在教學中踐行STEM教育理念

◇張 倩（甘肅：寧縣瓦斜小學）

STEM 教育理念是一種科學先進、思維拓展、方法創(chuàng)新、務實高效的新興理念，能夠有效點撥學生的認知興趣、思維方式、探究方法以及創(chuàng)新意識等，因而得到了教師群體的認可與推廣。數(shù)學課堂而因此獲得了嶄新的指導思想與實施方法，能切實為學生提供一個有指導、有策略、有設計、有創(chuàng)新、有效果的科學認知環(huán)境，助力學生高效認知、友好互助與快樂成長。

一、STEM教育理念分析

STEM 教育理念是一種課程融合理念，主張利用多種課程知識去解釋某一個數(shù)學知識點，以此展示多種課程知識之間的“交集”，幫助學生拓寬視野、豐富見聞、發(fā)散思維，成為一個思維開放、方法獨到、思想先進的優(yōu)秀學習者。在STEM 教育理念中，S 代表著“科學”，T 代表著“技術”，E 代表著“工程”，M 代表著“數(shù)學”，因而STEM 教育理念是一種“理科綜合考量思想”，主張教師立足數(shù)學知識，幫助學生探究其他課程內(nèi)一定數(shù)量的拓展知識，豐富學生的知識積累。

二、踐行STEM教育理念的教學價值

首先，數(shù)學課堂踐行STEM 教育理念，能夠為學生提供一個知識豐富、內(nèi)容多元、思維發(fā)散、融會貫通的信息交互平臺，能夠幫助學生看到一個數(shù)學知識點的多課程解析方法。這樣，學生的認知思維、思考方式以及探究習慣都會發(fā)生較大的改變，促進學生的認知思維走向發(fā)散化、拓展化以及融合化。

其次，數(shù)學課堂踐行STEM 教育理念，能夠為教師設計、實施、完善數(shù)學教學提供一種新方法與新理念，為學生提供高品質(zhì)、高層次、高體驗、高收益的信息刺激與思維誘導。這樣，學生就會慢慢形成發(fā)散思維、融合思想、拓展理念與創(chuàng)新精神，切實優(yōu)化主體能力、思維素養(yǎng)與創(chuàng)新素質(zhì)。

最后，數(shù)學課堂踐行STEM 教育理念，能夠推動數(shù)學教學走向提質(zhì)增效、理念創(chuàng)新、活動拓展、科學轉(zhuǎn)型，因而非常有助于科學育人觀以及新課程改革理念在數(shù)學課堂上的貫徹落實。這樣，教師就會按照新課程標準的既定要求，設計課堂教學、選擇教學方法、規(guī)劃教學活動、界定主體空間等，大力開展素質(zhì)教育。

三、踐行STEM教育理念的有效方法

STEM 教育理念是數(shù)學課堂教學過程中的興奮劑與加速器，能夠給予學生更多更好的思維點撥、心智啟迪以及認知誘導，大力拓展學生的認知思維。

（一）STEM 教育理念融入教學氛圍

在數(shù)學課堂上，教學氛圍能夠有效影響并提升學生的認知心理、主體情緒、情感體驗與精神面貌，因而教師應將STEM 教育理念融入教學氛圍，借助開放自由、輕松快樂的愉悅氛圍，優(yōu)化學生的主體認知能力。寬松、開心的良好教學氛圍自然能幫助學生無拘無束地參與到教學活動之中去，毫無心理壓力與思想負擔地進行信息交流，充分展示生命活力與能動作用的實效價值。

例如，在人教版五年級上冊第7 章《數(shù)學廣角——植樹問題》一課的課堂教學中，教師一般按照兩端都栽、一端栽、兩端都不栽這三種情況引導學生去感知“植樹問題”。如果學生具有一定的空間想象能力或作圖設計能力，就會較為輕松自如地掌握“植樹問題”。另外，教師還可以立足工程學知識去探究這個項目的具體要求，甚至可以借鑒項目圖紙，利用“圖示法”幫助學生直觀畫出“植樹活動示意圖”，順應小學生習慣直觀思維與形象思維的特點，既能降低“植樹問題”的認知難度，還能夠有效提升“植樹問題”的探究趣味性。一個個簡略圖標能夠提升數(shù)學教學的趣味性與吸引力，因而在數(shù)學課堂上營造出開放自由、輕松快樂的教學氛圍，優(yōu)化小學生的認知能力與思維能力。

（二）STEM 教育理念融入教學資源

在數(shù)學課堂上，教學資源是學生進行知識學習與能力訓練的輔助元素，能夠借助自身的趣味性與新奇性，增加數(shù)學教學的適宜性與吸引力，因而教師可以將STEM 教育理念融入教學資源之中。這樣，學生就能夠在知識跳躍、課程轉(zhuǎn)換、思維拓展中，感受到更多的認知趣味與探究快樂，催生更加強烈的探究動機與求知熱情，有效提升學生對數(shù)學教學活動的認知關注度與活動參與度。

例如，在人教版五年級上冊第4 章《可能性》一課的課堂教學中，教師一般立足機會均等以及份額越多、可能性就越大這兩個方面去引領學生探究“可能性”知識。如，一個箱子里有1 個紅球與2 個綠球，那么，學生拿到紅球的可能性為三分之一，而拿到綠球的可能性為三分之二。雖然二者的可能性有大小，卻都有被拿到的可能。為了幫助學生更好地理解與掌握“可能性”，教師可以為學生提供以技術學知識為基礎的教學資源，學生能夠看到工廠生產(chǎn)紅球與綠球的時間完全一樣，因而“三球組合”無論是什么顏色，都需要三份時間，任何一個彩球的生產(chǎn)時間自然也是“組合生產(chǎn)時間”的三分之一。這樣，在教學資源的幫助下，學生就會明白在拿球的時候，任何一個球被拿的可能性都是三分之一，只不過綠球占了兩個三分之一，因而可能性增大。

（三）STEM 教育理念融入教學內(nèi)容

在數(shù)學課堂上，教學內(nèi)容是學生直接認知、積極思考、深度考量的探究對象，與學生的知識學習、能力訓練與素質(zhì)發(fā)展息息相關，因而教師可以將STEM 教育理念融入教學內(nèi)容。這樣，學生就可以直接感知STEM 教育理念中的思維跳躍、課程轉(zhuǎn)換、多元闡釋，盡情體驗教師發(fā)散思維與教學智慧帶來的神奇體驗，并積極跟隨教師的開放思維，天馬行空于多元化課程知識轉(zhuǎn)換之中。

例如，在人教版六年級上冊第7 章《扇形統(tǒng)計圖》一課的課堂教學中，教師一般先計算出全部任務量，然后用全部任務量除以360，以此計算出扇形圖中1 度所代替的任務量，再用單一任務量除以“1 度所代替的任務量”，就能夠獲得某一個任務量在扇形圖中所占的具體度數(shù)。教師可以立足工程學知識，為學生提供一個建筑工程中水泥、鋼筋、砂石、沙子以及工資等金額數(shù)，并借助這些具體數(shù)據(jù)制作一個扇形統(tǒng)計圖或餅狀圖。這樣，學生就通過扇形統(tǒng)計圖或餅狀圖，看明白一個項目工程中各種成本元素的占比，能夠?qū)こ添椖繐碛腥娴恼J知。教師將工程項目數(shù)據(jù)處理融入教學內(nèi)容之中，以此開展主體計算活動，可促進學生直接感知工程學知識，豐富學生的知識積累，拓展學生的知識視野。

（四）STEM 教育理念融入教學活動

在數(shù)學課堂上，教學活動是學生參與課堂教學、展示主體能動、釋放生命活力的信息交流平臺，是學生進行獨立思考、自主學習與合作探究的有效空間，因而教師可以將STEM 教育理念融入教學活動之中。這樣，學生就可以在信息交流活動時，切身體驗STEM 教育理念的開放性、多維性、融合性以及趣味性，在思維跳躍、知識轉(zhuǎn)化與課程交替中，盡情體驗STEM 教育理念的神奇。

例如，在人教版五年級上冊第1 章《小數(shù)乘法》一課的課堂教學中，教師一般會告訴學生先忽略“小數(shù)點”的存在，按照整數(shù)乘法正常計算，計算完成后，再數(shù)一數(shù)原來兩個因數(shù)一共有多少位小數(shù)，然后給乘積點好小數(shù)點。教師可以立足科學知識，利用速度與時間求路程的計算問題來幫助學生進行小數(shù)乘法的計算訓練活動。為了更好培養(yǎng)學生的計算能力，教師要故意為學生提供用小數(shù)表示的“速度”與“時間”，為學生提供針對性較強的小數(shù)乘法訓練活動。這樣，學生就會借助物理知識中“速度×時間=路程”的計算公式，多次訓練個人的小數(shù)計算能力。因此，以物理知識為主要內(nèi)容的計算活動非常有助于提升學生的計算能力。

（五）STEM 教育理念融入教學過程

在數(shù)學課堂上，教學過程是學生進行知識學習、能力訓練、視野拓寬、心智發(fā)展的最大參與空間，與學生認知習慣、思維方式以及探究方法的形成密不可分，因而教師可以將STEM 教育理念融入教學過程。這樣，學生就可以在長時間、近距離、高密度的信息交流中，充分感悟STEM教育理念；在主體實踐、合作探究、集體討論中，共同悅納STEM 教育理念；在互幫互助中，共同成長。

例如，在人教版五年級上冊第3 章《小數(shù)除法》一課的課堂教學中，教師一般采用將除數(shù)與被除數(shù)同時擴大若干倍，確保除數(shù)為整數(shù)，再進行除法計算活動。因此，教師可以引入科學知識中的“壓強問題”來引導學生進行小數(shù)除法計算。為此，教師要提前告訴學生“壓力除以受力面積就等于壓強”，然后讓學生以此物理知識與客觀規(guī)律去進行小數(shù)除法計算。這樣，學生就會像處理應用題一樣對待“壓強計算問題”。以“壓強計算問題”為主要內(nèi)容的小數(shù)除法活動，能夠提升數(shù)學教學過程的主體性、兼容性與實效性。

四、融入STEM教育理念的思考

第一，教師在數(shù)學課堂踐行STEM 教育理念要注意設計性。STEM 教育理念科學應用于數(shù)學課堂教學，具有一定的活動難度與認知難度，需要教師在課前精心準備誘導素材、細心設定探究活動、耐心推敲示范樣例，用心引導學生的認知思維，以使其輕松快樂地遨游于多元化課程知識之中，體驗知識融會貫通之中的快樂。

第二，教師在數(shù)學課堂踐行STEM 教育理念要注意探究性。STEM 教育理念力求讓學生切身體驗數(shù)學知識點與其他課程知識的內(nèi)在關聯(lián)、區(qū)域重合與知識交集，因而教師不能停留在簡單說教之中，應科學導引學生積極參與、主體探究、切身體驗某一數(shù)學知識點的多樣化知識解讀，訓練發(fā)散思維能力。

第三，教師在數(shù)學課堂踐行STEM 教育理念要注意主體性。STEM 教育理念的功能展示與價值實現(xiàn)離不開學生的主體支持，因而教師在引導學生展開發(fā)散思維時，要注意誘導素材的趣味性與生活性，激發(fā)學生的獵奇心理與認知興趣，借助學生強大的生命活力以及能動作用，推動STEM 教育理念落實。

第四，教師在數(shù)學課堂踐行STEM 教育理念要注意實效性。教師在數(shù)學教學過程中，要注意激發(fā)學生的參與積極性與思考主動性，借助學生的主觀能動性為STEM 教育理念注入源源不斷的生命推動力。通過學生的認知興趣、探究動機與認知熱情釋放出強大的拓展力、創(chuàng)新力與發(fā)展力，展示STEM 教育理念價值。

綜上所述，STEM 教育理念能夠有效激發(fā)學生的認知靈光、探究靈感與學習靈動，充分展示生命活力與能動作用，切實將數(shù)學教學打造成為生命課堂，科學推動素質(zhì)教育在數(shù)學課堂上的有效落實。因此，教師應以STEM 教育理念為行動指南，并在教學實踐活動中將STEM 教育理念融入教學氛圍、教學資源、教學內(nèi)容、教學活動以及教學過程之中，加速學生的知識積累、心智啟迪、思維拓展、方法創(chuàng)新，扎實有效地培養(yǎng)與提升學生的主體能力與核心素養(yǎng)。