會，教師提出問題的次數遠高于學生回答問題的次數，學生從課堂的主體地位變成了被迫接受知識的聆聽者，長期下去，學生參與到高中課堂教學的積極性不高，對高中數學課堂知識的興趣逐漸降低，學生的主觀能動性也受到了極大的影響，這與建構主義的學習理論背道而馳。將STEM教育運用到實際的高中數學課堂教學中，以真實的情境問題來引發學生的積極思考，以問題為導向，激發學生的學習興趣，培養他們的創造能力。通過創造真實的情境讓學生體會到通過自身努力，就能解決生活中的問題，學生對數學知識的學習就會產生濃厚的興趣，學生的參與度大大增加，積極性也會逐漸增強。學生不僅提高了自己的邏輯思維能力，還培養了自己的創新能力。而在整個高中課堂教學過程中，教師只是一個引導者、點撥者，學生才是主體、創造者。因此，在高中數學課堂教學中運用STEM教學模式，可以極大的滿足新課改理念的要求，突出學生在學習中的主體地位，形成以教師為主導，學生為主體的教學模式。3.探討基于STEM的高中數學教學策略與實踐探索3.1營造STEM教學情境，對整個數學教學內容進行梳理和整合。素質教育理念就是大力提倡培養全面發展的創新型人才，而STEM教育理念則可以培養出更多跨學科同時又兼顧創新的社會人才，尤其是將這一教育理念貫穿于高中階段的數學教學當中，對當前數學教學模式進行優化和創新，同時還應該為學生營造STEM教學情境，對高中數學教材中的內容進行梳理和整合，延伸知識面，通過多學科知識交叉的方式將數學重難點內容展現出來，加深學生對知識的理解，積累更多知識，在很大程度上提升教學成效。另外，教師勢必要充分利用多媒體技術將跨學科知識展現在學生面前并與所講授的數學知識有效銜接，在教師引導下以先進的多媒體技術為支撐促使學生自主開展探究活動，以便全方位提高學生數學知識探究及獨立思考能力。以“三角函數”相關知識為例，為了讓學生對三角函數知識有深刻的了解與掌握，鍛煉其知識運用能力，教師可以借助多媒體為學生呈現以下例題：例：現有塔AB和樓CD，已知這兩個建筑物的水平距離為80m，以樓頂C和樓底D處為測量點分別測得A的角為45°和60°，試著求出塔的高度和樓的高度。師：同學們，在我們的日常生活中經常會看見各種各樣的建筑物，那么我們能不能用數學知識去進行一些建筑物高度的計算呢？來看這這一題。從這一題中，你們可以得到什么信息呢？此題涉及到實際生活當中的工程項目，為了使這一問題得到有效的解決，教師可以著重引導學生進行建模，根據已知題意繪制出相應的模型，并以模型為基礎來解決問題。如下圖：建立模型之后，各個隱藏條件都非常清晰，對后續學生解答也具有重要意義。圖1生：可以得出，塔和樓都是與地面垂直的，CD和BE的高度一樣，塔的高度等于樓CD的高度加上AE。師：對，所以△ABD是直角三角形，還能得出什么條件呢？生：題目中給出了塔和樓的距離，說明CE和BD之間的距離等于80m，還給出了在樓底測量的角度是60°，所以可以計算出塔AB的高度，有了塔的高度，樓的高度也就能計算出來。三角函數在工程中有著較為豐富的應用，教師可以利用多媒體技術將工程類問題生動的展現出來，讓學生直觀感受到三角函數在生活當中的應用，并通過解決實際問題鞏固學生對三角函數知識的掌握。3.2找準STEM教學理念，不斷調動學生自主探究興趣。STEM教學理念主張全面調動學生自主探究能力，同時激發學生學習積極性和主動性，為此高中數學教師在教學過程中，應該將數學中不同知識點所具備的內在邏輯關系和關聯性采用簡單的方式表示出來，換句話說，也就是將數學知識更加直觀、形象的展現出來，以期調動學生對數學知識的探究欲及興趣。這種情況下，教師可以采取小組合作學習的方式，通過小組內部進行溝通和討論共同尋找解決問題的辦法，而在討論和探究過程中學生收獲更大樂趣，點燃他們學習熱情，對之后數學知識探究產生濃郁興趣。另外，教師應該注重教學內容是否具備趣味性，或者采用游戲的方式開展教學活動，真正做到寓教于樂，在趣味、快樂的氛圍里快速、高效學習數學知識，從根本上為學生減輕課業負擔，通過興趣吸引更多學生積極參與到數學知識的探究活動當中。例如在學習函數等相關知識內容時，為了幫助學生更好地掌握各個函數性質及圖像性質，教師可以將課堂轉移到計算機教室當中，讓學生利用Excel和幾何畫板軟件來繪制一次函數、二次函數和反比例函數、指數函數等函數圖像。由于學生對計算機操作興趣較高，所以在繪制圖像的過程中每個同學都聚精會神，。在學生對每個函數圖像有充分的了解之后，教師還可以組織小組合作學習，并為小組布置相應的探究任務。以《函數的基本性質》一課為例，教師可以讓各小組自主探索函數單調性是什么，增(減)函數各是什么及單調性，最終以動態呈現的方式到講臺上進行展示、匯報。各小組利用軟件將小組合作學習成果進行展示的過程中，每個學生也能更加深刻的了解函數等相關知識。又如為各小組布置以下題目：已知點A(2,0)B(8,0)，點D與點A的距離是D與點B距離的五分之一，求D的軌跡并寫出軌跡方程。由此可見，在高中數學教學過程中融合信息技術，既有助于學生學習積極性的提升，又能夠提升學習效果，同時也培養了學生信息技術能力。3.3充分運用STEM評價體系，推動學生綜合能力的提高。STEM與其他教學理念存在諸多不同，最大的不同之處則為該理念將多學科知識融合在一起，并且注重學生實踐能力的發展和提升，尤其是高中數學教學評價，可以運用STEM評價工具開展相應的教學活動，采取多樣化評價手段對數學教學課堂環境、課程結構、教學內容及學生表現等各方面開展全面評價，并以教師指導為導向，積極開展協作學習，在教師評價反饋后學生主動進行思考和研究，尋找自身不足并采取彌補措施，進而掌握更是數學知識。另外，在對學生課堂表現狀況進行評價的時候，教師應從學生對問題的理解程度、活動探究、方案設計以及建模、測試等角度作為切入點，歸納到評價體系當中，并作為評價目標，切不可過度注重學生單次考試成績，用該綜合多方面因素開展多元化評價，可根據教學實際狀況適當融入學生自我評價以及學生之間相互評價等等，注重學生數學綜合能力的培養。例如，在學習“函數”這部分內容的時候，教師要針對學生在課堂上的表現從課堂參與積極性、數學思維水平以及概念理解等多個方面進行綜合評價，同時還要關注學生對于“函數”這一數學概念的理解程度以及對題面中函數關系的敏感度，觀察學生在解題時能否站在客觀角度看待問題。此外，還可以通過思維導圖活動對前面學過的“變量之間的關系”這一內容進行回顧性思考，引導學生對題中的變量、函數關系進行觀察交流，而后總結出“函數”這一概念，加深學生對函數理解。通過思維導圖的總結應用，教師很容易就能得到本節教學效果反饋，進而更直接的認識學生知識掌握水平，提升學生綜合能力。師：下面老師通過思維導圖的方式將這部分內容知識展現出來，空缺部分需要學生補充，隨后根據掌