滲透STEM教育理念促進數(shù)學(xué)課教學(xué)

李明玉

隨著社會與時代的不斷發(fā)展，人們的發(fā)展與教育理念也經(jīng)歷著變革。在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，傳統(tǒng)的教學(xué)理念重視學(xué)生對數(shù)學(xué)理論知識的理解和記憶，培養(yǎng)方式更傾向于應(yīng)試模式。而這樣的教學(xué)方法很難提升學(xué)生的知識應(yīng)用能力，導(dǎo)致學(xué)生出現(xiàn)知識與實際生活脫節(jié)的情況，影響學(xué)生今后的學(xué)習(xí)發(fā)展。STEM作為現(xiàn)代化教育理念的代表，在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的有效應(yīng)用能夠提升學(xué)生的核心素養(yǎng)，促進學(xué)生的全面發(fā)展。

一、STEM教育的概念及其應(yīng)用意義

（一）概念介紹

STEM主要內(nèi)容包含了Science、Technology、 Engineering和Maths。這其實代表的是4門不同學(xué)科的有機結(jié)合，強調(diào)的是不同學(xué)科之間的融合教學(xué)。將其運用于小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的過程中，就是以學(xué)生活動為授課主要形式，同時以解決生活問題為任務(wù)驅(qū)動，在日常教學(xué)中促進多學(xué)科素養(yǎng)的融合。本文提出了STEM教育理念在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的不同應(yīng)用策略，將文本學(xué)習(xí)的內(nèi)容進行項目化，通過情境化微型主題任務(wù)的設(shè)計，開展小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)，同時運用實踐活動的形式探索解決問題的方法。學(xué)生能夠在主題項目學(xué)習(xí)過程中，收獲知識，得到進步，同時提高其他學(xué)科素養(yǎng)。

在傳統(tǒng)的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)過程中，老師將教學(xué)任務(wù)獨立出來，在授課的過程中并沒有開發(fā)該學(xué)科與其他學(xué)科的聯(lián)系性，導(dǎo)致數(shù)學(xué)教學(xué)與其他學(xué)科的教學(xué)之間出現(xiàn)了割裂現(xiàn)象。學(xué)生在接受小學(xué)數(shù)學(xué)教育的時候，很難將其中的知識與生活中其他范疇的知識與現(xiàn)象聯(lián)系起來，嚴重影響了學(xué)生知識應(yīng)用能力以及創(chuàng)新思維能力的發(fā)展。而STEM教育理念的出現(xiàn)啟發(fā)了更多的數(shù)學(xué)老師，使其能夠關(guān)注數(shù)學(xué)學(xué)科的綜合性特征，進而轉(zhuǎn)變之前單一的教學(xué)模式。在具體的教學(xué)過程中，小學(xué)數(shù)學(xué)老師應(yīng)該開發(fā)生活化案例，充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，創(chuàng)建實踐性與綜合性的數(shù)學(xué)課堂。在充分挖掘小學(xué)數(shù)學(xué)課中豐富教學(xué)資源的基礎(chǔ)上，老師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生建立數(shù)學(xué)與其他學(xué)科之間的聯(lián)系，通過這樣的方式提升學(xué)生的綜合能力。

（二）應(yīng)用意義

1.促進學(xué)科融合

與傳統(tǒng)小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)相比，STEM教育理念提出了學(xué)科融合性與主題探究性的教育特征，啟發(fā)小學(xué)數(shù)學(xué)老師關(guān)注學(xué)生的主體性，通過創(chuàng)新教學(xué)的方式開發(fā)學(xué)生的潛力與智力，將更多學(xué)科的知識融入數(shù)學(xué)教學(xué)中，打破不同學(xué)科之間的壁壘，進一步促進學(xué)科的融合發(fā)展，實現(xiàn)小學(xué)生的全面發(fā)展。傳統(tǒng)的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)更關(guān)注學(xué)生對特定數(shù)學(xué)知識的記憶與理解，老師也將數(shù)學(xué)知識的傳授作為自己的基本職責(zé)。這會導(dǎo)致老師忽略數(shù)學(xué)知識在其他學(xué)科中的應(yīng)用，導(dǎo)致數(shù)學(xué)學(xué)科與其他學(xué)科之間的割裂。數(shù)學(xué)本身是一項基礎(chǔ)的、復(fù)雜的學(xué)科，貫穿于學(xué)生日常生活的方方面面，在各個學(xué)科中都能夠看到數(shù)學(xué)知識的影子，而這也正是數(shù)學(xué)的魅力所在。經(jīng)過資源的查閱與研究能夠知道，國內(nèi)外在數(shù)學(xué)研究方面有建樹的名人都不僅僅是數(shù)學(xué)家，其中不乏物理學(xué)家、化學(xué)家，甚至是政治學(xué)家、經(jīng)濟學(xué)家以及哲學(xué)家等。正是由于數(shù)學(xué)自身的融合性與綜合性，才吸引了一批又一批學(xué)子投身數(shù)學(xué)領(lǐng)域的研究中。如果學(xué)生在接受數(shù)學(xué)教學(xué)的時候，將數(shù)學(xué)知識與其他知識割裂開來，無法意識到數(shù)學(xué)真正的應(yīng)用價值與意義，那么學(xué)生就很難體會到數(shù)學(xué)的魅力，更別說形成學(xué)習(xí)興趣了。這對學(xué)生今后的學(xué)習(xí)發(fā)展毫無益處。因此，小學(xué)數(shù)學(xué)老師不僅要承擔(dān)起數(shù)學(xué)知識傳播的責(zé)任，同時還應(yīng)該著眼于整個數(shù)學(xué)學(xué)科的發(fā)展，通過STEM教學(xué)方法，促使學(xué)生全面認知數(shù)學(xué)，感受數(shù)學(xué)的真正魅力。

2.發(fā)揮主體作用

在STEM教育理念中，老師應(yīng)該重視學(xué)生的課堂主體性，及時轉(zhuǎn)變自己的傳統(tǒng)教學(xué)理念，形成以學(xué)生為主體、老師為主導(dǎo)的課堂教學(xué)模式，注重師生之間、學(xué)生之間合作關(guān)系的培養(yǎng)。這樣能夠增進師生之間的感情，同時加強學(xué)生的合作意識，有效提高課堂教學(xué)效率。從STEM的教育理念來看，其中涉及了科學(xué)、工程、技術(shù)以及數(shù)學(xué)，更加強調(diào)教學(xué)的實踐性與探究性。因此，數(shù)學(xué)老師可以在課堂中創(chuàng)設(shè)真實的教學(xué)情境與任務(wù)，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活中以及情境中存在的問題，并通過數(shù)學(xué)知識的應(yīng)用解決問題。STEM教學(xué)方法的一大特征就是情境性。老師可以通過生活化情境創(chuàng)建的形式，引導(dǎo)學(xué)生理解數(shù)學(xué)知識的深層內(nèi)涵，讓學(xué)生能夠自主探究與學(xué)習(xí)，進而提高學(xué)生的知識應(yīng)用能力。

3.提高學(xué)習(xí)技巧

小學(xué)數(shù)學(xué)中很多知識具有抽象性的特點，如果老師依舊采取理論教學(xué)的方式，學(xué)生很難理解數(shù)學(xué)知識的內(nèi)涵，更別說靈活應(yīng)用數(shù)學(xué)知識了。對此，老師可以應(yīng)用STEM教學(xué)思想，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)生活化情境，帶領(lǐng)學(xué)生開展數(shù)學(xué)實踐活動，不斷創(chuàng)新教育教學(xué)的形式，讓學(xué)生在實踐與體驗的過程中正確理解數(shù)學(xué)知識，自主構(gòu)建數(shù)學(xué)知識體系，形成邏輯思維，加深數(shù)學(xué)感悟，同時提高自己的思維能力與學(xué)習(xí)能力。小學(xué)階段不僅是開發(fā)學(xué)生智力的重要階段，同時也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的關(guān)鍵階段。該階段的學(xué)生，思維發(fā)展幾乎不受限制。經(jīng)過老師的引導(dǎo)，學(xué)生能夠開發(fā)自己的創(chuàng)新思維，針對數(shù)學(xué)問題提出自己的見解，形成自己的思維模式。在鍛煉學(xué)生理解知識、思考問題能力的同時，還能夠提高學(xué)生思維的靈活性，實現(xiàn)知識的內(nèi)化，創(chuàng)建高效課堂。除此之外，創(chuàng)新教學(xué)方法與內(nèi)容還能夠彌補傳統(tǒng)教學(xué)方法的不足之處，釋放學(xué)生的個性，激發(fā)學(xué)生的智慧，發(fā)揮數(shù)學(xué)學(xué)科的優(yōu)勢，加深學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)科的認知，培養(yǎng)更多數(shù)學(xué)相關(guān)人才。

二、當(dāng)前小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中存在的問題

（一）教學(xué)實踐性不足

新課改更加強調(diào)數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容與實際生活以及現(xiàn)代社會之間的聯(lián)系，重視對學(xué)生問題分析能力、知識理解能力以及思維創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。只有將數(shù)學(xué)知識與社會生活結(jié)合起來，才能夠深化學(xué)生對知識的理解，在實踐中感受數(shù)學(xué)的魅力與趣味，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)，使學(xué)生更加適應(yīng)社會發(fā)展的需求。然而，當(dāng)前很多數(shù)學(xué)老師安排的教學(xué)內(nèi)容都存在脫離實際的問題，學(xué)生在學(xué)完課程之后很難將知識應(yīng)用在實踐生活中，同時也并不理解數(shù)學(xué)知識對于改造現(xiàn)實世界的意義。比如，當(dāng)老師在指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)億單位的時候，由于數(shù)字單位較大，與學(xué)生實際生活聯(lián)系不緊，老師并未創(chuàng)設(shè)生活化的情境，這樣就增加了學(xué)生學(xué)習(xí)理解的難度，影響其之后的學(xué)習(xí)發(fā)展。

（二）思維培養(yǎng)不足

就目前狀況來看，很多數(shù)學(xué)老師并未深入理解新課改發(fā)展下的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)目標，導(dǎo)致其教學(xué)手段與內(nèi)容難以創(chuàng)新。只有明確的教育目標，才能夠引導(dǎo)數(shù)學(xué)教育的發(fā)展，老師也才能夠制定出相對應(yīng)的教學(xué)策略，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。當(dāng)前大多數(shù)小學(xué)數(shù)學(xué)老師依舊強調(diào)學(xué)生對數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識的理解與掌握，卻并未關(guān)注學(xué)生創(chuàng)新思維培養(yǎng)目標以及情感引導(dǎo)目標。這樣的數(shù)學(xué)課堂比較單調(diào)，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)探索興趣。在這樣不夠明確的教育目標指引下，老師的教學(xué)策略與內(nèi)容也會出現(xiàn)一定的偏離，無法滿足當(dāng)代小學(xué)生實際的學(xué)習(xí)成長需求，且存在教育與實際生活脫離的現(xiàn)象，增加了抽象數(shù)學(xué)知識的難度，難以引導(dǎo)學(xué)生形成正確的學(xué)習(xí)觀念。

（三）學(xué)習(xí)技巧不足

小學(xué)生的認知能力與學(xué)習(xí)能力都存在一定的不足，如果得不到老師的有效引導(dǎo)，很難自己掌握有效的學(xué)習(xí)方法和技巧。這樣一來就會增加數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的難度，久而久之，更會打擊學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心，無法開展有效的學(xué)習(xí)活動。而學(xué)習(xí)計劃與學(xué)習(xí)方法都是提升學(xué)生學(xué)習(xí)效率的重要因素，如果方法與計劃欠缺，就會導(dǎo)致學(xué)習(xí)出現(xiàn)事倍功半的情況。小學(xué)數(shù)學(xué)的抽象性相對較強，對于學(xué)生學(xué)習(xí)理解能力的要求也比較高，但是很多學(xué)生并沒有掌握正確的學(xué)習(xí)方法，同時也并不了解自身實際學(xué)習(xí)能力，進而導(dǎo)致學(xué)習(xí)計劃出現(xiàn)不合理的情況。這樣一來，即使制訂了學(xué)習(xí)計劃，學(xué)生還是很難提升學(xué)習(xí)的效率。

三、STEM教育在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的實踐應(yīng)用

（一）“S”在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

數(shù)學(xué)本身就兼具研究性與實踐性雙重特征，人們不僅將數(shù)學(xué)作為解決實際問題的工具，同時也將其看作科學(xué)研究的重要手段。數(shù)學(xué)與其他各個學(xué)科之間都存在緊密的聯(lián)系，比如，物理、化學(xué)、地理等學(xué)科，都需要以數(shù)學(xué)知識為基礎(chǔ)進行建模分析與研究。盡管小學(xué)數(shù)學(xué)知識相對比較淺顯，但也逐漸顯露出其與科學(xué)研究之間的關(guān)系。另外，小學(xué)數(shù)學(xué)老師應(yīng)承擔(dān)起人才培養(yǎng)的責(zé)任，在小學(xué)教學(xué)階段強化學(xué)生對于數(shù)學(xué)以及科學(xué)的認知，引導(dǎo)學(xué)生正確理解數(shù)學(xué)學(xué)科，培養(yǎng)其學(xué)習(xí)的興趣。將科學(xué)內(nèi)容融入小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中能夠有效豐富知識內(nèi)涵，提高整體教學(xué)質(zhì)量。

比如，當(dāng)老師在進行“面積計算”內(nèi)容教學(xué)的時候，由于其中涉及面積單位換算的相關(guān)知識，尤其是對于公頃、平方千米等進率不相同的單位，小學(xué)生理解和記憶能力不足，在學(xué)習(xí)過程中往往會出現(xiàn)困難。為了加深學(xué)生對單位知識以及換算關(guān)系的理解與認知，老師就可以融合科學(xué)知識開展教學(xué)。具體來說，老師可以為學(xué)生講解有關(guān)我國地圖的相關(guān)知識，為學(xué)生介紹我國國土面積、省市區(qū)域面積等知識內(nèi)容。這樣的教學(xué)方法能夠打破學(xué)生學(xué)習(xí)的瓶頸，吸引其興趣，并在不知不覺中加深對知識的印象，獲得更加立體化的數(shù)學(xué)知識。

再比如，在進行統(tǒng)計學(xué)相關(guān)內(nèi)容教學(xué)的時候，老師應(yīng)進一步明確自己的教學(xué)目標，改變之前繪制統(tǒng)計圖、計算統(tǒng)計表等教學(xué)目標，將其改為統(tǒng)計學(xué)知識的實際應(yīng)用，并在應(yīng)用練習(xí)的過程中融合更多學(xué)科的知識。具體來說，老師可以請學(xué)生統(tǒng)計種子發(fā)芽、班級不同血型人數(shù)等。學(xué)生在統(tǒng)計的過程中能夠進一步了解統(tǒng)計學(xué)中的各種概念與定義，加深對數(shù)學(xué)學(xué)科意義的認知，并在科學(xué)事實認知的基礎(chǔ)上體會數(shù)學(xué)內(nèi)涵。

（二）“T”在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

技術(shù)與數(shù)學(xué)知識的聯(lián)系也是非常緊密的。小學(xué)數(shù)學(xué)老師應(yīng)融合技術(shù)知識設(shè)計數(shù)學(xué)課堂，提高學(xué)生的實踐能力與數(shù)學(xué)素養(yǎng)，進一步激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的自主探究意識。當(dāng)前數(shù)學(xué)與技術(shù)結(jié)合的最佳表現(xiàn)就是信息技術(shù)的應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)資源以及多媒體設(shè)備的聯(lián)合應(yīng)用能夠創(chuàng)設(shè)直觀的學(xué)習(xí)情境，突出數(shù)學(xué)知識的邏輯性，降低數(shù)學(xué)的抽象性，幫助學(xué)生突破學(xué)習(xí)難點，解決數(shù)學(xué)問題。

比如，當(dāng)老師在進行“多邊形面積計算”相關(guān)內(nèi)容教學(xué)時，很多小學(xué)生圖像思維與抽象思維能力不足，因此只靠課本與老師的講解很難理解多邊形的形狀特征以及計算技巧。此時，老師就可以利用信息技術(shù)為學(xué)生展示動態(tài)化的計算過程，強化學(xué)生對知識的理解。由于多邊形的面積計算原理就是相同面積圖形之間的轉(zhuǎn)化，通過轉(zhuǎn)化成若干個學(xué)生能夠計算面積的規(guī)則圖形，學(xué)生就能夠解決面積計算問題，并理解計算公式的內(nèi)涵。課上多媒體設(shè)備的運用能夠為學(xué)生呈現(xiàn)直觀的圖形分割與轉(zhuǎn)化過程，進而對計算公式產(chǎn)生直觀的認知。也就是說，信息技術(shù)的應(yīng)用能夠為學(xué)生展示數(shù)學(xué)模型變化以及思考的整個過程，進而強化學(xué)生對數(shù)學(xué)模型的印象，提升其學(xué)習(xí)的技巧。

（三）“E”在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

工程和數(shù)學(xué)的關(guān)系其實類似于技術(shù)，因此工程與技術(shù)之間也存在緊密的聯(lián)系，技術(shù)應(yīng)用的結(jié)果與價值將會體現(xiàn)在具體的工程成果中。從另一個方面來看，數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的價值也能夠通過工程質(zhì)量來呈現(xiàn)。生活中常見的工程項目都需要數(shù)學(xué)知識的參與，比如，房屋工程、交通工程、航天工程等。生活中有很多工程實例，老師可以運用相關(guān)工程實例開展數(shù)學(xué)教育，讓學(xué)生能夠了解基本工程建設(shè)的知識，拓寬其眼界，同時還能夠意識到數(shù)學(xué)知識與工程建設(shè)之間的關(guān)系，知曉數(shù)學(xué)知識對社會進步的重要意義，進而產(chǎn)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與研究的興趣，感受到數(shù)學(xué)知識的魅力。

比如，當(dāng)老師在進行“平均數(shù)”相關(guān)知識教學(xué)時，就可以組織學(xué)生開展實踐活動，請學(xué)生統(tǒng)計某次考試中大家的分數(shù)情況，并計算得到最終的平均分，將不同考試的平均分進行對比，分析整體學(xué)習(xí)水平。經(jīng)過這樣的實踐，學(xué)生能夠掌握計算平均值的基本方法，加深學(xué)生對平均值的認知，同時還能夠深化學(xué)生對數(shù)學(xué)知識實踐性的理解，能夠合理應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決實際問題，實現(xiàn)數(shù)學(xué)與工程的完美銜接。

（四）“M”在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

經(jīng)過上文分析，大家能夠了解小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)和科學(xué)、技術(shù)、工程的融合意義，其最終還應(yīng)當(dāng)回歸到數(shù)學(xué)本身。數(shù)學(xué)知識作為解決實際問題的基礎(chǔ)，老師應(yīng)重視對基礎(chǔ)知識的引導(dǎo)教育，夯實學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，鼓勵學(xué)生調(diào)用已經(jīng)掌握的數(shù)學(xué)知識解決生活實際問題。以上各種學(xué)科以及教學(xué)技術(shù)手段都只是數(shù)學(xué)教育的輔助與擴充，老師在應(yīng)用的時候應(yīng)注意到這一點，以免出現(xiàn)教學(xué)形式主義問題。老師不僅要重視學(xué)科融合，同時還應(yīng)立足于數(shù)學(xué)學(xué)科自身，強化學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)科的認知。

綜上所述，STEM教育理念給小學(xué)數(shù)學(xué)老師帶來新的教育靈感，使老師更加關(guān)注數(shù)學(xué)學(xué)科的本質(zhì)與價值。老師應(yīng)踐行STEM教育理念，融合各學(xué)科開展實踐教學(xué)，強化學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)科價值的認知，發(fā)揮數(shù)學(xué)的魅力，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進學(xué)生的全面發(fā)展。