基于STEM教育理念的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)方法研究

馬立意

【摘要】STEM教育的根本目的是培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)，并且強(qiáng)調(diào)學(xué)科間的縱橫交錯(cuò)，其理念與小學(xué)數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)理念相同.為更好地完成小學(xué)階段數(shù)學(xué)教學(xué)任務(wù)，一些研究者把STEM教育理念引進(jìn)數(shù)學(xué)課程教學(xué)中，以發(fā)散學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提升.本文首先闡述了STEM教育的內(nèi)涵，其次探討了STEM教育理念的必要性，通過分析影響小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)策略的因素，實(shí)現(xiàn)基于STEM教育理念的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)方法的構(gòu)建.

【關(guān)鍵詞】STEM教育理念;小學(xué)數(shù)學(xué);教學(xué)方法

STEM教育理念是20世紀(jì)80年代由美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)在人才教育改革計(jì)劃中所提出的，其主要內(nèi)容是培養(yǎng)科學(xué)精神、提升數(shù)學(xué)素養(yǎng)、提高科技創(chuàng)新能力等，并將這些內(nèi)容進(jìn)行有效的整合，實(shí)現(xiàn)共同發(fā)展，立足于國(guó)家教育戰(zhàn)略層次之上培養(yǎng)數(shù)學(xué)領(lǐng)域人才，加強(qiáng)獨(dú)立知識(shí)體系間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性，為學(xué)生構(gòu)建運(yùn)用數(shù)學(xué)與科學(xué)的情境，實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)知識(shí)體系與實(shí)際情況相結(jié)合的教學(xué)方式.

1 SETM教育的內(nèi)涵

STEM是四個(gè)學(xué)科英文單詞首字母的縮寫：Science（科學(xué)）、Technology（技術(shù)）、Engineering（工程）、Mathematics（數(shù)學(xué)）.Science（科學(xué)）是了解自然并對(duì)自然界客觀規(guī)律做出解釋的學(xué)科;Technology（技術(shù)）和Engineering（工程）是以尊重自然規(guī)律為前提，持續(xù)改造世界、合理利用并有效控制大自然的學(xué)科，使人們面對(duì)社會(huì)發(fā)展過程中遇到的問題加以科學(xué)合理的解決;Mathematics（數(shù)學(xué)）則是開展工程與技術(shù)、STEM教育的理論基礎(chǔ)學(xué)科.

20世紀(jì)90年代末，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)對(duì)STEM做的定義指出，其既包含了科學(xué)、技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和技術(shù)，還包含了社會(huì)科學(xué).在學(xué)術(shù)界看來，STEM教育不僅應(yīng)包含科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)四個(gè)學(xué)科，還應(yīng)當(dāng)包含醫(yī)學(xué)、環(huán)境、農(nóng)業(yè)與教育等學(xué)科.部分學(xué)者認(rèn)為STEM中還應(yīng)融入創(chuàng)新元素和藝術(shù)元素.目前，對(duì)于STEM教育，學(xué)界仍未做出權(quán)威的定義，但通過對(duì)各方表述的了解，不難看出，STEM教育旨在對(duì)學(xué)科進(jìn)行整合，促進(jìn)學(xué)生綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的提升.

2 STEM教育理念的必要性

數(shù)學(xué)內(nèi)容涉及人們生活與工作的方方面面，其基本概念包含了科學(xué)理論、生活常識(shí)、推理邏輯，由于小學(xué)生的思維能力處于萌芽時(shí)期，學(xué)習(xí)習(xí)慣也處于初期形成階段，所以數(shù)學(xué)向來都是這一時(shí)期的教學(xué)難點(diǎn).在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，一些教師仍沿用傳統(tǒng)的教學(xué)形式，以單向傳授知識(shí)為主，學(xué)生被動(dòng)地獲取知識(shí).另一些教師可能會(huì)運(yùn)用一些現(xiàn)代信息技術(shù)視頻、音頻等為學(xué)生展示知識(shí)，但舉的例子大都脫離學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)與生活.學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不濃，參與不積極，對(duì)概念的推導(dǎo)過程認(rèn)識(shí)不足，理論掌握程度低，理解不全面，從而阻礙了學(xué)生探索問題能力的發(fā)展與提升，這與新課程標(biāo)準(zhǔn)所提出的“核心素養(yǎng)”相差甚遠(yuǎn).將STEM教育理念融入數(shù)學(xué)教學(xué)，通過利用STEM的整合能力把數(shù)學(xué)方法和數(shù)學(xué)思維突顯出來，以數(shù)理內(nèi)涵為主干，多個(gè)學(xué)科協(xié)調(diào)互補(bǔ)，加上STEM的趣味性、技術(shù)性等優(yōu)勢(shì)，教師能更好地完成小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)任務(wù).

3 影響小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)方法的因素

人類的進(jìn)步發(fā)展與數(shù)學(xué)緊密相連，數(shù)學(xué)不僅是人類文化的重要組成部分，也是推動(dòng)學(xué)生全面發(fā)展的重要?jiǎng)恿χ唬灤┯谡麄€(gè)社會(huì)生產(chǎn)和人們生活與工作之中.在教學(xué)過程中，想要幫助學(xué)生樹立正確的學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的方法，教師必須采用正確的教學(xué)策略.然而，當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)文化的迅猛發(fā)展，仍存在諸多因素影響小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)策略的開展與實(shí)施.

3.1 社會(huì)環(huán)境因素

3.1.1 社會(huì)需求是研究小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)方法的內(nèi)在因素

小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)方式改革在一定程度上的依據(jù)是社會(huì)需求.與個(gè)體需求相同，社會(huì)需求也是人類需求的重要組成部分，是集體通過個(gè)體所展現(xiàn)出的要求.它隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而處于持續(xù)改變之中.

數(shù)學(xué)涉及人們生活與工作的方方面面，數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)時(shí)期就是小學(xué)階段，該階段也是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的最佳時(shí)期.科學(xué)的數(shù)學(xué)教學(xué)方法能夠充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望和學(xué)習(xí)動(dòng)力，開拓學(xué)生的思維，為學(xué)生將來更好地服務(wù)于社會(huì)奠定良好的基礎(chǔ).

3.1.2 STEM教育是研究小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)方法的背景

近年來，國(guó)家越來越重視教育的改革與發(fā)展，并及時(shí)發(fā)布了與STEM相關(guān)的文件政策，加強(qiáng)學(xué)科本質(zhì)的認(rèn)知，著重培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)，以實(shí)現(xiàn)我國(guó)教育事業(yè)的改革創(chuàng)新和持續(xù)發(fā)展.在STEM教育理念背景下，小學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)目標(biāo)是提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力.

3.1.3 數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)是研究小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)方法的根據(jù)

《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》中著重強(qiáng)調(diào)了應(yīng)在數(shù)學(xué)的整個(gè)學(xué)習(xí)過程中培養(yǎng)學(xué)生的推理能力.現(xiàn)代教育的基本任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和獨(dú)立思考能力.因此，教師必須從小學(xué)開始培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和獨(dú)立思考能力.

3.2 教師專業(yè)素養(yǎng)因素

3.2.1 教師的敬業(yè)精神

教師從事教育事業(yè)的基本前提是熱愛教育事業(yè)，這也是教師發(fā)展的動(dòng)力所在.教師的職責(zé)就是教書育人，教師不僅要言傳身教、因材施教，還要提升自我、充實(shí)自我，以便于更好地服務(wù)于學(xué)生，服務(wù)于教育事業(yè).

3.2.2 教師的專業(yè)知識(shí)水平

教學(xué)活動(dòng)的開展依托于教師的專業(yè)知識(shí)水平，因此教師不僅要具備專業(yè)學(xué)科知識(shí)，還要具備相關(guān)的教學(xué)理論知識(shí).在教學(xué)過程中，教師必須不斷完善自己，以更好地引導(dǎo)學(xué)生.教學(xué)過程具有復(fù)雜性，其復(fù)雜性表現(xiàn)在過程和對(duì)象兩方面，這也為教師開展的教學(xué)活動(dòng)提出了更高的要求.

3.2.3 教師的思維能力發(fā)展

教師既要適時(shí)研究教學(xué)活動(dòng)，又要不斷進(jìn)行自我反思，教師的思維應(yīng)兼具連續(xù)性、多元性、生成性.在各種突發(fā)教學(xué)狀況下，擁有良好思維能力的教師可以應(yīng)對(duì)自如.

3.3 學(xué)生因素

3.3.1 學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的興趣與動(dòng)力

在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，想要達(dá)到預(yù)期的課堂效果就必須先激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，只有以興趣為導(dǎo)向才能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性.有效的學(xué)習(xí)動(dòng)力能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，并有利于學(xué)生保持良好的學(xué)習(xí)狀態(tài).目前最先進(jìn)的教學(xué)方法和理念之一就是STEM教育理念，其在小學(xué)課堂中的應(yīng)用將大幅度提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的全面發(fā)展.

3.3.2 學(xué)生主觀學(xué)習(xí)意識(shí)不足

學(xué)生是教學(xué)活動(dòng)的主體，教師應(yīng)在教學(xué)過程中突出學(xué)生的主體地位，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí).在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，一些教師采用灌輸式教學(xué)法，學(xué)生處于被動(dòng)的學(xué)習(xí)狀態(tài)，并且教學(xué)內(nèi)容脫離實(shí)際，阻礙了學(xué)生產(chǎn)生主觀學(xué)習(xí)意識(shí).優(yōu)秀的教師能夠?qū)W(xué)生的注意力集中起來，引導(dǎo)學(xué)生自主思考，使學(xué)生始終處于思維活躍的狀態(tài)之中，充分凸顯學(xué)生的主體地位.

3.3.3 獨(dú)立思考和解決問題的能力較差，創(chuàng)新意識(shí)低

在學(xué)習(xí)過程中遇到問題或困難時(shí)，一部分學(xué)生能夠獨(dú)立思考并解決問題，而有些學(xué)生選擇逃避或放棄，這表明這些學(xué)生解決問題的解決能力較差.基于這種情況，教師應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生的探索意識(shí)，訓(xùn)練學(xué)生解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的習(xí)慣.會(huì)提出問題才有創(chuàng)新的可能，疑問是主動(dòng)探索的體現(xiàn)，創(chuàng)新能力就體現(xiàn)在提出疑問中.在應(yīng)試教育的影響下，一些教師過分注重成績(jī)而忽視了學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng).教師應(yīng)營(yíng)造輕松愉悅的教學(xué)環(huán)境，加深學(xué)生對(duì)問題的認(rèn)識(shí)，提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí)，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的提升.

4 基于STEM教育理念的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)方法的構(gòu)建

4.1 教學(xué)準(zhǔn)備

4.1.1 合理選擇教材內(nèi)容

有關(guān)部門應(yīng)按照課程標(biāo)準(zhǔn)的核心思想編寫教材，并充分考慮學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣.在課程開展過程中，教師既要充分發(fā)揮教材的作用，又要將知識(shí)與實(shí)際生活相結(jié)合.教師應(yīng)對(duì)教材進(jìn)行深入的分析，關(guān)注重點(diǎn)與難點(diǎn)，合理把握與運(yùn)用教材，在授課過程中突出STEM教育理念，把數(shù)學(xué)的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行整合，重點(diǎn)講解重難點(diǎn)，打造開放性的教學(xué)課堂.

4.1.2 明確教學(xué)目標(biāo)

教學(xué)目標(biāo)在教學(xué)過程中的作用很大，其是教學(xué)活動(dòng)開展的指示牌，是教學(xué)實(shí)施的根本所在.教師在開展教學(xué)課程前應(yīng)明確教學(xué)目標(biāo).教學(xué)目標(biāo)的制訂應(yīng)以學(xué)生的實(shí)際情況為出發(fā)點(diǎn)，教師應(yīng)客觀對(duì)待學(xué)生間的差異，綜合考慮基礎(chǔ)較好的學(xué)生和基礎(chǔ)較差的學(xué)生的學(xué)習(xí)需求.

4.1.3 科學(xué)選擇教學(xué)手段

在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)過程中，教師應(yīng)根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容采用不同的教學(xué)手段.當(dāng)前小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中教學(xué)的手段各式各樣，常見的有自主學(xué)習(xí)法、多媒體教學(xué)法、合作探究法等.教師在選擇教學(xué)手段時(shí)應(yīng)全面考慮教學(xué)手段對(duì)學(xué)生的影響.

4.2 教學(xué)實(shí)施

4.2.1 STEM教育理念與教材知識(shí)的融合

在充分認(rèn)識(shí)和掌握教材內(nèi)容后，教師應(yīng)把STEM教育理念融入數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng)，盡可能地把數(shù)學(xué)知識(shí)同其他學(xué)科結(jié)合起來開展知識(shí)內(nèi)容的講解，這樣做不僅能拓展學(xué)生的知識(shí)體系，還能使學(xué)生了解學(xué)科間的關(guān)系.STEM教育理念強(qiáng)調(diào)學(xué)科融合及強(qiáng)化學(xué)生的知識(shí)體系，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維.STEM教育理念不僅使教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式得到豐富，還有效推動(dòng)了學(xué)生的全面發(fā)展.在教學(xué)過程中，STEM教育理念不僅豐富了學(xué)生綜合文化知識(shí)，還有助于學(xué)生數(shù)學(xué)綜合素養(yǎng)的提升.

4.2.2 STEM教育理念與教學(xué)設(shè)計(jì)的融合

教學(xué)設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的關(guān)鍵之一，將STEM教育理念融入小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)之中，有利于教師更好地設(shè)計(jì)教學(xué)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)與實(shí)踐能力都得到提升.STEM教育理念的特點(diǎn)包含綜合性、真實(shí)性等，教師應(yīng)把問題作為教學(xué)設(shè)計(jì)的核心，與學(xué)生的實(shí)際生活相契合，充分發(fā)揮學(xué)生的自主能動(dòng)性，提高學(xué)生的綜合性素養(yǎng).

4.2.3 STEM教育理念與教學(xué)方式的融合

學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)在一定程度上取決于教師采用的教學(xué)方式，STEM教育理念與教學(xué)方式方法相融合，有助于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與動(dòng)力.教師通過采用STEM教育理念，以學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣為出發(fā)點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察與思考能力，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí);通過小組間的協(xié)作，增強(qiáng)了學(xué)生的團(tuán)體協(xié)作意識(shí)、溝通能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力.

4.3 教學(xué)評(píng)價(jià)

首先，基于STEM教育理念的教學(xué)評(píng)價(jià)強(qiáng)調(diào)重評(píng)價(jià)主體的多元化，不同主體的不同觀點(diǎn)相結(jié)合，提煉出有關(guān)數(shù)學(xué)發(fā)展的相應(yīng)建議.教師需按照評(píng)價(jià)結(jié)果適時(shí)改進(jìn)與調(diào)整教學(xué)計(jì)劃和策略，做到評(píng)以致用.

其次，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性在一定程度上受評(píng)價(jià)方式的影響.在STEM教育理念引導(dǎo)下，教師對(duì)教學(xué)過程和結(jié)果運(yùn)用多種評(píng)價(jià)方式，有利于學(xué)生學(xué)習(xí)信心和學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng).

最后，STEM教育評(píng)價(jià)強(qiáng)調(diào)評(píng)價(jià)過程，通過評(píng)價(jià)過程與評(píng)價(jià)結(jié)果的相輔相成，獲得全面真實(shí)的評(píng)價(jià).

STEM教育理念下，小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)方法應(yīng)有利于學(xué)生的發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力.

小學(xué)階段是學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)并積累基礎(chǔ)知識(shí)的重要時(shí)期.把STEM教育理念融入小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)方法之中，不僅能使教學(xué)活動(dòng)的開展多樣化、趣味化、綜合化、整合化，還能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維，為我國(guó)未來的發(fā)展奠定了良好的綜合型人才基礎(chǔ).

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