摘要：STEAM教育理念越来越受到学者的关注，在国家要求和高职数学学科特点的需求下，信息技术在高职数学教学中的应用十分有必要。本文从高数教学内容应用性、教学内容趣味性、教学活动交互性、教学评价多元性、教学反思科学性、教学活动外延性六个方面介绍信息技术在高职数学教学中的应用路径，并在此基础上，从学校角度和教师个人两个层面，提出在STEAM教育理念下信息技术在高职数学教学中应用的建议。
关键词：STEAM教育  信息技术  高职数学
中图分类号：G712;O1-4   文献标识码：A
一、STEAM教育理念
STEAM（Science, Technology, Engineering, Art, Mathematics）教育发源于美国，是在STEM教育的基础上发展完善而来的^[1]。其中，“STEAM”分别代表科学、技术、工程、艺术、数学。近年来，越来越多的学者投入到STEAM教育的各项研究之中。
美国格雷特·亚克门教授认为，STEAM教育的理念可以概括为: 以数学为基础，通过工程和艺术解读科学和技术。STEAM教育支持学生以学科整合的方式认识世界，以综合创新的形式改造世界，培养他们解决问题的创新能力^[2]。其设计的STEAM教育教学过程卡中，也明晰“设备用什么”“过程-做什么”等，这也说明利用数学知识解决问题时，教师应当聚焦信息技术的使用。
南京师范大学范文翔、张一春学者认为，STEAM 教育是在真实情境中以跨学科整合的方式培养创新人才的一种教育类型，是依托工具与资源，以基于项目或问题的方式培养学生STEAM 素养的一种技术教育。
首都师范大学张一鸣等学者通过研究新加坡STEAM教育经验发现，在新加坡各个学科课程中不一定包含科学、技术、艺术、工程、数学五大件，而在课程中会采用多种技术手段辅助教学^[3]。
由此可见，学者们普遍强调，在STEAM教育活动中，应把握以信息技术作为工具和资源解决课程中的问题。
 
二、STEAM教育理念下在高职数学中应用信息技术的必要性
STEAM教育理念下，高职数学中应用信息技术的必要性主要表现在国家对高职学生的要求和高数学科特点的需求两个方面。
首先，在国家对高职学生的要求方面，2021年10月，中共中央办公厅国务院办公厅印发《关于推动现代职业教育高质量发展的意见》，提出“建立健全教师、课程、教材、教学、实习实训、信息化、安全等国家职业教育标准”^[4]。这凸显了融合信息化对现代职业教育高质量发展的促进作用。
2019年6月，教育部发布《关于职业院校专业人才培养方案制订与实施工作的指导意见》，强调“遵循职业教育、技术技能人才成长和学生身心发展规律，处理好公共基础课程与专业课程、理论教学与实践教学、学历证书与各类职业培训证书之间的关系，整体设计教学活动”，并提出“推进信息技术与教学有机融合”^[5]。突出理论与实践教学，把握学科的应用性，同时，打造信息技术与教学有机融合新格局。
随着高职院校教师信息化教学能力被纳入《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020 年）》及《高等职业教育创新发展行动计划》，高职院校对教师的信息化教学能力培养力度不断加大^[6]。这些都要求教师在高数教学过程中，注意结合信息技术，以数学知识解决实际问题。
其次，高职数学的学科特点方面，高职数学具有晦涩抽象的学科特点，且高职学生在抽象概括能力方面较为薄弱。此外，高数教学模式一般采用传统的教师讲授的教学模式，学生缺乏主动探究的过程^[7]。运用高数知识，辅以信息技术解决实际问题，一方面有利于化抽象为具象，另一方面有助于发挥学生的主体地位。
三、STEAM理念下信息技术在高职数学教学中的应用路径
1.结合多媒体呈现专业背景问题，突出高数教学内容应用性
在讲授高数新课时，应当结合学生的专业背景，优化多媒体方式呈现的高数课堂。例如，在讲授《应用数学》中第三章第三节“函数的最值及其应用”时，面向电子工程专业的学生时，可由智能导引运输车AGV的运行视频引入，进而探讨两地之间智能导引运输车如何行驶时间最短问题的最值问题，而面向商学院各专业学生时，可由多媒体课件展示物资报价表、售价表等数据，由商品利润最大值问题引入本节课内容。一方面，驱动学生发现高数知识是具有实际生活指导意义的；另一方面，也能锻造学生学会观察生活、善于发现问题的思维。
2.丰富信息化教学手段，突出高数教学内容趣味性
在讲授高数新课时，教师应当紧抓多元的信息化教学手段，激发学生的学习兴趣，营造良好的学习氛围。正如前面所提到的，高职学生抽象概括能力较为薄弱，采用信息化手段，则有利于学生更为直观形象地理解高数知识。例如，在讲解《应用数学》中第五章第六节“定积分在几何上的应用”时，利用GeoGebra展示平面图形旋转后形成旋转体过程，进而由多媒体课件展示定积分求旋转体的公式；再如，在“极限的概念”一节中，利用GeoGebra绘制函数图象，学生通过观察函数曲线上的点所对应的横坐标的移动，其对应的纵坐标也发生变化，进而了解极限的概念，引导学生建立由抽象到具象，由想象到直观的过程。学生在观察体会中对高数知识意解情通，为学好高数增添动力。
3.创造信息技术应用机会，突出高数教学活动交互性
讲授高数新课时，应当尽量多地为学生创造信息技术的应用机会，丰富学生手脑并用的实践经历，而创造信息技术的应用机会（如学生使用Matlab、3D建模、Mathstudio、Excel、SPSS等建模软件或分析数据软件）能够提高学生在高数课堂的参与度，让学生更为深刻地理解理论联系实践的重要性。
例如，在讲解“函数的最值及其应用”过程中，可采取小组合作的形式，由matlab、Excel、SPSS等合理分析物资数据，得到近似的利润函数，求出利润的最大值。学生与教师、学生与学生之间的交流，共创信息化高数课堂，驱动教师信息素养的提升，挖掘学生解题技能发展的潜力，同时聚焦团结协作共识，镌刻学生取长补短的精神。
4.结合信息化平台多维评价，突出高数教学评价多元性
在高数课堂结束时，教师应当结合信息化平台对学生学习行为进行多维度评价，优化高数教学多元化评价体系。对学生学习行为的评价应紧扣学生获得感，对学生学习行为的评价包含过程性评价和形成性评价，包括作业成绩、课堂提问等。经由超星学习通平台系统导出数据，便于找出个人在本节课学习时在学习内容、获得感、课堂参与度等方面的问题；教师查看学生的各项评分，便于分析高数课堂教学效果，促进高数课堂提质增效；学校查看各年级学生的各项评分，便于精准督察高数教学质量，协调优化高数课程设置。
5.健全信息化反馈机制，突出高数教学反思科学性
高数课后，应当健全信息化反馈机制，拓宽收集反馈信息、数据的信息化手段，促进教师形成客观的教学反思。传统的教学活动完成后，教师的教学反思往往是根据教师的个人经验或主观想法形成，缺乏理论依据和客观的数据支撑。因此，在课后应当健全信息化反馈机制，借由在线投票、在线评分、在线信息收集等信息化手段，收集学生或其他教师对于本节课教师教学内容、教学活动设计、教学氛围等方面的评分或想法，厚植信息化在教学反馈中的优势，进而构筑辩证的教学反思，为推动高质、高效的高数课堂的充分落实指明改进方向。
6.调动信息化教学资源，突出高数教学活动外延性
高数课后，应当充分调动信息化教学资源，秉持结课不结学的理念，促使学生养成终身学习的良好习惯。例如，在超星学习通平台上传相应的高数微课资源、习题资源，学生可根据个人情况，自行安排时间对高数的学习，为学生提供合适的自学平台。此外，还可以向学生推荐MOOC上的高质量高数课程，作为日常高数课堂教学内容的补充与拓展。再有，也可以建立QQ群、微信群等即时通信平台，保证高数教学活动的外延，给予学生强有力的学习支持。
四、STEAM教育理念下信息技术在高职数学教学中的建议
STEAM教育理念下，在高职数学教学中应用信息技术需要强大的设备基础和技术支撑。下面主要从学校和教师个人两个层面提出相应的建议。
1.学校层面
（1）丰富信息化设备，为高数教学提供信息化基础
     信息技术在高数课堂中的应用离不开各类硬件设施和软件设备等信息化设备，其中硬件设施包括智慧教室、电子屏幕、投影等，软件设备有Matlab、Mathstudio等。精良的信息化设备为开展高质、高效的高职数学课堂提供现实基础，为学生、教师提供更加完善的信息化高数课堂资源。
（2）组织信息化培训，为高数师资提供信息化指导
高数课堂的信息化离不开具备高信息素养的高数教师，这也就要求学校牢牢把握信息化课堂的发展方向，科学部署、定期组织信息化培训。学校应当合理安排信息化培训，强化信息化培训落地，常抓不懈，使一线教师在思想上、技能上都得到有效支持和发展。此外，还应在校级层面组织各类信息化比赛，以赛促教，提高信息化教学水平。
（3）建立信息化小组，为高数信息化建设储备力量
良好的信息化技术需要有合适的团队传承与发展，学校应当借此机会成立专业的教师信息素养团队，形成“以老带新”的信息化素养高职教师循环体系。在素质教育部门内推选具备高信息素养潜力的优秀教师组建信息素养团队，开发优秀信息化教学案例，开设校级公开课，推动高信息素养教师的培养。以学年为单位，吸纳新教师，形成层次分明的信息素养团队，为团队的健康蓬勃发展提供可能。
2.教师层面
（1）以STEAM教育理念武装个人教学思想
 受传统教学模式、高数学科特点的影响，以教师为主的讲授法仍旧广泛应用于一线高职高数教学活动之中，究其原因，可追溯到教师缺乏STEAM教育理念，未能将STEAM教育理念下通过信息技术利用数学知识解决问题的理念渗透到日常教学环节中。因此，教师应当紧跟时代步伐、国家要求，正确学习STEAM教育理念，为学生提供更为切实的教学服务，同时，依托学校信息化资源优势，构建STEAM理念下高职数学信息化课堂新理念。
（2）以STEAM教育理念指导个人教学行为
拥有了STEAM教育理念的基本认知后，教师应当以STEAM教育理念指导个人教学行为，包括教学设计、教学反思等。教学设计中首先应当关注科学、技术、工程、艺术、数学，多方面来梳理整个课程当中的知识点，通过系统地总结这些方面的知识点，帮助学生深层次地积累和练习^[8]。其次，还应当注重辅以信息化手段，贯彻高数知识的应用性。在教学反思中，教师应当时刻把握“我设计的教学环节是否突出高数知识的应用性？是否强调学生的主体性？学生是否在科学、技术、工程、艺术、数学中的某几个方面有所收获？学生通过本节课各个教学环节分别能获得哪些技能？”等问题。结合上述提到的所收集到的反馈数据与信息，对教师教学行为形成辩证的反思，为发展高质高效课堂增添动力。
（3）以TPACK能力要求提高个人教学技能
学者发现新加坡小学各个学科的教师开展STEAM课程活动时，都表现出良好的 TPACK 素养，即整合技术的学科教学法知识（Technological Pedagogical Content Knowledge），以学科内容知识、教学法知识和技术为基础，以它们之间的相互作用为纽带，设计教学方案，提高教学质量。高职数学教师同样需要注重提高自身TPACK能力的提升，借助学校提供的信息化资源和培训，学习整合技术的学科教学法知识，正视个人在教学内容知识、教学法知识和技术方面的不足，学以提能，学以致用，深耕个人TPACK教学技能，激发教学活力，蓄力锻造STEAM教育理念下具备优质信息素养的合格高数教师。