基于STEM教育理念的小學(xué)數(shù)學(xué)跨學(xué)科體驗式質(zhì)量測評研究

中圖分類號：G623.5 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-8918（2025）24-0051-04

在傳統(tǒng)的分科教育中，學(xué)科之間被進行了條塊分割，這種點對點的教學(xué)無法滿足新課標(biāo)背景下對學(xué)生核心素養(yǎng)培育的要求，因此尋求適合跨學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)的教學(xué)方法已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。作為一種跨學(xué)科教學(xué)方式，STEM教育是科學(xué)（Sci-ence）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）和數(shù)學(xué)（Mathematics）四門學(xué)科的融合，強調(diào)理論知識和實踐的結(jié)合，旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、問題解決能力和團隊合作精神。在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中融入STEM理念，可以打破傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)的局限性，將數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)置于廣闊的視野下，有助于擴大學(xué)生的知識面。由此可以看出，基于STEM教育理念的跨學(xué)科教學(xué)為培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)提供了全新的機遇。在當(dāng)前我國教育改革不斷深入的背景下，基于課程改革的學(xué)生評價，開展跨學(xué)科導(dǎo)向下的測評，可以為數(shù)學(xué)教學(xué)改革策略的制訂提供有力支撐。具體來看，以學(xué)生為中心的跨學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)為導(dǎo)向，針對學(xué)生跨學(xué)科解決問題能力進行評測，可以反映數(shù)學(xué)教學(xué)改革的實施效果。除此之外，相較于單一的學(xué)科質(zhì)量評價策略，采用跨學(xué)科多元化的評價方式，可以更好地推動數(shù)學(xué)課程改革落地實施。

一、研究設(shè)計

（一）研究內(nèi)容

在新課標(biāo)落地實施的背景下，跨學(xué)科教學(xué)已經(jīng)成為我國教育改革的一個主要方向，而跨學(xué)科教學(xué)結(jié)果的反饋則主要依賴于評價，也只有定期開展跨學(xué)科質(zhì)量評測才能夠確保教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)，保證跨學(xué)科教學(xué)質(zhì)量。但從整體上來看，當(dāng)前針對跨學(xué)科的評價主要集中在跨學(xué)科素養(yǎng)理論方面。在實踐研究層面，雖然部分學(xué)校開展了針對數(shù)學(xué)跨學(xué)科的課程改革，但始終缺乏跨學(xué)科教學(xué)的科學(xué)評價工具。基于以上不足，文章針對STEM教育理念下的小學(xué)數(shù)學(xué)跨學(xué)科體驗式質(zhì)量評測進行了研究，給出了一套完整的質(zhì)量評測體系。

（二）研究方法

1.文獻研究法

通過查閱和分析國內(nèi)外關(guān)于STEM教育理念與小學(xué)數(shù)學(xué)教育相關(guān)的文獻資料，把握STEM教育理念在小學(xué)數(shù)學(xué)教育中的應(yīng)用現(xiàn)狀，以及未來發(fā)展的可能方向，為后續(xù)研究提供了方法和思路上的借鑒。

2.案例研究法

采用案例研究法針對STEM教育理念下的小學(xué)數(shù)學(xué)體驗式教學(xué)評測進行剖析，分析其存在的不足之處，針對存在的問題總結(jié)其原因，為完善評測策略提供幫助。

3.訪談法

訪談法主要應(yīng)用于評價工具設(shè)計，針對評價工具指標(biāo)的具體表述，采用訪談法對評價量表進行修訂。

二、STEM教育理念下小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀

（一）教師隊伍

目前，我國小學(xué)數(shù)學(xué)教師隊伍的整體素質(zhì)較高，他們普遍具備良好的專業(yè)素養(yǎng)和教學(xué)能力，為學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)提供了堅實的基礎(chǔ)。然而，在STEM教育理念應(yīng)用方面，部分教師仍存在一定的不足。對STEM教育理念的核心價值和實施策略缺乏深入的理解，導(dǎo)致在實際教學(xué)中難以有效地融入這一理念。具體表現(xiàn)為，這些教師在跨學(xué)科整合的能力和實踐經(jīng)驗上有所欠缺，難以將STEM教育理念與小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)緊密結(jié)合，從而影響了教學(xué)效果的提升。因此，加強教師隊伍對STEM教育理念的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，提升他們的跨學(xué)科整合能力和實踐經(jīng)驗，是當(dāng)前小學(xué)數(shù)學(xué)教育改革的重要任務(wù)之一。

（二）教學(xué)資源

隨著教育信息化的不斷推進，小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)資源日益豐富，為教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)提供了更多的選擇和便利。然而，在STEM教育理念下，跨學(xué)科整合的教學(xué)資源相對較少，難以滿足實際教學(xué)的需求。這主要體現(xiàn)在，現(xiàn)有的教學(xué)資源大多側(cè)重于單一學(xué)科的知識點，而缺乏將數(shù)學(xué)與其他學(xué)科進行有效整合的資源。此外，部分學(xué)校由于資金或條件限制，缺乏必要的教學(xué)設(shè)備和實驗器材，這也限制了STEM教育理念的實施。因此，開發(fā)更多跨學(xué)科整合的教學(xué)資源，并加大對學(xué)校教學(xué)設(shè)備和實驗器材的投人，是推進STEM教育理念在小學(xué)數(shù)學(xué)教育中應(yīng)用的關(guān)鍵。

（三）教學(xué)方法

傳統(tǒng)的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)方法往往注重知識的傳授和技能的訓(xùn)練，而忽視了學(xué)生的主體地位和實際需求。在STEM教育理念下，這種單一的教學(xué)方法已經(jīng)難以適應(yīng)新時代的教學(xué)要求。為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力，教師需要采用更加靈活多樣的教學(xué)方法。例如，項目式學(xué)習(xí)、探究式學(xué)習(xí)等教學(xué)方法，能夠讓學(xué)生在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，從而培養(yǎng)他們的跨學(xué)科整合能力和創(chuàng)新能力。因此，轉(zhuǎn)變教學(xué)方法，注重學(xué)生的主體地位和實踐能力的培養(yǎng)，是實施STEM教育理念的重要一環(huán)。

（四）評價體系

傳統(tǒng)模式下的小學(xué)數(shù)學(xué)評價主要通過對學(xué)生考試成績進行排名，這種單一的評價方式只能反映出學(xué)生對知識的掌握程度，卻無法對學(xué)生的綜合素養(yǎng)進行評價。STEM教育理念要求對學(xué)生進行全面培養(yǎng)，不僅要學(xué)好知識內(nèi)容，同時也應(yīng)具備創(chuàng)新能力、實踐能力等，因此只有構(gòu)建起全面的評價體系，才能夠?qū)崿F(xiàn)對學(xué)生的全面評價。

三、STEM教育理念下小學(xué)數(shù)學(xué)跨學(xué)科體驗式質(zhì)量測評設(shè)計策略

（一）設(shè)計原則

1.以學(xué)生為中心

跨學(xué)科體驗式學(xué)習(xí)應(yīng)做到以學(xué)生為中心，強調(diào)關(guān)注學(xué)生的需求和興趣，了解他們真正關(guān)心的話題，并據(jù)此設(shè)計教學(xué)內(nèi)容。除此之外，跨學(xué)科體驗式學(xué)習(xí)還注重培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力，鼓勵他們在學(xué)習(xí)過程中主動思考、積極探索，而不是被動地接受知識。這樣的學(xué)習(xí)方式不僅能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能夠培養(yǎng)他們的獨立思考能力。

2.注重跨學(xué)科知識整合

跨學(xué)科體驗式學(xué)習(xí)強調(diào)的是學(xué)科間的融合和跨學(xué)科整合，這就需要教師在進行小學(xué)數(shù)學(xué)跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計時不能僅僅局限于數(shù)學(xué)這一單一學(xué)科，而是要找到數(shù)學(xué)學(xué)科和其他學(xué)科之間的融合點，將其他學(xué)科知識融人數(shù)學(xué)學(xué)科中，設(shè)計出綜合性的學(xué)習(xí)任務(wù)，從而有效培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)和跨學(xué)科思維能力。

3.強調(diào)實踐應(yīng)用

理論知識固然重要，但如果沒有實踐操作的支撐，學(xué)生就很難將所學(xué)知識轉(zhuǎn)化為實際能力?？鐚W(xué)科體驗式學(xué)習(xí)注重培養(yǎng)學(xué)生的實踐操作和問題解決能力。因此，在進行小學(xué)數(shù)學(xué)跨學(xué)科體驗式教學(xué)設(shè)計過程中應(yīng)鼓勵學(xué)生動手實踐，加深對知識的理解和掌握。

（二）測評指標(biāo)

1.跨學(xué)科整合能力

評價學(xué)生在跨學(xué)科學(xué)習(xí)過程中，能否有效地識別、連接并綜合運用來自不同學(xué)科的知識與技能，從而形成綜合性的理解和創(chuàng)新能力，解決復(fù)雜問題。這要求學(xué)生不僅掌握各學(xué)科的基礎(chǔ)知識，還要具備將這些知識融會貫通的能力，以適應(yīng)現(xiàn)代社會對復(fù)合型人才的需求。

2.創(chuàng)新能力

評價學(xué)生在學(xué)習(xí)活動中，能否獨立思考、勇于探索未知領(lǐng)域，以及提出具有新穎性和實用性的想法與解決方案。特別是在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中，考查學(xué)生能否創(chuàng)造性地運用數(shù)學(xué)概念、原理和方法，解決實際生活中遇到的問題，展現(xiàn)出獨特的思維方式和解決問題的能力。

3.實踐能力

實踐能力主要反映學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識動手解決問題的能力，主要包含開展社會調(diào)研、參與實踐項目過程中是否可以靈活運用自己所學(xué)數(shù)學(xué)知識來解決遇到的問題。

4.自主學(xué)習(xí)能力

主要針對學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的積極性進行評價，是否具備較強的自我學(xué)習(xí)意識，可以識別學(xué)習(xí)需求。同時，考查學(xué)生能否有效利用各種學(xué)習(xí)資源，如圖書、網(wǎng)絡(luò)課程、專家講座等，以及是否愿意主動尋求教師、同伴或?qū)I(yè)人士的支持與幫助，形成持續(xù)學(xué)習(xí)的習(xí)慣和能力，為終身學(xué)習(xí)奠定堅實基礎(chǔ)。

5.溝通協(xié)作能力

評價學(xué)生在跨學(xué)科學(xué)習(xí)過程中，除了關(guān)注其能否有效地識別、連接并綜合運用來自不同學(xué)科的知識與技能，溝通協(xié)作能力同樣是一個不可忽視的方面。這一能力要求學(xué)生能夠與他人建立良好的溝通渠道，理解并尊重不同的觀點和意見，通過有效的交流和合作，共同解決問題。

（三）提取評價要素

采用訪談法結(jié)合對教師的訪談記錄來對訪談內(nèi)容進行分析，提取出評估要素關(guān)鍵點，對評價指標(biāo)進行豐富和補充。針對某校15名數(shù)學(xué)教師進行了訪談，結(jié)合訪談結(jié)果確定了五種評價指標(biāo)所包含的要素。

1.跨學(xué)科整合能力

知識融合：是否可以將數(shù)學(xué)知識與其他學(xué)科的知識有效融合，形成綜合性的理解和應(yīng)用；方法遷移：是否可以將其他學(xué)科的研究方法或思維模式遷移到數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中，以新的視角解決問題。

2.創(chuàng)新能力

思維新穎：在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中是否可以提出創(chuàng)新性的方法，跳出傳統(tǒng)思維模式；創(chuàng)造性應(yīng)用：是否可以將所學(xué)數(shù)學(xué)知識應(yīng)用于解決生活實際問題中。

3.實踐能力

動手操作：是否具備將所學(xué)知識內(nèi)容轉(zhuǎn)化為解決問題的實踐能力；結(jié)果反饋：是否可以根據(jù)實踐操作結(jié)果進行總結(jié)，并不斷優(yōu)化實踐方式。

4.自主學(xué)習(xí)能力

學(xué)習(xí)方法：是否具備科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，采用有效的學(xué)習(xí)策略來提高學(xué)習(xí)效率；自我調(diào)整：在進行自主學(xué)習(xí)過程中能否進行自我監(jiān)控，通過調(diào)整學(xué)習(xí)策略來確保學(xué)習(xí)質(zhì)量。

5.溝通協(xié)作能力

能否清晰、準(zhǔn)確地表達自己的觀點和想法，與他人進行有效溝通?；诖?，構(gòu)建起的小學(xué)數(shù)學(xué)跨學(xué)科體驗式教學(xué)質(zhì)量評測體系，如表1所示。

（三）權(quán)重分配

文章基于評測體系采用層次分析法確定指標(biāo)權(quán)重。建立起層次結(jié)構(gòu)模型，將相關(guān)的各項要素劃分為多個層級。指標(biāo)重要性比對原則如表2所示。

在進行評估的過程中，應(yīng)合理、客觀地決定各個層面的影響因子。文章運用相容矩陣法來處理這個問題，利用二對間的對比代替將各要素進行對比，并將其重要性的對比結(jié)果進行定量，從而形成一個判定矩陣。邀請10名專家建立了一個基于該方法的指數(shù)系統(tǒng)，檢驗該指數(shù)的分層分析的合理性基礎(chǔ)上，使用了該方法的軟件來產(chǎn)生評判矩陣，并將其最后的運算結(jié)果進行了分析，得出一級指標(biāo)權(quán)重分別為0.25、0.22、0.18、0.22、0.13。

結(jié)合專家組的排序情況，首先對二級指標(biāo)排序結(jié)果進行統(tǒng)計，結(jié)果如表3所示。

采用專家排序法對指標(biāo)權(quán)重進行計算的公式為：

式中 Δ，Ξ，j 為指標(biāo)序號， A_j 則表示第 j 個指標(biāo)的權(quán)重。 n 為一級指標(biāo)總數(shù)， m 為專家人數(shù)。 R_j 為 ?_m 個專家對第 j 個指標(biāo)排序的總和。依據(jù)上述公式來對二級指標(biāo)進行計算的結(jié)果如表4所示。

在構(gòu)建評價指標(biāo)體系后，通過層次分析法確定了一級指標(biāo)的權(quán)重，運用專家排序法確定了二級權(quán)重，最終得到的基于STEM教育理念的小學(xué)數(shù)學(xué)跨學(xué)科體驗式教學(xué)質(zhì)量測評體系如表5所示。

四、結(jié)論

綜上所述，跨學(xué)科體驗式學(xué)習(xí)能夠增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和好奇心，提高他們的跨學(xué)科整合能力、創(chuàng)新能力和實踐能力。文章基于STEM教育理念對小學(xué)數(shù)學(xué)跨學(xué)科體驗式教學(xué)質(zhì)量測評進行了研究，給出了體驗式教學(xué)質(zhì)量測評體系。為了更好地實施跨學(xué)科體驗式教學(xué)，教師需要設(shè)計合適的課程和活動，引導(dǎo)學(xué)生進行深入研究和合作，從而為培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)打下良好的基礎(chǔ)。

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