邵新建

【摘要】隨著人們對教育的廣泛關(guān)注和素質(zhì)教育的提出，STEM教育所提供的學(xué)科融合概念，它涉及了多學(xué)科整合的觀念，對于小學(xué)生的思維擴展和智力提升有十分顯著的積極作用，本文論述了STEM教育的定義以及發(fā)展現(xiàn)狀，同時也具體分析了與小學(xué)教育融合的必要性和可行性，希望能夠給小學(xué)數(shù)學(xué)老師提供一些與STEM教育融合的經(jīng)驗。

【關(guān)鍵詞】STEM教育;小學(xué)生;數(shù)學(xué)課堂

引言：

對于傳統(tǒng)教育而言，其主要關(guān)注的是學(xué)生的學(xué)習(xí)成績，各科目教師通過書本分別教授書中框定的知識。而STEM教育則不同于每科目互相割裂的授課狀態(tài)，而是將不同領(lǐng)域的知識有機的聯(lián)系起來，經(jīng)由各學(xué)科彼此間的合作最終形成一個綜合課程。為學(xué)生營造了一個良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，引導(dǎo)他們多交叉學(xué)科來處理其在項目活動中遇到的問題。由此，STEM教育十分看重實踐，也是表現(xiàn)了在國際上新綜合學(xué)科背景下的教育思想趨勢，體現(xiàn)了超學(xué)科的觀念。其優(yōu)勢是不僅是能對學(xué)生的好奇心起到誘發(fā)作用，培養(yǎng)其動手與處理現(xiàn)實問題的能力還能夠培養(yǎng)其與同伴之間的合作意識。在國家現(xiàn)有素質(zhì)教育的基礎(chǔ)上，還能夠進(jìn)一步引導(dǎo)小學(xué)生們對技術(shù)與科學(xué)的探索。為了實現(xiàn)我國的中國夢，需要著重推進(jìn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，相應(yīng)人才的培養(yǎng)也十分迫切，由此STEM 教育理念的出現(xiàn)備受大眾認(rèn)可。

一、STEM教育的定義

我們把“STEM”拆開，就容易明白它所代表的含義：S——Science——科學(xué)，T——Technology——技術(shù)，E——Engineering——工程，M——Mathematics——數(shù)學(xué)。即：將分散的科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等學(xué)科知識有機地聯(lián)系起來，讓學(xué)習(xí)者在跨學(xué)科學(xué)習(xí)的過程中獲得解決實際生活問題的能力。它的精髓就是跨學(xué)科學(xué)習(xí)，目的培養(yǎng)復(fù)合型人才。所以它并不是一門課程的具體的名稱，很多人的對它的誤區(qū)單純就認(rèn)為STEM等于編程，機器人，甚至樂高課程。這些課程只是屬于STEM里面的一個小小分支，但它們并不能完整的代表著STEM教育理念。再者，STEM也無一套標(biāo)準(zhǔn)的教育體系，每家學(xué)校都可以有屬于自己的承載STEM理念的課程體系。從而探索出STEM的教育觀點就是激勵學(xué)生在該些領(lǐng)域能力的提高，提升其綜合素質(zhì)以實現(xiàn)在全球都能有自身的競爭優(yōu)勢。近期加入了Arts，也就是藝術(shù)，變得更加全面。STEM教育在美國的重要性不亞于中國的素質(zhì)教育，五個學(xué)科，技術(shù)和工程結(jié)合，藝術(shù)和數(shù)學(xué)結(jié)合，打破常規(guī)了學(xué)科界限。簡單來說，就是把“死”知識變成“活”知識，對知識進(jìn)行跨學(xué)科應(yīng)用，真正做到學(xué)以致用、用以促學(xué)。

二、“STEM教育”對小學(xué)生的發(fā)展的好處

STEM教育試圖徹底改變以教師和老師（權(quán)威）為中心的教學(xué)模式，鼓勵小學(xué)生拓展思維進(jìn)行獨立思考，開展以小學(xué)生為中心的探究學(xué)習(xí);小學(xué)生不再是知識的被動接受者，他們有自主的動力去想辦法實現(xiàn)或者證實自己的思維。它注重跨學(xué)科知識，特別注重培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維、解決問題的能力、應(yīng)用創(chuàng)新能力、協(xié)作能力、創(chuàng)造力等能力，使學(xué)生能夠適應(yīng)未來社會和世界的快速發(fā)展。經(jīng)濟、科技發(fā)展帶來的變化和挑戰(zhàn)。它的目標(biāo)是培養(yǎng)一批STEM人才，使香港的科學(xué)技術(shù)能夠發(fā)展，學(xué)生有更好的職業(yè)。STEM教育是科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四大類的縮寫。STEM教育在過去20年中受到越來越多的關(guān)注，并已成為一種趨勢。STEM教育體系引導(dǎo)學(xué)生去看，去感受，去體驗。數(shù)學(xué)和科學(xué)的教育領(lǐng)域是基于小學(xué)生們天生的好奇心，并為他們自己的實踐和發(fā)現(xiàn)提供了大量的空間。

測量、估計、計數(shù)、排序和比較對象創(chuàng)建了一個簡單、積極的數(shù)字世界。建筑和構(gòu)造幫助小學(xué)生從早期階段就參與到技術(shù)和物理概念，如靜力學(xué)，數(shù)量，大小，幾何形狀和數(shù)字。學(xué)生最大的好處是他們可以學(xué)到傳統(tǒng)學(xué)校無法學(xué)到的東西?？赡苁琴Y源不足或教師不合格。與以考試為導(dǎo)向的傳統(tǒng)學(xué)校不同，該中心關(guān)注學(xué)生所學(xué)內(nèi)容以及如何應(yīng)用所學(xué)內(nèi)容。

另一個好處是學(xué)生可以通過完成課程中的項目和任務(wù)來探索自己的興趣并建立自信。有經(jīng)驗的教師可以引導(dǎo)學(xué)生加入開放式完成。學(xué)生們可以在這些完成中有一個難忘的經(jīng)歷。

三、STEM教育的核心內(nèi)容

1.批判性思維

是指不輕易相信任何觀念;通過對證據(jù)和推理方式的分析，探究支持觀念的理由;接受別人或形成自己的觀念。

2.邏輯思維

邏輯思維是指將思維內(nèi)容聯(lián)結(jié)、組織在一起的方式或形式。思維是以概念、范疇為工具去反映認(rèn)識對象的。簡單來說，就是教會孩子完成一項任務(wù)時如何利用所學(xué)來執(zhí)行，如何計劃和統(tǒng)籌。

3.創(chuàng)造性和解決問題的能力

通過解決問題來學(xué)習(xí)，在這個過程中，遇到的問題會培養(yǎng)孩子的觀察能力、思維能力以及動手能力。同時，也會激發(fā)出孩子的一系列創(chuàng)造力。

四、STEM教育發(fā)展的現(xiàn)狀

?眾所周知，不論是國內(nèi)外，鄉(xiāng)下的教育是比城市弱的，不論是在師資方面，還是在教育資料方面，都沒有辦法和城市相比。于是很多老師會希望自己的小學(xué)生能夠到大城市里念書發(fā)展，但與此同時，教育組織也在想辦法縮小城鄉(xiāng)之間的教育差距。

在最近的一項調(diào)查中，73%的農(nóng)村科學(xué)學(xué)者和78%的城市科學(xué)學(xué)者表示，他們沒有令人滿意的資金來正確開展工作。顯然，小學(xué)生沒有得到他們應(yīng)得的，教育部門也在想辦法，幫助他們打開并進(jìn)入STEM的大門。STEM教育創(chuàng)新者研究員強烈建議，考慮民主教學(xué)的能量，民主指導(dǎo)建立在小學(xué)生和學(xué)者之間共享設(shè)施的基礎(chǔ)上，優(yōu)先考慮學(xué)生的心聲，并授權(quán)小學(xué)生在STEM培訓(xùn)，傾聽學(xué)生們在生活上以及學(xué)習(xí)上的問題，并幫助他們予以解決。“共享”并不是一個全新的教學(xué)策略，但我認(rèn)為在整個指導(dǎo)過程中，它在教育中的呈現(xiàn)是不足的，特別是在那些聲稱，培訓(xùn)采取“小眾授課”策略的學(xué)者中。

從現(xiàn)在的發(fā)展?fàn)顩r而言，STEM教育課程在自身的定位上還需進(jìn)一步改善，因不了解該行業(yè)的老師會容易將其與市面上流行的機器人、樂高等產(chǎn)品看做是一樣的，所以他們也更加偏向于市場上存在已久的這些課程，而不是STEM。雖然它們確實有一定的類似，但是在本質(zhì)上還是不一樣的。然而，就算是在北上廣等發(fā)展較好的城市老師，他們雖然能跟上時代腳步逐漸轉(zhuǎn)變觀念，但是在成都市來說，這里的大部分老師并不能有效做到這一點。一方面不是很了解新興的STEM教育，另一方面則是堅持認(rèn)為原有的學(xué)科培訓(xùn)是最重要的教育方式，所以，他們中的大部分都將小學(xué)生還是會放在現(xiàn)實生活中的一些傳統(tǒng)的課外輔導(dǎo)機構(gòu)。

五、STEM教育與小學(xué)數(shù)學(xué)融合的必要性

對于教育的另一個主體即老師來說，近些年其教育觀念也在跟同社會環(huán)境的變化而變化，不比于從前大部分老師僅對小學(xué)生的考試成績重視，現(xiàn)在大家多轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)注小學(xué)生全方位的發(fā)展。這樣的理念與STEM 教育不謀而合，STEM教育主要集中在校外培訓(xùn)領(lǐng)域，以重視小學(xué)生的思考與創(chuàng)新能力提升為主，課程多表現(xiàn)為機器人教育、兒童編程教育、3D 打印教育，形式豐富。STEM教育不是一個單獨的學(xué)科，而是具有綜合性。所以為了實現(xiàn)對于小學(xué)生們科技創(chuàng)新的培養(yǎng)，課程內(nèi)容豐富多樣，有程序、算法、機械工程等設(shè)計，還有人工智能簡單開發(fā)，美工外觀設(shè)計等。但是不可能存在一個非常完美的課程，即能夠滿足所有需求，就算該愿望能夠?qū)崿F(xiàn)但也很難體現(xiàn)出其強項，造成什么都培養(yǎng)卻什么都不精的狀況。

STEM教育體系對于學(xué)生的思維發(fā)展極其重要同時要激發(fā)學(xué)生對科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的好奇心，如今的電子學(xué)習(xí)為小學(xué)生提供了豐富的教育資源;允許他們通過利用自己的經(jīng)驗和自己的數(shù)據(jù)，來闡明重要的科學(xué)思想并理解世界。“科學(xué)實驗”也開啟了學(xué)生與數(shù)學(xué)的對話，通過科學(xué)實驗，小學(xué)生有機會直接掌握數(shù)學(xué)專業(yè)知識，并就周圍的世界得出自己的結(jié)論，所以也要讓數(shù)學(xué)走進(jìn)那些從未見過科學(xué)設(shè)備的學(xué)生生活中。

六、STEM教育與小學(xué)數(shù)學(xué)課堂的融合

2016年，教育部出臺的《教育信息化“十三五”規(guī)劃”》中明確指出有效利用信息技術(shù)推進(jìn)“眾創(chuàng)空間”建設(shè)，探索STEM教育、創(chuàng)客教育等新教育模式，使學(xué)生具有較強的信息意識與創(chuàng)新意識，養(yǎng)成數(shù)字化學(xué)習(xí)習(xí)慣，具備重視信息安全、遵守信息社會倫理道德與法律法規(guī)的素養(yǎng)。在中國，素質(zhì)教育的口號提了很多年，卻依然面很難實施，STEM教育作為素質(zhì)教育的一種可操作形式，在17年年初被寫入義務(wù)教育新課標(biāo)。

STEM教育，是一種項目式學(xué)習(xí)，更加注重學(xué)習(xí)的過程，而非結(jié)果（成績）。培養(yǎng)小學(xué)生獨立解決問題的能力，在不斷的試錯和嘗試中，得到更多啟發(fā)和方法。這和我們以往的傳統(tǒng)教育最大的不同在于：非教條式。讓小學(xué)生從小學(xué)數(shù)學(xué)課堂里被真正的解放出來，讓小學(xué)生在更自由的環(huán)境中來收獲知識、解決問題。通過探索和思考，來尋找答案并解決問題。小學(xué)每個學(xué)期都要組織各種各樣的主題活動和集體教學(xué)活動，其中，這些活動是開展STEM教育的好機會。打個比方，在蘇教版中的數(shù)學(xué)建構(gòu)活動中，小學(xué)生可以通過觀察和動手來獲得基礎(chǔ)性的建筑學(xué)知識、數(shù)學(xué)知識以及物理知識。教師可以引導(dǎo)小學(xué)生觀察積木幾何體的形狀，比如這些物體有幾個面，有幾條邊;在積木的搭建過程中，小學(xué)生通過多次嘗試可以認(rèn)識到三角形的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，總結(jié)怎樣擺放最穩(wěn)定不會倒，從而學(xué)到物體受力的相關(guān)知識等等。如果小學(xué)生的興趣濃烈，還可以組織小型的建筑項目，引導(dǎo)小學(xué)生提出問題并形成自己的項目方案。在主動參與的過程中，小學(xué)生的動手能力和思考能力都能夠得到有效的提升。

上周，我校老師帶孩子們參觀了我們鎮(zhèn)上的古建筑——顧家古宅，并進(jìn)行了相關(guān)的活動探究。在古宅中，孩子們通過觀察、測量、對比等方法找到了對稱、平鋪等在該建筑中的運用情況。在多次的計算中意外地發(fā)現(xiàn)了黃金分割比，感受到數(shù)學(xué)之美與建筑之美的巧妙融合。這次活動不僅拓寬了學(xué)生的知識面，也有幫助學(xué)生加深了對科學(xué)的認(rèn)知。然而，學(xué)實驗和科學(xué)研究往往不是一次性就得出準(zhǔn)確結(jié)果，常常需要查找失敗原因，多次嘗試才能成功。在活動中，一遇到復(fù)雜的數(shù)據(jù)整理時，孩子們便開始尋找各種理由推脫。后來，在老師耐心的鼓勵下，孩子們能用積極的心態(tài)看待過程與結(jié)果。通過這次活動，培養(yǎng)了孩子們不怕失敗，動腦分析情況、查找問題的習(xí)慣，磨煉了耐心，增強了毅力。在平時，可以鼓勵孩子閱讀或給他們講科學(xué)家的故事，感受多次失敗走向成功的艱難，體會科學(xué)家刻苦鉆研的精神，讓孩子們對科學(xué)產(chǎn)生興趣，并拓寬自己的愛好。這對孩子個人的發(fā)展方向，未來專業(yè)和職業(yè)選擇提供更多的參照，找到適合自己的職業(yè)。

老師同樣可以嘗試小學(xué)課堂上對小學(xué)生開展STEM教育。老師需要在小學(xué)課堂中引導(dǎo)小學(xué)生對生活中的一些現(xiàn)象提出問題，比如，紙杯上可以站人嗎？給小學(xué)生二十個紙杯和一塊硬紙板，讓小學(xué)生嘗試去研究。小學(xué)生在多次搭建之后，逐漸就會意識到將紙杯按照紙板的形狀密集排列，再放上紙板就可以站人，這已經(jīng)是一個初級的結(jié)構(gòu)工程;老師還可以引導(dǎo)小學(xué)生們一起討論：最少用多少個紙杯可以支撐一個人站在上面？紙杯排列成什么形狀會更加穩(wěn)定？這也是在探索數(shù)學(xué)問題。老師們可以通過日常生活中的小案例來引導(dǎo)小學(xué)生培養(yǎng)STEM的思維和行為習(xí)慣，也即：提出問題——團(tuán)隊討論——制定計劃——實施計劃——得出結(jié)論——改進(jìn)計劃/提出新問題。

結(jié)語：

STEM教育。所提供的思維邏輯和與生活相關(guān)聯(lián)的思維過程，都十分能夠適合小學(xué)生的智力發(fā)展，其中應(yīng)用到小學(xué)數(shù)學(xué)中的課堂也是十分合適，這需要教師和學(xué)生們共同關(guān)注STEM教育的不同的應(yīng)用情況，積極拓寬邏輯思維的發(fā)展和制定計劃的嚴(yán)密性。

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