STEM教育在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用與成效

吳慧

摘 ?要：數(shù)學(xué)知識具有很強(qiáng)的抽象性和復(fù)雜性，教育領(lǐng)域十分重視學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力，在義務(wù)教育階段就為學(xué)生們設(shè)置了數(shù)學(xué)課程。從數(shù)學(xué)課程的根本上來看，它與人們的日常生活是具有十分緊密的關(guān)系的。數(shù)學(xué)知識來源于生活，學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識的主要目的就是學(xué)會運(yùn)用數(shù)學(xué)知識熟練的解決日常生活問題。這樣的教學(xué)思想是與STEM教育理念相符合的，怎樣將STEM理念融入小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，是廣大數(shù)學(xué)教師需要十分關(guān)注的教學(xué)問題，也是提升學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：STEM理念;小學(xué)數(shù)學(xué);融合;意義;策略

引言：

STEM理念最早產(chǎn)生在二十世紀(jì)，是非常先進(jìn)的教學(xué)觀念，這個(gè)教學(xué)觀念的重點(diǎn)是將數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)、創(chuàng)新水平和實(shí)踐能力進(jìn)行結(jié)合，幫助學(xué)生將單獨(dú)的知識形成系統(tǒng)的聯(lián)系，提升學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力，還可以掌握更多的將數(shù)學(xué)知識運(yùn)用到實(shí)際生活中解決問題的技巧，這樣可以使原本枯燥的理論知識變得十分形象，增加了學(xué)生的生活體驗(yàn)感受，有效的提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，實(shí)現(xiàn)了教師的課堂教學(xué)目標(biāo)。

一、STEM與小學(xué)數(shù)學(xué)之間的關(guān)系

STEM教學(xué)十分重視學(xué)生的綜合素養(yǎng)的鍛煉。S代表的是科學(xué)，主要指學(xué)生學(xué)會運(yùn)用各種科學(xué)理論知識了解自然，參與各種形式的自然活動(dòng);T代表的是技術(shù)，主要指學(xué)生學(xué)會運(yùn)用理論管理知識評價(jià)一些技術(shù)能力;E代表的是工程，主要是指對工程設(shè)計(jì)以及管理的了解和掌握;M代表的是數(shù)學(xué)，主要是指運(yùn)用數(shù)學(xué)理論知識主動(dòng)發(fā)現(xiàn)和解決實(shí)際問題。將STEM理念運(yùn)用到小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，是現(xiàn)階段教學(xué)的主要任務(wù)，是為了能夠?yàn)樯鐣囵B(yǎng)出具備綜合素養(yǎng)的高素質(zhì)的專業(yè)人才。從數(shù)學(xué)學(xué)科的方面來看，能夠?qū)?shù)學(xué)問題分解成幾個(gè)方面，就是自主發(fā)現(xiàn)問題、研究問題、分析問題、討論問題和解決問題。這就說明，數(shù)學(xué)科目的學(xué)習(xí)不但是為了了解和掌握數(shù)學(xué)理論知識，還是為了鍛煉學(xué)生的思維水平和邏輯能力，從而形成解決問題的能力。STEM的主要特點(diǎn)就是能夠?qū)⒅R進(jìn)行跨專業(yè)的整合，使學(xué)生可以形成系統(tǒng)的知識，從根本上來講，這是工業(yè)革命發(fā)展的結(jié)果。未來社會需要的人才是綜合性的人才，不再是單一的知識體系的人才。小學(xué)階段的學(xué)習(xí)主要是打下扎實(shí)的基礎(chǔ)知識，將STEM理念融入小學(xué)數(shù)學(xué)課堂，可以保證數(shù)學(xué)課堂的效果[1]。

二、STEM教育理念的重要意義

數(shù)學(xué)知識點(diǎn)比較繁多，數(shù)學(xué)科目的知識包括概念、定義、規(guī)律以及一些推理和實(shí)際運(yùn)用，但是因?yàn)樾W(xué)階段的學(xué)生年齡比較小，缺乏相應(yīng)的邏輯思維水平和良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，學(xué)生學(xué)習(xí)起來都比較的困難。以往的小學(xué)數(shù)學(xué)課堂，教師常常對學(xué)生進(jìn)行填鴨式和滿堂灌的教學(xué)，學(xué)生逐漸就會對數(shù)學(xué)課堂喪失學(xué)習(xí)興趣，認(rèn)為數(shù)學(xué)課堂是十分枯燥和乏味的，有的教師雖然在講課的時(shí)候，會運(yùn)用多媒體技術(shù)，為學(xué)生展示一些形象具體的圖片、視頻等，使學(xué)生近距離的感受數(shù)學(xué)知識的實(shí)際運(yùn)用，但是因?yàn)閷W(xué)生缺乏參與積極性，對一些復(fù)雜的概念知識還是不能輕松的理解，無法有效的提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量。將STEM理念結(jié)合到小學(xué)數(shù)學(xué)課堂中，其實(shí)就是運(yùn)用整合水平，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的邏輯思維能力，將數(shù)學(xué)概念作為主要的學(xué)習(xí)思路，運(yùn)用各個(gè)學(xué)科之間的關(guān)系，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新水平和數(shù)學(xué)水平，培養(yǎng)學(xué)生形成數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的全面發(fā)展[2]。

三、將STEM理念融入小學(xué)數(shù)學(xué)課程的主要策略

1.進(jìn)行生活化的教學(xué)

在以往的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，數(shù)學(xué)教師常常只是進(jìn)行教材知識點(diǎn)的講解，往往忽視了將理論知識和日常實(shí)際生活相結(jié)合。小學(xué)生因?yàn)槟挲g小，缺乏生活實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，所以很難將復(fù)雜的理論知識聯(lián)想到日常生活。在進(jìn)行小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的時(shí)候，教師需要引導(dǎo)學(xué)生將理論知識聯(lián)系生活實(shí)際，在實(shí)際生活中不斷的檢驗(yàn)理論知識，這樣才能有效提升學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力，鍛煉學(xué)生形成數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。比如在為學(xué)生進(jìn)行《生活中的負(fù)數(shù)》講解的時(shí)候，教師就能夠?yàn)閷W(xué)生結(jié)合日常生活實(shí)際，引入氣溫的概念，指導(dǎo)學(xué)生深刻的理解負(fù)數(shù)的概念，比如冬季的時(shí)候，哈爾濱的氣溫是零下15度，三亞的溫度是零上15度，教師就可以引導(dǎo)學(xué)生思考哈爾濱和三亞的溫度可以怎樣區(qū)分開，區(qū)別在哪里。教師可以引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用溫度計(jì)開始讀數(shù)和記數(shù)，從而引入關(guān)于負(fù)數(shù)的概念，使學(xué)生理解負(fù)數(shù)就是小于0的數(shù)。這樣的生活情境，是學(xué)生們都熟悉的情境，能夠?qū)⒊橄?、?fù)雜的知識轉(zhuǎn)換成形象具體的知識，方便學(xué)生深刻的理解，在學(xué)習(xí)過程中，逐漸滲透一些地理、物理和化學(xué)知識，有效的提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

2.結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)

數(shù)學(xué)知識是學(xué)習(xí)其他任何知識的基礎(chǔ)。在進(jìn)行小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的時(shí)候，教師需要熟練的運(yùn)用多媒體信息技術(shù)，輔助教學(xué)工作，使學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)階段感受到互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的優(yōu)勢，采用多媒體技術(shù)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。比如在為學(xué)生講解《多邊形的面積》的時(shí)候，數(shù)學(xué)教師就能夠運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)多媒體技術(shù)，輔助進(jìn)行教學(xué)，把多邊形的面積的解題過程運(yùn)用微課的形式為學(xué)生形象的展示，將多邊形進(jìn)行切割，形成簡單的圖形，方便學(xué)生進(jìn)行面積求和，將復(fù)雜的問題簡單化。

3.創(chuàng)建系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)

STEM理念不是對一項(xiàng)知識進(jìn)行單純的教學(xué)，是需要將科學(xué)、技術(shù)、工程以及機(jī)械等各種學(xué)科進(jìn)行結(jié)合的綜合化的教學(xué)。經(jīng)過綜合學(xué)科的課堂教學(xué)，不但可以使學(xué)生學(xué)習(xí)的知識更加豐富多樣性，開拓學(xué)生的視野，還可以幫助學(xué)生學(xué)會其他的領(lǐng)域的知識，擴(kuò)展學(xué)習(xí)知識系統(tǒng)，提升學(xué)生的邏輯思維能力以及創(chuàng)新能力，增強(qiáng)數(shù)學(xué)與其他學(xué)科的緊密聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)以點(diǎn)帶面，充分發(fā)揮數(shù)學(xué)科目的價(jià)值，為學(xué)生未來的學(xué)習(xí)和發(fā)展打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。比如在學(xué)習(xí)計(jì)算體積的時(shí)候，教師就能運(yùn)用橡皮泥的形式為學(xué)生講解這些知識，使學(xué)生感受到物體之間的不同和聯(lián)系。教師可以先為學(xué)生運(yùn)用橡皮泥捏出長方體和正方體，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行區(qū)分，這樣可以幫助學(xué)生形成反思理念，不斷的實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)理論知識，形成關(guān)于誤差的認(rèn)識。在操作的時(shí)候，很多學(xué)生將橡皮泥塞到量杯里面進(jìn)行測量體積的活動(dòng)，這時(shí)，教師可以為學(xué)生提出問題引導(dǎo)學(xué)生自主的思考，通過層層的遞進(jìn)，將思想轉(zhuǎn)化成實(shí)踐，使學(xué)生形成形象直觀的理解，不但有效的完成了教師的課堂教學(xué)任務(wù)，還幫助學(xué)生掌握了知識之間的聯(lián)系。有的學(xué)生熟練的結(jié)合了烏鴉喝水的寓言故事，想要運(yùn)用排水的方法去測量一些不規(guī)則的物體的體積。比如學(xué)生們在試圖運(yùn)用排水法測量葡萄的體積時(shí)，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)葡萄是會一直漂浮到水面上，這時(shí)，學(xué)生就能知道運(yùn)用排水法的條件限制等等。

4.結(jié)合工程學(xué)知識

學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)理論知識，最后也會逐漸運(yùn)用到相關(guān)的工程領(lǐng)域中解決實(shí)際問題，所以，在小學(xué)數(shù)學(xué)的課堂教學(xué)過程中，教師需要關(guān)注學(xué)生是否能夠從工程學(xué)的方面提升自身的數(shù)學(xué)能力。比如在學(xué)習(xí)關(guān)于位置、比例、方向等內(nèi)容的時(shí)候，教師就需要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會熟練的掌握繪圖的技巧，方便未來在實(shí)際生活中解決關(guān)于地質(zhì)探查以及工程建筑的問題，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識解決實(shí)際問題的水平，鍛煉學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。比如在學(xué)習(xí)關(guān)于自行車的原理的時(shí)候，就可以先為學(xué)生講解一些數(shù)學(xué)公式，這樣可以開拓學(xué)生的學(xué)習(xí)視野，使學(xué)生熟練的掌握杠桿原理以及能量守恒定理[3]。在學(xué)習(xí)《百分?jǐn)?shù)》的時(shí)候，教師能夠引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)的觀察種子的發(fā)芽率，這樣學(xué)生可以輕松的理解百分比的知識，還能夠?qū)⑸飳W(xué)以及工程學(xué)的知識逐漸貫徹到其中，幫助學(xué)生理解雜交水稻生產(chǎn)數(shù)量、進(jìn)出口稅率等知識，開拓學(xué)生的見識，拓展學(xué)生的思維能力，實(shí)現(xiàn)學(xué)生綜合素養(yǎng)的有效提升。

5.培養(yǎng)核心素養(yǎng)

學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識，是從簡單的形象直觀的知識逐漸向抽象邏輯跨越的過程，學(xué)生在實(shí)際學(xué)習(xí)過程中，需要鍛煉學(xué)生形成更好的邏輯思維水平和解題技巧。但是，從小學(xué)生們的角度思考，學(xué)生們因?yàn)槟挲g比較小，缺乏邏輯思維能力以及數(shù)學(xué)解題技術(shù)，所以學(xué)生的學(xué)習(xí)難度就增加了很多，很多學(xué)生逐漸喪失了學(xué)習(xí)自信心，產(chǎn)生了厭倦心理。將STEM教學(xué)理念融合到小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，鍛煉學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)，不但可以使課堂教學(xué)的內(nèi)容變得豐富多樣化，還可以充分滿足學(xué)生的實(shí)際需要，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和熱情，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)核心素養(yǎng)的教學(xué)任務(wù)。比如，很多教師在教學(xué)的時(shí)候，會結(jié)合游戲化的教學(xué)模式，形成寓教于樂的效果。在為學(xué)生講解關(guān)于《圓》的知識時(shí)，學(xué)生們常常不能很好的區(qū)分出周長和面積的關(guān)系，產(chǎn)生混淆的想象，根據(jù)這樣的現(xiàn)象，教師就能夠采用制作套圈的形式為學(xué)生講解，方便學(xué)生區(qū)分不同的概念。教師可以指導(dǎo)學(xué)生自己制作不同大小的鐵絲環(huán)，之后理解圓的概念，區(qū)分圓的周長和面積知識點(diǎn)，從而有效的提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

結(jié)束語：

綜上所述，STEM教學(xué)理念就是將多個(gè)學(xué)習(xí)科目進(jìn)行綜合，小學(xué)階段是學(xué)生扎實(shí)基礎(chǔ)知識的時(shí)期，更加關(guān)注學(xué)生的實(shí)踐能力，是幫助學(xué)生形成正確的世界觀以及培養(yǎng)核心素養(yǎng)的主要階段，這個(gè)教學(xué)理念在小學(xué)數(shù)學(xué)科目中的運(yùn)用，有效的解決了以往數(shù)學(xué)課堂的不足和問題，為數(shù)學(xué)科目的未來發(fā)展提供了全新的發(fā)展方向。STEM教學(xué)理念的熟練運(yùn)用，能夠改革和創(chuàng)新以往的教學(xué)觀念和教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)教學(xué)的順利發(fā)展，找到最適合中國人民的特色的創(chuàng)新的教學(xué)模式，為社會培養(yǎng)綜合的高素質(zhì)人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬立意.基于STEM教育理念的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)方法研究[J].數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與研究，2021（18）：60-61.

[2]高珊. STEM教育理念在小學(xué)數(shù)學(xué)綜合與實(shí)踐模塊中的應(yīng)用研究[D].牡丹江師范學(xué)院，2021.

[3]陳嘉健.STEM教育理念在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐應(yīng)用探究[J].讀寫算，2019（22）：169.