论文题目：基于STEM教育的高中数学建模活动教学研究
摘要：随着新课程改革,数学建模纳入高中数学课程标准与高中教材,数学建模为六大核心素养之一,数学建模的核心素养对于学生创造力的培养具有重要意义。STEM教育是当今国际教育领域研究的重要课题,为培养跨学科性、具有实践能力和解决问题能力的创新性人才提供可能。因此,为促进学生更加有效的参与数学建模活动课程,以高中数学建模活动教学与STEM教育为切入点,针对高中数学建模活动教学中存在的问题,对高中数学建模活动进行教学研究,为进一步培养学生数学建模的核心素养提供可能。阅读大量的中外文献资料,以时间顺序整理出数学建模教育与STEM教育的研究概况,归纳出高中数学建模教学中存在的问题,为数学建模活动教学研究做铺垫。做中学理论与数学化理论为基于STEM教育的高中数学建模活动教学研究奠定了理论依据。基于STEM教育、杜威活动教学以及弗赖登塔尔的情景教学,进行数学建模活动教学研究,进而形成七个教学环节。笔者设计两个以数学建模活动为主题的教学案例:《决定苹果出售的最佳时间点》与《生长规律的描述》。针对对照班与实验班成绩以及问卷访谈数据进行分析,得出实验结论:基于STEM教育的高中数学建模教学模型提高学生数学建模活动课程的学习兴趣,促进学生对数学建模课程的学习,提升学生解决问题的能力,锻炼学生逻辑思维能力,完善数学建模相关的知识体系。同时,基于STEM教育的高中数学建模教学研究为一线教师的教学活动提供参考。研究结果表明,基于STEM教育的高中数学建模活动教学不仅有助于学生对数学知识的掌握,更有助于促进其他学科融合,培养具有数学建模核心素养的综合型人才。本文的研究一定程度上为高中数学建模教学活动提供思路,为STEM教育在高中数学建模活动中的应用提供实践依据,适用于目前高中数学建模活动教学。由于研究课题正处于试用阶段,实验研究的周期与实验范围有限,还需要依据一线教师提出的意见在教学实践中不断完善此教学研究。
关键词：STEM教育;数学建模活动;教学研究
学科专业：教育硕士（专业学位）
摘要
Abstract
一、绪论
(一)研究背景
1.培养数学建模素养的需要
2.尝试STEM教育融入高中数学建模活动的需要
(二)研究问题
(三)研究意义
1.现实意义
2.理论意义
(四)研究思路
(五)研究方法
1.文献分析法
2.案例研究法
3.调查法
(六)本研究创新点
二、文献综述
(一)数学建模教育研究概况
1.国外研究现状和发展趋势
2.国内研究现状和发展趋势
3.数学建模教育研究评述
(二)STEM教育理念的研究概况
1.国外研究概况和发展趋势
2.国内研究概况和发展趋势
3.STEM教育研究评述
(三)当前高中数学建模活动教学中存在的问题
1.教师及学校对数学建模教学不够重视
2.学生对于数学建模学习的意识不强
3.数学建模学习方式不当
4.教学内容过于局限忽视教学资源开发
5.数学建模教学活动脱离学生实际生活
三、相关概念界定与理论基础
(一)相关概念的界定
1.数学建模活动
2.STEM教育
(二)STEM教育与数学建模活动相结合
1.STEM教育与数学建模活动教学结合的合理性
2.STEM教育与数学建模活动教学结合的可行性
(三)数学建模活动课程理论基础
1.做中学理论
2.数学化理论
四、基于STEM教育的高中数学建模活动教学研究
(一)基于STEM教育的数学建模活动的教学过程
1.基于STEM的数学建模活动教学过程与现有数学建模活动教学过程的对比
2.基于STEM的教学过程具体分析
(二)基于STEM的高中数学建模活动的教学内容
1.基于做中学理论与数学化理论的教学内容
2.基于STEM教育的适合学科融合的教学内容
3.基于STEM教育的高中数学建模活动教学优势
五、基于STEM教育的高中数学建模活动教学设计案例一与实验
(一)案例一:《决定苹果的最佳出售时间点》
1.教学设计思路
2.《决定苹果的最佳出售时间点》前期分析
3.教学过程设计
(二)案例一的教学实验研究
1.实验目的
2.实验方法
3.实验对象
4.实验过程
5.实验数据与分析
6.问卷与访谈结果分析
六、基于STEM教育的高中数学建模活动教学设计案例二与实验
(一)案例二:《生长规律的描述》
1.教学设计思路
2.《生长规律的描述》前期分析
3.教学过程设计
(二)案例二的教学实验研究
1.实验目的
2.实验方法
3.实验对象
4.实验过程
5.实验数据与分析
6.问卷与访谈结果分析
七、总结与展望
(一)研究结论
(二)研究不足
(三)展望
参考文献
附件A 学生调查问卷
附件B 教师访谈提纲
附件C 后测题目(一)
附件D 后测题目(二)
附件E 基于STEM数学建模活动评分细则
致谢