智慧課堂與STEM教育融合

◇劉克紅（甘肅：平?jīng)鍪嗅轻紖^(qū)解放路小學(xué)）

科學(xué)技術(shù)在高速推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的同時(shí)，也在加速學(xué)校教育體系中教學(xué)設(shè)備的迭代進(jìn)階、更新發(fā)展，信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)紛紛入駐數(shù)學(xué)教學(xué)課堂，因而為數(shù)學(xué)課堂提供了前所未有的先進(jìn)設(shè)備與科技平臺(tái)，打造出智慧課堂。同時(shí)，STEM 教育理念以其獨(dú)有的多樣性、兼容性、互通性以及拓展性而在數(shù)學(xué)課堂上脫穎而出，逐漸成為數(shù)學(xué)課堂上的主流教育理念。因此，智慧課堂及STEM 教育兩種先進(jìn)元素在融合發(fā)展中掀開了數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的嶄新一頁(yè)。

一、智慧課堂簡(jiǎn)介

智慧課堂是高科技應(yīng)用于學(xué)校教育的最新代表，是小學(xué)生認(rèn)知環(huán)境與成長(zhǎng)環(huán)境與時(shí)俱進(jìn)的強(qiáng)大推動(dòng)力，因而為小學(xué)生的信息獲取與知識(shí)詮釋帶來(lái)了直接利好。

（一）智慧課堂的概念

智慧課堂是指教師立足教室配置的多媒體設(shè)備這一物質(zhì)基礎(chǔ)，利用信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及多媒體技術(shù)為小學(xué)生的數(shù)學(xué)認(rèn)知、信息處理、知識(shí)積累與能力發(fā)展提供的時(shí)代化、科技化、直觀化以及虛擬化的認(rèn)知平臺(tái)。因此，數(shù)學(xué)課堂正走向信息化、先進(jìn)化、趣味化以及高效化，能夠獲得互聯(lián)網(wǎng)上提供的海量教學(xué)課件支持，從而使數(shù)學(xué)教學(xué)擁有強(qiáng)大的資源支持、科技支持與設(shè)備支持，逐步走向智能化、便捷化、電子化、高效化的智慧課堂。

（二）智慧課堂在教學(xué)中的作用

智慧課堂擁有突出的時(shí)代氣息、科技優(yōu)勢(shì)、先進(jìn)元素與發(fā)展理念，因而能夠促進(jìn)數(shù)學(xué)教學(xué)走入科學(xué)轉(zhuǎn)型、平臺(tái)革新、理念飛躍的良好狀態(tài)之中。

1．提供形象化、游戲化的教學(xué)方式

智慧課堂以多媒體大屏幕為小學(xué)生的信息獲取來(lái)源，尊重、遵循與滿足小學(xué)生進(jìn)行直觀認(rèn)知與形象思維的主體認(rèn)知需求，因而能夠?yàn)樾W(xué)生提供一個(gè)直觀化、游戲化、形象化的認(rèn)知方式，借助科技元素助力小學(xué)生的數(shù)學(xué)認(rèn)知與快樂成長(zhǎng)。

例如，在教科版一年級(jí)上冊(cè)第四章“認(rèn)識(shí)圖形（立體）”的智慧課堂上，本部分內(nèi)容主要幫助小學(xué)生了解“長(zhǎng)方體、正方體、球體”三種圖形。在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師一般采用說(shuō)教式方式授課。然而在智慧課堂上，教師使用多媒體設(shè)備可以讓小學(xué)生直觀看到三種立體圖形的聯(lián)系與區(qū)別。教師首先使用12 根等長(zhǎng)的小棒在大屏幕上為小學(xué)生展示搭建正方體的過(guò)程，然后又用12 根不等長(zhǎng)的小棒搭建長(zhǎng)方體，借此幫助小學(xué)生看到二者的區(qū)別。最后，教師在大屏幕上為小學(xué)生展示了一個(gè)“小熊開小車”的動(dòng)畫視頻。第一次輪胎是“球體”，小車運(yùn)行很平穩(wěn)，小熊美滋滋地開車兜風(fēng)；第二次輪胎是“正方體”，小車運(yùn)動(dòng)很顛簸，小熊皺著眉頭堅(jiān)持開車；第三次輪胎是“長(zhǎng)方體”，小車運(yùn)動(dòng)時(shí)顛簸非常劇烈，小熊被顛簸得暈車了，跑到一邊哇哇直吐。這樣，教師就用多媒體設(shè)備將“正方體”“長(zhǎng)方體”與“球體”三者的聯(lián)系與區(qū)別非常直觀地展示出來(lái)，因而對(duì)小學(xué)生就此三者開展深度學(xué)習(xí)與透徹理解非常有幫助。

2．提供科技化、電子化的教學(xué)資源

智慧課堂以信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及多媒體技術(shù)為科技支持與平臺(tái)輔助，因而能夠?qū)⒋罅康目萍荚?、先進(jìn)符號(hào)、電子信息融入數(shù)學(xué)教學(xué)，自然能夠?yàn)樾W(xué)生提供一個(gè)充滿時(shí)代氣息與科技含量的現(xiàn)代化教學(xué)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)小學(xué)生的科學(xué)發(fā)展。

例如，在教科版一年級(jí)上冊(cè)第二章“位置”的智慧課堂上，本部分主要幫助小學(xué)生培養(yǎng)“左、右”與“東、南、西、北”的空間位置感。教師要先培養(yǎng)小學(xué)生對(duì)“左與右”的感知，可以為其提供一些直觀信息與生活素材，如寫字的手是“右手”；馬路上靠“右”走；軍人用“右手”敬禮，少先隊(duì)員行隊(duì)禮也用“右手”等等，以此培養(yǎng)小學(xué)生的“左與右”的位置觀念。關(guān)于“東、南、西、北”空間位置感的培養(yǎng)具有一定難度，需要教師長(zhǎng)期堅(jiān)持、循序漸進(jìn)。判斷“東、南、西、北”一般借助太陽(yáng)的位置開展，太陽(yáng)升起的位置在“東方”，太陽(yáng)落下的位置在“西方”。因此，教師可在大屏幕上展示一個(gè)直立的男生：太陽(yáng)冉冉升起，男生面對(duì)太陽(yáng)站好，大聲說(shuō)出“面向東方，身后為西，右手為南，左手為北，東南西北順時(shí)針排列”的口訣。這樣，小學(xué)生就在多媒體設(shè)備的幫助下看到如何利用“太陽(yáng)”判斷“東西南北”的方法。而且，教師也可以讓小學(xué)生在教室內(nèi)跟隨著視頻內(nèi)容演練幾遍，強(qiáng)化小學(xué)生對(duì)判斷位置方法的理解與記憶，提升小學(xué)生的認(rèn)知效果。

3．提供趣味化、簡(jiǎn)易化的教學(xué)過(guò)程

智慧課堂能夠借助聲光電三維信息元素為小學(xué)生提供強(qiáng)烈的感官刺激、心理震撼以及情感體驗(yàn)，能夠?qū)⒊橄髲?fù)雜深?yuàn)W的數(shù)學(xué)知識(shí)一一具化展示，因而能夠?yàn)樾W(xué)生提供一個(gè)趣味橫生、淺顯易懂、生動(dòng)形象的認(rèn)知界面。

例如，在教科版一年級(jí)下冊(cè)第五章“認(rèn)識(shí)人民幣”的智慧課堂上，小學(xué)生對(duì)于“人民幣”非常熟悉。然而，教材內(nèi)容卻將“人民幣”定位于“元、角、分”三級(jí)單位，從而使小學(xué)生的數(shù)學(xué)認(rèn)知產(chǎn)生困難，因?yàn)楹芏嘈W(xué)生沒有見過(guò)更沒有用過(guò)“分”一級(jí)的硬幣或紙幣。因此，教師可以使用多媒體設(shè)備為小學(xué)生展示早已淡出商品流通市場(chǎng)的“分”，如壹分、貳分與伍分，而且，教師還要為小學(xué)生展示紙幣與硬幣兩種形式，幫助小學(xué)生看到“文物級(jí)別”的“分”。為了幫助小學(xué)生更好地理解“分”的用途，教師可以使用多媒體設(shè)備為小學(xué)生展出二十世紀(jì)七八十年代的老電影或電視劇片段，讓小學(xué)生親眼看見“分”的使用歷史，快快樂樂地認(rèn)識(shí)“分”的用途。由上可知，教師使用多媒體設(shè)備將“認(rèn)識(shí)人民幣”的知識(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程演變成“文物欣賞”與“視頻欣賞”，不僅可幫助小學(xué)生積累下很多人民幣知識(shí)，而且也能讓他們?cè)谪S富多彩的視頻信息中感受到智慧課堂的趣味性、生動(dòng)性與形象性，切身體驗(yàn)到電化教學(xué)的快樂。

二、STEM教育簡(jiǎn)介

STEM 教育是一種非常先進(jìn)的課程融合理念，主張打破課程知識(shí)界限，推動(dòng)多學(xué)科知識(shí)的融會(huì)貫通、兼容互助，有效拓展小學(xué)生的認(rèn)知思維與想象空間。

（一）STEM教育理念

STEM 教育理念倡導(dǎo)科學(xué)、技術(shù)、工程以及數(shù)學(xué)四大基礎(chǔ)學(xué)科的課程融合、知識(shí)互通、多元整合，有效培養(yǎng)小學(xué)生的發(fā)散思維、融合理念、拓展意識(shí)、創(chuàng)新精神，幫助小學(xué)生立足多個(gè)課程基點(diǎn)去探究同一個(gè)知識(shí)內(nèi)容，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)課程知識(shí)的發(fā)散考量、觸類旁通、多元理解，實(shí)現(xiàn)小學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的全面掌握。因此，STEM 教育理念具有突出的高端化、指導(dǎo)化、創(chuàng)新化特點(diǎn)，能夠?yàn)閿?shù)學(xué)教學(xué)提供一種科學(xué)先進(jìn)的指導(dǎo)思想與實(shí)施方案，實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)教學(xué)的提質(zhì)增效與創(chuàng)新發(fā)展。

（二）STEM教育在數(shù)學(xué)教學(xué)中的教學(xué)作用

STEM 教育理念能夠?yàn)閿?shù)學(xué)教學(xué)提供先進(jìn)化、策略化、拓展化的教學(xué)思想，實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)教學(xué)的科學(xué)定位、精準(zhǔn)引導(dǎo)，提升數(shù)學(xué)教學(xué)的先進(jìn)性與拓展性。

1．培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維、拓展意識(shí)與創(chuàng)新精神

STEM 教育理念能夠幫助小學(xué)生從多個(gè)課程知識(shí)的角度去剖析一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的多面性，因而能夠有效培養(yǎng)小學(xué)生的發(fā)散思維、拓展意識(shí)與創(chuàng)新精神，也切實(shí)幫助小學(xué)生形成較強(qiáng)的表現(xiàn)意識(shí)、求異思想與開放思維，提升小學(xué)生的思維素養(yǎng)。

例如，在教科版一年級(jí)上冊(cè)第三章“1～5 的認(rèn)識(shí)與加減法（第二課時(shí)）”的STEM 教育理念應(yīng)用中，教師為小學(xué)生每人分發(fā)3 個(gè)彩色塑料球，然后讓小學(xué)生與同桌之間進(jìn)行“石頭剪刀布”游戲，每次輸贏一個(gè)彩球。這樣，“1～5 的加減法”知識(shí)學(xué)習(xí)就轉(zhuǎn)變?yōu)椤?～5 的加減法游戲活動(dòng)”，讓小學(xué)生借助游戲活動(dòng)慢慢理解與逐漸掌握“加與減”的數(shù)學(xué)含義。因此，教師在STEM教育理念的指導(dǎo)下，以游戲活動(dòng)幫助小學(xué)生理解“贏”與“加”的關(guān)系、“輸”與“減”的關(guān)系以及得到一個(gè)、失去一個(gè)的直接結(jié)果，以此達(dá)到“移形換位”的良好學(xué)習(xí)效果。而且，小學(xué)生具有一定的占有欲，因而借助“贏”理解“加法”、借助“輸”理解“減法”，對(duì)小學(xué)生來(lái)說(shuō)是一個(gè)非常有效且記憶深刻的好方法。由上可知，小學(xué)生在教師設(shè)計(jì)的游戲教學(xué)氛圍的啟迪與幫助下，實(shí)現(xiàn)了由“贏”向“加”、由“輸”向“減”的思維過(guò)渡、思維拓展與思維固化，創(chuàng)造性地理解了“加與減”，從而體現(xiàn)出STEM 教育理念的發(fā)散性、拓展性、創(chuàng)新性。

2．優(yōu)化學(xué)生的課程學(xué)習(xí)、知識(shí)詮釋與體系構(gòu)建

STEM 教育理念主張弱化課程知識(shí)之間的界限，將四大課程內(nèi)容融為一體，利用盡可能多的課程知識(shí)去詮釋一個(gè)探究對(duì)象，以此弱化知識(shí)內(nèi)容之間的課程界限，幫助小學(xué)生形成四通八達(dá)、融會(huì)貫通、指向一致的全新型知識(shí)體系。

例如，在教科版二年級(jí)下冊(cè)第二章“表內(nèi)除法（一）”（第一課時(shí)）的STEM 教育理念應(yīng)用中，本部分主要培養(yǎng)小學(xué)生的“平均分”理念，以此為“除法學(xué)習(xí)”奠定良好的知識(shí)基礎(chǔ)與思維基礎(chǔ)。在“6÷2 =？”中，教師要引導(dǎo)小學(xué)生形成對(duì)“2”的科學(xué)認(rèn)識(shí)，以此培養(yǎng)小學(xué)生的“平均分”理念。教師先將小學(xué)生進(jìn)行分組，對(duì)每組小學(xué)生給予充足的玻璃球與小盤或小盒，然后，讓小學(xué)生將6 個(gè)玻璃球以2 個(gè)一份的標(biāo)準(zhǔn)分開，讓他們?cè)谟H自動(dòng)手、慢慢體驗(yàn)中逐漸領(lǐng)悟“平均分”的數(shù)學(xué)內(nèi)涵。這樣，教師就運(yùn)用了STEM 教育理念中的“工程學(xué)知識(shí)”，將“6 個(gè)玻璃球的大工程”以“2 個(gè)一份”的標(biāo)準(zhǔn)分成3 個(gè)“子工程”，在主體實(shí)踐中潛移默化地培養(yǎng)了小學(xué)生的“平均分”理念。因此，STEM 教育理念立足數(shù)學(xué)知識(shí)選擇一種最人性化、最簡(jiǎn)易化的認(rèn)知方式，并提供給小學(xué)生，實(shí)現(xiàn)小學(xué)生的高效認(rèn)知。

三、智慧課堂與STEM教育的融合

智慧課堂具有突出的科技化、時(shí)代化與先進(jìn)化特點(diǎn)，而STEM 教育具有突出的策略化、拓展化與創(chuàng)新化特點(diǎn)。因此，智慧課堂與STEM 教育的科學(xué)融合能夠?yàn)閿?shù)學(xué)教學(xué)提供強(qiáng)大的科技支持與先進(jìn)的理念指導(dǎo)，自然能夠促進(jìn)數(shù)學(xué)教學(xué)科學(xué)發(fā)展，為小學(xué)生提供一個(gè)科學(xué)先進(jìn)、理念指導(dǎo)、務(wù)實(shí)高效的生命成長(zhǎng)樂園。

例如，在教科版二年級(jí)下冊(cè)第五章“混合運(yùn)算”的融合教學(xué)中，教師利用多媒體設(shè)備為小學(xué)生設(shè)計(jì)了“混合運(yùn)算大挑戰(zhàn)”活動(dòng)，將一系列“混合運(yùn)算計(jì)算題”儲(chǔ)存在電腦中，讓挑戰(zhàn)者進(jìn)行隨機(jī)抽選，答對(duì)即可開啟下一輪挑戰(zhàn)，直至失敗。隨后，該名小學(xué)生的挑戰(zhàn)成績(jī)就會(huì)在大屏幕的右側(cè)進(jìn)行比較排列，成績(jī)好者居上。其他小學(xué)生扮演評(píng)委，同時(shí)也參與挑戰(zhàn)者的計(jì)算活動(dòng)，并評(píng)價(jià)挑戰(zhàn)者的對(duì)與錯(cuò)。這樣，小學(xué)生在智慧課堂的幫助下真正成為認(rèn)知主人。而且，教師以STEM教育理念為指導(dǎo)將習(xí)題強(qiáng)化訓(xùn)練轉(zhuǎn)變?yōu)橛螒虼筇魬?zhàn)，因而更加刺激有趣，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化小學(xué)生認(rèn)知體驗(yàn)、強(qiáng)化表現(xiàn)動(dòng)機(jī)、激發(fā)學(xué)習(xí)熱情的目的。

綜上所述，智慧課堂是數(shù)學(xué)課堂進(jìn)行科技應(yīng)用、設(shè)備更新、平臺(tái)建設(shè)、環(huán)境優(yōu)化后的先進(jìn)課堂，而STEM 教育則是數(shù)學(xué)教學(xué)提質(zhì)增效、理念創(chuàng)新、課程拓展、區(qū)域融合的時(shí)代理念。因此，智慧課堂與STEM 教育是數(shù)學(xué)課堂內(nèi)部?jī)?yōu)化、與時(shí)俱進(jìn)的兩大重要推動(dòng)力，二者的科學(xué)融合，必然開啟數(shù)學(xué)課堂推陳出新、創(chuàng)新發(fā)展的新局面，助力小學(xué)生的知識(shí)學(xué)習(xí)、能力訓(xùn)練與素養(yǎng)發(fā)展。