王越波

一、STEM教育理念的定義與特征

（一）定義

STEM的主要內(nèi)容包含了Science、Technology、 Engineering和Maths，這其實(shí)代表的是4門不同學(xué)科的有機(jī)結(jié)合，強(qiáng)調(diào)的是不同學(xué)科之間的融合教學(xué)。將其運(yùn)用于小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的過(guò)程中，就是以學(xué)生活動(dòng)為授課的重點(diǎn)形式，同時(shí)以解決生活問(wèn)題為任務(wù)驅(qū)動(dòng)，在日常教學(xué)中促進(jìn)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)容項(xiàng)目化，通過(guò)情境化微型主題任務(wù)的設(shè)計(jì)開(kāi)展小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)，同時(shí)以實(shí)踐活動(dòng)的形式探索解決問(wèn)題的方法。學(xué)生能夠在主題項(xiàng)目式學(xué)習(xí)過(guò)程中收獲知識(shí)，得到進(jìn)步，同時(shí)提高其他學(xué)科素養(yǎng)。

（二）特征

1.融合性特征

綜合性是STEM課程的一個(gè)最顯著的特點(diǎn)，這一教學(xué)理念本身就是課程融合教學(xué)的重要組成部分，也承擔(dān)著全面型人才培養(yǎng)的重任。因此在運(yùn)用這一教學(xué)理念的時(shí)候，教師首先應(yīng)該重視課程教學(xué)的綜合性，將每一個(gè)與之匹配的教學(xué)內(nèi)容都融合到教學(xué)體系之中，從而促進(jìn)小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的迅速發(fā)展。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)教師關(guān)注學(xué)生的主體性，通過(guò)創(chuàng)新教學(xué)方式開(kāi)發(fā)學(xué)生的潛力與智力，將更多學(xué)科的知識(shí)融入數(shù)學(xué)教學(xué)，打破不同學(xué)科之間的壁壘，進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)科的融合發(fā)展，實(shí)現(xiàn)小學(xué)生的全面發(fā)展。數(shù)學(xué)本身就是一項(xiàng)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(gè)學(xué)科中都能夠看到數(shù)學(xué)知識(shí)的影子，而這也正是數(shù)學(xué)的魅力所在。

2.實(shí)踐性特征

與傳統(tǒng)的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)不同，STEM的教學(xué)理念更加注重教學(xué)知識(shí)的生活化展現(xiàn)，即拉近學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)與實(shí)際生活之間的距離，讓學(xué)生能夠在課堂上學(xué)習(xí)更多的生活化知識(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)教學(xué)知識(shí)的情境化構(gòu)建，從而提高課堂教學(xué)的質(zhì)量。從STEM的教育理念來(lái)看，其中涉及了科學(xué)、技術(shù)、工程以及數(shù)學(xué)，更加強(qiáng)調(diào)教學(xué)的實(shí)踐性與探究性。因此，數(shù)學(xué)教師可以在課堂中創(chuàng)設(shè)真實(shí)的教學(xué)情境與任務(wù)，讓學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)生活中以及情境中存在的問(wèn)題，并通過(guò)數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用解決問(wèn)題。STEM教學(xué)方法的一大特征就是情境性，教師可以通過(guò)創(chuàng)建生活化情境的形式，引導(dǎo)學(xué)生理解數(shù)學(xué)知識(shí)的深層內(nèi)涵，讓學(xué)生能夠掌握自主探究與學(xué)習(xí)的能力，進(jìn)而提高學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力。

3.探究性特征

自主性與探究性是目前很多教師都在積極探究的重要教學(xué)方向，從小學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)來(lái)看，自主性的融入主要在于激發(fā)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的積極性，讓學(xué)生能夠主動(dòng)融入教學(xué)活動(dòng)，從而讓學(xué)生的課堂主體性能夠得到有效發(fā)揮。同時(shí)，學(xué)生的主動(dòng)參與能夠更好地提高學(xué)生解決問(wèn)題的能力，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。STEM課程能夠?yàn)閷W(xué)生創(chuàng)設(shè)生活化情境，帶領(lǐng)學(xué)生開(kāi)展數(shù)學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，不斷創(chuàng)新教育教學(xué)的形式，讓學(xué)生在實(shí)踐與體驗(yàn)的過(guò)程中正確理解數(shù)學(xué)知識(shí)，自主構(gòu)建數(shù)學(xué)知識(shí)體系，形成邏輯思維，加深數(shù)學(xué)感悟，同時(shí)提高自己的思維能力與學(xué)習(xí)能力。教師可以從STEM教育理念出發(fā)，為學(xué)生創(chuàng)造更多自主探究的機(jī)會(huì)，使其在不斷試錯(cuò)與總結(jié)的實(shí)踐過(guò)程中，掌握理論知識(shí)要點(diǎn)，進(jìn)而培養(yǎng)自己的空間思維。

二、STEM教育理念在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用的意義

（一）促進(jìn)學(xué)科融合發(fā)展

在傳統(tǒng)的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中，教師將教學(xué)任務(wù)獨(dú)立出來(lái)，在授課的過(guò)程中并沒(méi)有開(kāi)發(fā)數(shù)學(xué)學(xué)科與其他學(xué)科的聯(lián)系性，導(dǎo)致數(shù)學(xué)教育與其他學(xué)科之間出現(xiàn)了隔離現(xiàn)象。學(xué)生在接受小學(xué)數(shù)學(xué)教育的時(shí)候，很難將其中的知識(shí)與生活中其他范疇的知識(shí)與現(xiàn)象聯(lián)系起來(lái)，嚴(yán)重影響了學(xué)生知識(shí)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)教師，使其能夠關(guān)注數(shù)學(xué)學(xué)科的綜合性特征，進(jìn)而轉(zhuǎn)變之前單一化的教學(xué)模式。在具體的教學(xué)過(guò)程中，小學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)該開(kāi)發(fā)利用生活化案例，充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，創(chuàng)建實(shí)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)中豐富教學(xué)資源的基礎(chǔ)上，教師還應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生建立數(shù)學(xué)知識(shí)與其他學(xué)科之間的聯(lián)系，通過(guò)這樣的方式提升學(xué)生的綜合能力。

（二）構(gòu)建新型師生關(guān)系

在STEM教育理念中，教師應(yīng)該重視學(xué)生的課堂主體性，及時(shí)轉(zhuǎn)變自己傳統(tǒng)的教學(xué)理念，形成以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的課堂教學(xué)模式，注重對(duì)師生之間、學(xué)生之間合作關(guān)系的培養(yǎng)。這樣能夠增進(jìn)師生之間的感情，同時(shí)加強(qiáng)學(xué)生的合作意識(shí)，有效提高課堂教學(xué)效率。

三、STEM教育理念在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用的理論基礎(chǔ)

（一）多元智能理論

所謂智慧教育理論，指的是對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力以及知識(shí)運(yùn)用能力的教育。這也是當(dāng)前人才培養(yǎng)的重要內(nèi)容。小學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)該運(yùn)用智慧環(huán)境開(kāi)發(fā)新的理論和知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生的思考，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。多元智能理論提出，學(xué)生個(gè)體之間智能存在差異性，每個(gè)學(xué)生個(gè)體體現(xiàn)出的智能都是多種多樣的，而其中的每種智能經(jīng)過(guò)挖掘與培養(yǎng)都能夠達(dá)到較高的水平，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知世界和改造世界。另外，還有有效教學(xué)理論。該理論認(rèn)為，教學(xué)的效果并不單純?nèi)Q于教育維持的時(shí)間，還與教育方法、教學(xué)環(huán)境等相關(guān)。因此要想實(shí)現(xiàn)減負(fù)增效，小學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)創(chuàng)新課堂教學(xué)方法，提高教學(xué)效率，能夠在較少投入的情況下達(dá)到更好的教學(xué)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)智慧教育。

（二）構(gòu)建主義理論

所謂建構(gòu)主義理論，核心在于強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)知識(shí)的成長(zhǎng)性。知識(shí)本就不是一成不變的，而是隨著時(shí)代與科技的發(fā)展不斷變化和完善。當(dāng)下所學(xué)習(xí)以及接觸到的知識(shí)更加貼合當(dāng)下的情境與需求，但這并不意味著學(xué)習(xí)只能夠關(guān)注當(dāng)下的知識(shí)，學(xué)習(xí)者自身應(yīng)當(dāng)具備終身學(xué)習(xí)的意識(shí)與能力，能夠以超前的目光預(yù)測(cè)未來(lái)的發(fā)展，并敏銳察覺(jué)到適應(yīng)未來(lái)所需的知識(shí)，在這樣的發(fā)展驅(qū)動(dòng)中不斷學(xué)習(xí)和吸收新的知識(shí)。學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識(shí)的時(shí)候，會(huì)將新知識(shí)與已經(jīng)掌握的知識(shí)進(jìn)行聯(lián)系，以舊知識(shí)為鋪墊，理解新的知識(shí)，并實(shí)現(xiàn)新知識(shí)的內(nèi)化，這就是構(gòu)建學(xué)習(xí)。教師在構(gòu)建學(xué)習(xí)過(guò)程中起到了重要的引導(dǎo)作用，其中課堂教學(xué)情境、協(xié)作學(xué)習(xí)以及互動(dòng)交流推動(dòng)了構(gòu)建學(xué)習(xí)的發(fā)展，以上內(nèi)容也構(gòu)成了學(xué)習(xí)的最終目標(biāo)。STEM教育理念就是將以上要素融合在一起，通過(guò)新舊知識(shí)的相互作用，幫助學(xué)生構(gòu)建自己的知識(shí)體系，調(diào)整其經(jīng)驗(yàn)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展。gzslib202204021950

（三）教育反思理論

教學(xué)反思理論，指的是教師在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中的思考與總結(jié)。教師只有不斷反思自己的教學(xué)情況，才能夠找到教育中存在的問(wèn)題并解決，實(shí)現(xiàn)自我的提升。教師應(yīng)正確認(rèn)知自己在課堂教學(xué)中所做出的行為與決策，分析導(dǎo)致的后果。正確審視教育過(guò)程，不斷提高自己的覺(jué)察水平與反思水平，能夠發(fā)現(xiàn)自己教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，進(jìn)一步提高教育實(shí)踐的合理性與有效性，通過(guò)反思的方式增加自己的實(shí)踐智慧，提高教育水平。

（四）做中學(xué)理論

國(guó)內(nèi)外教育名家均提出過(guò)生活教育、實(shí)踐教育、經(jīng)驗(yàn)教育等理念，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為教育主體，構(gòu)建實(shí)踐情境，讓學(xué)生能夠在實(shí)踐體驗(yàn)中學(xué)習(xí)和感受全新的知識(shí)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的內(nèi)化，這就是做中學(xué)理論。該教育理論認(rèn)為，當(dāng)學(xué)生能夠調(diào)動(dòng)自然沖動(dòng)參與學(xué)習(xí)實(shí)踐活動(dòng)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生學(xué)習(xí)的興趣，不再將學(xué)習(xí)看作一種負(fù)擔(dān)，進(jìn)而提高課堂教學(xué)的效率。做中學(xué)理論包含以下要素：①實(shí)踐型教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè);②能夠啟發(fā)學(xué)生思考的真實(shí)問(wèn)題;③通過(guò)對(duì)真實(shí)資料的分析產(chǎn)生解答問(wèn)題的思考與假設(shè);④學(xué)生根據(jù)自己的想法實(shí)踐和檢驗(yàn)解決方案。

四、STEM教育理念在小學(xué)數(shù)學(xué)綜合與實(shí)踐模塊中的應(yīng)用策略

（一）整合教學(xué)內(nèi)容，拓展教學(xué)目標(biāo)

應(yīng)用STEAM課程的小學(xué)數(shù)學(xué)課堂與傳統(tǒng)的教學(xué)課堂有著本質(zhì)的區(qū)別，這一區(qū)別首先表現(xiàn)在教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容上。從課程目標(biāo)的角度來(lái)看，STEAM課程的存在是對(duì)傳統(tǒng)課程目標(biāo)的高效整合。在以往的教學(xué)活動(dòng)中，許多教師會(huì)將小學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)等同于對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的講解。事實(shí)上這兩者并不相同，尤其是在小學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)中，教師更應(yīng)該從學(xué)生的能力和素養(yǎng)的提升入手，引導(dǎo)學(xué)生掌握獨(dú)立思考的能力。而從教學(xué)內(nèi)容的角度來(lái)看，教師設(shè)計(jì)的課堂內(nèi)容必須符合學(xué)生的發(fā)展需求，為學(xué)生的終身發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。這才是STEAM課程對(duì)新時(shí)期小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)提出的要求。所以，教師要開(kāi)展高質(zhì)量的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)，就必須從STEAM課程的基本要求入手，對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行積極改進(jìn)，從而更好地契合當(dāng)下的教育需求，為學(xué)生的全面發(fā)展創(chuàng)造更好的條件。

（二）創(chuàng)設(shè)生活情境，提高應(yīng)用能力

工程和數(shù)學(xué)的關(guān)系其實(shí)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(jià)值將會(huì)體現(xiàn)在具體的工程成果中;數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的價(jià)值也能夠通過(guò)工程質(zhì)量來(lái)呈現(xiàn)。生活中常見(jiàn)的工程項(xiàng)目都需要數(shù)學(xué)知識(shí)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(shí)例，教師可以運(yùn)用相關(guān)工程實(shí)例開(kāi)展數(shù)學(xué)教育，讓學(xué)生了解基本工程建設(shè)的知識(shí)，拓寬其眼界，同時(shí)還能夠意識(shí)到數(shù)學(xué)知識(shí)與工程建設(shè)之間的關(guān)系，知曉數(shù)學(xué)知識(shí)對(duì)社會(huì)進(jìn)步的重要意義，進(jìn)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(shí)的魅力。

比如，當(dāng)教師在進(jìn)行“運(yùn)動(dòng)與身體變化”模塊教學(xué)時(shí)，可以組織學(xué)生開(kāi)展實(shí)踐活動(dòng)，請(qǐng)學(xué)生嘗試測(cè)量自己以及他人不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之后一分鐘之內(nèi)的脈搏，并計(jì)算得到最終的平均值，將不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之后的平均值進(jìn)行對(duì)比，嘗試分析運(yùn)動(dòng)與身體參數(shù)之間的關(guān)系。經(jīng)過(guò)這樣的實(shí)踐，學(xué)生能夠掌握計(jì)算平均值的基本方法，加深學(xué)生對(duì)平均值的認(rèn)知，同時(shí)還能夠深化學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)實(shí)踐性的理解，能夠合理應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)與工程的完美銜接。

（三）創(chuàng)新教學(xué)形式，培養(yǎng)創(chuàng)新思維

技術(shù)與數(shù)學(xué)知識(shí)的聯(lián)系也是非常緊密的，小學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)融合技術(shù)知識(shí)設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)課堂，提高學(xué)生的實(shí)踐能力與數(shù)學(xué)素養(yǎng)，進(jìn)一步激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的自主探究意識(shí)。當(dāng)前數(shù)學(xué)與技術(shù)結(jié)合的最佳形式就是信息技術(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(shí)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(diǎn)，解決數(shù)學(xué)問(wèn)題。

（四）開(kāi)展合作交流，強(qiáng)化知識(shí)構(gòu)建

除了以上教學(xué)方法之外，數(shù)學(xué)教師還應(yīng)為學(xué)生創(chuàng)造合作探究的機(jī)會(huì)，培育學(xué)生的自主性與創(chuàng)新思維。STEM教育同樣體現(xiàn)出協(xié)作性的特征，學(xué)生在協(xié)作過(guò)程中能夠接受不同的理念，補(bǔ)充自己的知識(shí)，完成最終的知識(shí)構(gòu)建。因此，小組合作模式也是STEM教育的基本方式。教師可以設(shè)計(jì)一個(gè)教學(xué)實(shí)踐主題，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)探究合作的氛圍，將學(xué)生分為不同的學(xué)習(xí)小組，讓學(xué)生在交流與實(shí)踐過(guò)程中掌握所學(xué)知識(shí)，體驗(yàn)合作的樂(lè)趣。