STEAM 教育融入中學 數學教學的實施策略
招曉霞 中學高級教師，廣西省貴港市港北區第二初級中學科研處主任
2024/25 學年「內地與香港教師交流及協作計劃」中學校本課程發展組內地專家教師。中學高級教師，廣西省貴港市港北區第二初級中學科研處主任；省優秀科技輔導老師、貴港市優秀教育工作者、享受市政府特殊津貼、市校本課程審查專家。23 年中、小學數學教學和科研經驗，主要負責校本研修活動開展、學科組建設、教育數位化融合創新應用。
一、 引言
近年來，香港特別行政區政府在其施政報告中持續強調加強STEAM 教育。教育局亦着重強調發展STEAM教育。如何有效地將STEAM 教育融入中學數學教學，已經成為一個重要的研究課題。
二、 STEAM 教育與數學教學關係解析
在STEAM 教育中，數學是連接科學、科技、工程與藝術的關鍵紐帶。將STEAM 理念融入中學數學教學，有助於學生從多維度、多層次深入理解數學概念，從而提升其應用與創新能力。此外，STEAM 專題研習所宣導的真實情境與問題解決導向，與香港數學課程中的「探索與研究」環節高度契合，為傳統數學教學方法提供了新的思考方向和切實可行的變革策略。
三、 STEAM 教育融入中學數學常規教學的實施策略
1. 確立跨學科融合的教學目標
在確立數學教學目標的過程中，跨學科知識的融合至關重要。以「相似三角形」學習單位為例，通過STEAM 學習活動，將相似三角形的數學知識應用於視覺藝術創作中的透視分析，既幫助學生加深理解相似三角形知識，又培養跨學科應用知識解實際問題的能力。
2. 挖掘數學教材中的STEAM 融入點
在數學教材的眾多內容，包括方程、函數等的應用問題，能通過STEAM 教育的整合提供理想的實踐機會。教師需深入探究這些整合點，結合真實情境設計專題研習的學習任務。例如，在「直角坐標系」學習單位中，可以引導學生運用地理科知識分析公園景點的空間分佈，並結合生物科知識探究各景點的生態環境，進而設計最佳的遊覽路線。
3. 設計跨學科的專題研習學習活動
專題研習是STEAM 教育的關鍵實施策略。教師需依據數學課程內容及其目標，規劃跨學科的專題研習學習活動。此類活動應聚焦於學生的實踐操作與成果展示，激勵學生在問題解決過程中應用跨學科知識。以「數據的組織與表達」學習單位為例，教師可引導學生利用數位技術進行數據收集與分析，製作數據可視化報告，並展示其研究成果與建議。
4. 建立科學合理的評價方式評估體系需重視學生之綜合素養與實踐技能，涵蓋跨學科知識之掌握、創新思維之培育、團隊協作能力之增進等方面。同時，亦應關注學生情感態度與價值觀念，以實現對學生學習成效之全面評價。
四、 典型案例分析
1. 維多利亞港周邊建築高度與視角分析在教學過程中，教師可依據「三角學」內容，設計一項以維多利亞港周邊建築物的高度與視角分析為主題的專題研習。學生需運用三角學原理，計算特定觀察點（例如海濱公園）所見建築物的高度，並分析觀察者視角變化對計算結果的影響。此外，學生亦可借助地理信息技術獲取建築物的精確位置與高度數據，以及觀察點的經緯度信息。此類活動不僅幫助學生加深理解三角函數概念，同時培養空間想像能力及地理信息技術的應用能力。
2. 香港交通流量分析與優化方案設計
在「概率」學習單位的教學中，教師可引導學生分析香港的交通流量資料，並設計優化交通流量的方案。學生需蒐集香港主要道路的交通流量資料，運用統計軟件進行深入分析，以識別交通擠塞的熱點區域及時段。隨後，鼓勵學生結合日常生活中的觀察，思考並提出一些簡單的改善建議，如調整信號燈時長、增設公交專用路線等，這些建議都是基於他們對交通流量管理的初步理解。通過這樣的活動，學生不僅能夠提升資料分析的能力，還能增強對交通改善措施的基本認識，同時培養他們的社會責任感。
學生可以運用三角學原理，計算特定觀察點（如海濱公園）所見建築物的高度，並分析觀察者視角變化對計算結果的影響。
五、 結論與展望
STEAM教育融入中學數學教學實踐，對豐富課程內容，以及推動學生全人發展均有着積極意義。展望後續發展，教師有必要持續整合地方資源並考量學生個人特質，以創新思維探索融合策略，設計更多兼備針對性與實效性的STEAM學習任務。再者，構建科學合理的評價體系，並推廣優秀融合教學範例，對STEAM教育與數學教學的有效整合是不可或缺的。
