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基于STEM教育理念的小学数学教学策略

2022-04-22 244 上传者：管理员

摘要：STEM教育作为全球关注的热点内容,强调学科间的交叉融合,着重培养学生的创新意识与动手实践能力,因此在学校教育过程中应用STEM教育理念也是开展素质教育的体现。在小学数学教学中应用这一教育理念,要求教师始终坚持跨学科原则进行课堂教学活动的设计。无论是在数学课堂的前置性学习环节,还是课堂教学内容、活动的具体设计与组织以及课外的综合实践活动,都要在体现跨学科的理念的同时引导小学生创新意识、合作意识等综合素质的培养与提升,实现小学生的全面发展。

关键词：
STEM理念
小学数学
教学内容
教育理念
数学教学
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在小学的学校教育中，数学学科往往是教师关注的重点，但往往也是教学的难点所在。所以了解教学中存在的问题，通过应用新的教育理念创新教学并提高教学效果就成为当前大部分小学数学教师的共同任务与目标。

一、STEM教育理念的概念及积极意义

STEM教育理念是当前教育教学环境下应用逐渐广泛的一种新兴的教学理念。对于STEM的定义，20世纪90年代后期，美国国家科学基金会（NFS）给出的定义是：STEM不仅包含科学、数学、工程和计算机科学共同的策略，而且包括社会科学（如心理学、经济学、社会学和政治学）[1]。其中，科学、数学、工程和计算机这四个学科被称为元学科（Meta-Discipline），相互之间具有紧密的联系，互为基础与发展。但随着各方面对这一理念的不断深入研究和探索，其中所强调的跨学科综合不再仅仅局限于这四门学科，而是包含当前阶段学生所需要的各门学科。同时，基于这一理念所展开的教学过程并不是简单地将这些学科叠加起来，而是把相互独立的学科的内容、教学形式等进行有机整合，从而形成一个整体。这种跨学科的综合教学内容能够培养学生发现、探究并解决问题的能力，这才是STEM素养的真实体现。而应用STEM教育理念对当前学校教育的学科教学进行创新与改革的目的就在于培养具有STEM素养的创新型人才。

具体而言，在当前的学校教育中应用STEM教育理念的积极意义主要表现在学生个人发展和课堂教学水平提升两个方面：（1）从学生个人发展的角度来说，应用STEM教育理念进行课堂教学内容、活动的设计既能够引导学生形成跨学科学习的理念和习惯，也有助于学生多学科综合的知识体系的形成，从而强化学生的基础知识和学习能力，提高学生在课上课下的学习效率和质量。（2）从提升课堂教学水平的角度来说，则主要是指STEM教学理念下强调学科综合，强调创新意识和创新能力的培养。所以，教师要对课堂教学的模式、活动形式、知识内容等多个方面进行创新和改革，使课堂教学能够与学生的学习习惯、基本学习情况、学习能力等等更为契合，从而发挥更强的教学能力。因此，这一教学理念的应用能够起到提高课堂教学水平的作用。

二、基于STEM教育理念的小学数学教学策略

（一）STEM理念下的多学科交叉课前预习

对于素质教育理念下的小学教学而言，教师不仅要关注小学生学科知识的教学，还需要关注小学生学习习惯和学习能力的培养和提升。因此，在小学的数学教学过程中，课前的预习、导入等准备环节也至关重要。教师课前的充分准备，不仅能够有效提高课堂上的教学效率，还能够引导小学生进行自主性的、高效率的预习活动，从而提高小学生在数学课堂上的学习质量和效率。正是因为课前预习、准备的重要性，所以教师在应用STEM教育理念进行小学数学教学的创新时，就应该先从课前预习的这一环节出发。教师根据STEM教育理念构建综合性数学课堂，实际上就是将数学学科与科学学科、技术学科、工程学科等进行有机融合，旨在打破各学科之间的界限，拓展学生在数学学习中的认知面，提高学生的综合素养与学习能力[2]。所以，教师在这一理念下进行小学课前预习的设计与引导，主要就是通过多学科交叉引入数学课堂的教学内容，让小学生在课堂开始之前完成旧知识内容的复习巩固与新知识的简单了解。

以义务教育教科书人教版六年级的“位置与方向”这一章节的教学为例，教师在进行课堂教学之前，需要先了解本章节中核心的教学内容，也就是用角度与长度单位来确定物体的位置与方向。然后以此为基础，回顾本学科相关的前置知识内容以及其他学科中已经学过的相关的知识内容。在语文学科中，教师可以与古诗《黄鹤楼送孟浩然之广陵》相结合，让小学生回顾古诗词中关于位置与距离、时间的描写，结合古代地图进行距离与方向的确定。在科学学科中，教师则可以结合义务教育教科书人教版四年级的“考察前的准备”这一章节中的知识内容来设计预习任务。而与英语学科结合，教师则可以选择“How can I get there”这一单元的相关场景、单词和句型等来进行课前预习内容的设计。在结合多个学科的基础上确定数学课堂课前预习的内容，既能够借助于丰富的内容吸引小学生，使其积极自主地完成课前预习的任务，也能够引导小学生完成多学科知识内容的回顾，形成跨学科学习的习惯以及知识体系，使小学生对于学科知识的积累更为扎实，为后续阶段的高效率学习打好基础。

（二）STEM理念下的辅助整合式课堂教学

在小学数学教学中，知识内容本身具有抽象性，使小学生在理解相关数学概念、公式等的过程中存在障碍，是影响小学数学课堂教学效果的主要问题之一。因此从这一角度来说，提高数学课堂教学水平的有效方式之一就是将抽象的知识内容形象化，辅助小学生理解学习。形象化教学抽象知识点，能够让学生在课堂中提升自身的逻辑思维能力，并将知识的结构简化，从而有效提高学习效率。当STEM教育被引入小学数学课堂时，其能够提供一种跨学科的学习方式，帮助学生在数学问题解答过程中运用科学工具[3]。因此，基于STEM教育理念的辅助整合式课堂，有利于实现小学生的高效学习，从而强化课堂教学的效果。具体来说就是，将各学科常用的教学辅助手段与小学的数学教学相结合，使其在解读抽象化数学知识的过程中发挥作用。

例如，在进行义务教育教科书人教版六年级“百分数”这一部分知识内容的教学时，课堂教学的难点主要就在于小学生对百分数这个概念的理解以及百分数与小数、分数之间的相互转化。在进行教学设计时，教师首先需要考虑到数学课堂教学的趣味性，也就是小学生学习兴趣的激发。在这一目标之下，教师可以利用信息技术课堂上的手段与技术，通过动态课件、微课视频等方式进行百分数相关概念的简单讲解，利用小学生喜爱的动画形式初步激发小学生对于百分数的学习兴趣。其次，教师要利用小学生更容易理解和掌握的方式进行百分数概念的解读，讲解三者之间转化的原则。同时，教师可以通过结合生活应用的方式，以实际的案例探究出发，让小学生在解决现实中常见问题的过程中逐步理解百分数、小数以及分数之间的区别，掌握其转化的方法。通过这种将辅助教学手段进行整合的方式进行小学数学教学的创新，是STEM教育理念应用的体现，同时也是提高课堂教学有效性的途径。

（三）STEM理念下的情景整合式课堂教学

在小学数学教学中，情境的创设与学生对数学知识的理解具有十分密切的关系，情境越复杂，所具有的探究性就越强。学生从这些情境中结合STEM课程理念不仅可以收获到乐趣，而且可以学会、学懂、学透数学的理论知识[4]。而在开展情境教学时，也需要多方面整合设计其内容及形式。其中，针对情境内容的整合，主要包括对小学生日常生活情境的整合以及对各学科内容的整合。教师在确定数学学科的核心教学内容之后，就可以组织小学生进行讨论，或者通过观察以及交流对话来了解小学生的日常生活，发现其中能够应用该知识内容的情境，然后将其作为课堂教学情境的主要框架。然后，教师可以在其中加入科学、语文、音乐等其他学科的相关内容元素，使课堂情境能够进一步丰富，更容易吸引小学生的注意力。而针对情境形式的整合，则主要是指传统课堂上的文字、图画、表演等形式与网络环境下多媒体技术、数字化资源、网络平台等的结合。这样一来，数学课堂上的情境就更贴合当前环境下小学生的知识获取偏好以及习惯，从而在课堂上产生更好的教学效果。

（四）STEM理念下的内容整合式课堂教学

基于STEM教育理念开展小学数学的教学，教师要跨学科设计教学，着力培养学生的创新能力。而跨学科设计课堂教学，不仅需要体现在课堂上的教学活动形式以及教学情境的整合上，还需要体现在教学的内容上。也就是说，教师要以小学数学教材中的内容为核心，利用其他学科的相关知识内容向外拓展，进行教学内容的整合。

以义务教育教科书人教版五年级的“图形的运动”这一章节的教学为例，教师就可以将信息技术、科学、体育等学科中与运动相关知识与数学教材中的关键性知识内容进行整合，形成一个基于运动内容展开的课题，引导学生在课堂上进行探究性的学习。在这一课题中，教师要先确定具体涵盖的各学科知识，除了核心的数学学科中的图形的平移、旋转、对称之外，还可以结合科学中关于运动的相关概念的解释以及匀速直线运动的案例进行讲解。与此同时，教师还可以利用信息技术将物体的运动与图形的运动以动态画面的形式展示出来，从而帮助小学生理解图形运动的相关概念。在确定教学的主题以及内容之后，教师就能够以此为基础设计任务，由学生以个人或者小组合作的方式完成课堂上的自主探究。这种内容整合的小学数学课堂，不仅能够让小学生逐步形成跨学科的知识体系，强化小学生对于数学知识的理解和学习效率，还能够起到提高小学生学习主动性的作用。

（五）STEM理念下的数学综合性实践活动

小学综合实践活动课程属于一门培养学生综合能力的课程，在小学教育教学中占据着重要的地位，要求教师重点去培养学生的实践能力与创新能力，并引导学生可以对所学到的知识点综合运用，继而促进学生的全面发展，因而一直以来均得到高度的重视[5]。实际上，以数学学科为基础的综合性实践活动往往包含三个关键性的环节：主题确定与活动设计、小组划分与活动组织、总结记录与课堂展示。而STEM理念所包含的创新、跨学科等理念需要体现在实践性活动的整个流程中。

首先，在确定活动的主题以及活动任务时，教师需要结合数学课堂上的重点教学内容，以知识的实际应用为核心建立起数学学科与其他学科之间的联系，从而确定课外实践活动的主题。其次，在教师完成整体活动的设计之后，还要对班级内的学生进行小组的科学划分，让小学生以小组合作的方式参与并且完成整个活动。一般来说，教师要按照能力均衡的原则进行小组划分。最后，对于课外实践活动而言，活动的记录与分享也十分重要，因此教师需要引导小学生通过多种创新形式记录活动的过程，并且在课堂上以加强小学生社会实践经验为主题引导学生进行分享与交流。

例如，在义务教育教科书人教版的小学科学教材中，植物、动物、环境是其中重要的内容和主题，培养小学生的环保意识则是重要的教学目标之一。而小学数学学科中的统计、四边形面积、四则运算等知识的实际应用情境往往也与这些相关联，因此在STEM教育理念的跨学科原则之下，教师可以将科学与数学学科的内容相结合，以“环境保护”为主题设计综合性的数学课外实践活动。而活动的任务可以包含学校或者家庭周边环境绿化种植情况的调查统计、垃圾清理活动所需要的人数计算、环境保护宣传等等。其中，学校或者小区内的环境保护宣传活动可以作为小组成果展示的形式之一。各小组将活动过程中的收获以板报、宣传单或者是动画视频等形式制作成环保的宣传资料，配合讲解进行环保宣传活动。在这样的宣传过程中自然可以看到各小组在实践活动中的成果，同时也能够锻炼小学生的综合能力，实现其全面发展。

三、结语

在素质教育的大背景下，STEM理念在小学教学领域已经得到了一定的渗透与发展，并且取得了一定的成效。但当前小学数学的教育教学环境仍然在不断变化，这要求我们的教学创新与改革也应该随之不断变化。教师应该结合课堂上的现实问题探究STEM教育理念在课堂应用的有效方式，从而实现课堂教学水平的提升与小学生数学学习能力的增强。

参考文献：

[2]喻秋平.基于STEM理念的小学数学教学策略之研究[J].新课程导学2020(6):72.

[3]雷晓英.基于STEM理念的小学数学教学策略研究[J].文渊(高中版).2019(11):747.

[4]薛玲芳.基于STEM的小学数学“综合与实践教学实践研究[J].文理导航,20211):99.

[5]陈亚兰.基于STEM教育理念融入的小学综合实践活动课程的策略研究[J].考试周刊.2021(72)-4.

文章来源：胡东平.基于STEM教育理念的小学数学教学策略研究[J].学周刊,2022,(14):53-55.