STEM教育與小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的融合策略探究

楊彥軍

【摘要】當(dāng)代社會(huì)熱門的教學(xué)理念是STEM教育，S的含義是科技（Science），T的含義是技術(shù)（Technology），E的含義是工程（Engineering），M的含義是數(shù)學(xué)（Mathematics），STEM就是這四門學(xué)科首字母的縮寫.在這樣的教育模式下，學(xué)校對(duì)科學(xué)和技術(shù)素養(yǎng)等的重要性更加重視，并用這些能力解決實(shí)際發(fā)生的問(wèn)題.因此，本文將STEM教育和小學(xué)數(shù)學(xué)進(jìn)行融合，并探討小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的方法，為以后的教學(xué)工作提供參考.

【關(guān)鍵詞】STEM教育;小學(xué)數(shù)學(xué);教學(xué)融合

我國(guó)一直高度重視提升學(xué)生的數(shù)學(xué)能力，而數(shù)學(xué)相對(duì)于其他學(xué)科較為抽象，因此我國(guó)在小學(xué)階段就開設(shè)了數(shù)學(xué)這門課程.從本質(zhì)上看，數(shù)學(xué)和生活密不可分，它來(lái)源于生活，所以用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題是學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的主要目的.而這一學(xué)習(xí)目的符合STEM教育理念提出的融合小學(xué)知識(shí)這一論點(diǎn)，同樣，這也是小學(xué)數(shù)學(xué)這門學(xué)科給小學(xué)生傳達(dá)的、提倡的核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容.

一、STEM教育與數(shù)學(xué)的聯(lián)系點(diǎn)

STEM教育理念的提出，對(duì)小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)是一種突破，為的是培養(yǎng)學(xué)生的潛力.S也就是科學(xué)，顧名思義是運(yùn)用一些知識(shí)探索自然界的奧秘，探索的過(guò)程中，最好讓學(xué)生積極參與其中;T是技術(shù)的意思，也就是通過(guò)使用技術(shù)手段，進(jìn)行學(xué)習(xí)評(píng)價(jià);E指的是工程，可以被理解為設(shè)計(jì)和開發(fā);M是數(shù)學(xué)的簡(jiǎn)寫，也是本文要探索的主題.曾有人提出，STEM教育是否能取得創(chuàng)新，對(duì)國(guó)家的成功也有重要影響.因此，這一教育理念可以在我國(guó)改進(jìn)數(shù)學(xué)教育過(guò)程中被借鑒，以此為首要目標(biāo)，用這種教育理念培養(yǎng)具有專業(yè)性高的素質(zhì)人才.從學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)這一方面考慮，首先，應(yīng)對(duì)不理解的東西進(jìn)行發(fā)現(xiàn)，對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行推導(dǎo)探究，然后與同學(xué)交流，最后找到適合的方法解決問(wèn)題.這個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程不僅僅是為了獲取知識(shí)，更可以培養(yǎng)學(xué)生的思維方式和習(xí)慣.跨領(lǐng)域地綜合了解各項(xiàng)知識(shí)是STEM的最大特點(diǎn)，它將知識(shí)按照一定的體系進(jìn)行劃分，但這種形式歸根結(jié)底還是工業(yè)革命的產(chǎn)物，而社會(huì)對(duì)未來(lái)人才的要求是多元化的，不只局限于單一方向.小學(xué)是學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)的入門階段，而課堂為了跟隨學(xué)生的思想，將STEM教育這一先進(jìn)理念引入，通過(guò)更好地引導(dǎo)學(xué)生入門提高課堂教學(xué)質(zhì)量.

二、如何將STEM教育融入小學(xué)數(shù)學(xué)課堂

1.“S”對(duì)小學(xué)數(shù)學(xué)課堂的影響

學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的過(guò)程與科學(xué)之間存在著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，而科學(xué)研究的過(guò)程中，數(shù)學(xué)也是研究過(guò)程中重要的手段.從多門理科課程的視角看，都必須先構(gòu)建數(shù)學(xué)模型.這對(duì)當(dāng)代學(xué)生并不是難題，雖然小學(xué)數(shù)學(xué)在教學(xué)時(shí)與科學(xué)沒(méi)有特別明顯的聯(lián)系，但是如果加入科學(xué)的理念，在課堂中加入科學(xué)內(nèi)容，可以豐富教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生學(xué)到更多，提升課堂多樣性，讓學(xué)生對(duì)其感興趣，將教學(xué)質(zhì)量提升.比如，在三年級(jí)下冊(cè)教學(xué)面積這一部分內(nèi)容時(shí)，有一些知識(shí)涉及面積單位之間的換算，對(duì)于小學(xué)生來(lái)說(shuō)，理解這種抽象的知識(shí)比較困難，但是如果把科學(xué)的內(nèi)容和抽象的課程結(jié)合起來(lái)進(jìn)行授課，就可以輕而易舉地解決這一問(wèn)題.可以在教學(xué)時(shí)采納借鑒我國(guó)地圖的相關(guān)知識(shí)，方便數(shù)學(xué)學(xué)科的教學(xué)，它包含許多國(guó)土面積的知識(shí)，還有區(qū)域面積等，如果能把這些知識(shí)點(diǎn)掌握清楚，學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的效率會(huì)更高.這種具象化的教學(xué)可以讓學(xué)生更好地學(xué)習(xí)，這樣具體化的教學(xué)內(nèi)容，多種多樣，值得采用.又比如，在統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)的理解中，讓學(xué)生學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)的目的堅(jiān)定，是讓他們利用統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)解決科學(xué)問(wèn)題，而不是教他們?nèi)绾卫L制統(tǒng)計(jì)圖或者如何計(jì)算統(tǒng)計(jì)表;比如，讓學(xué)生在班級(jí)里統(tǒng)計(jì)每個(gè)人的血型，把實(shí)際生活情況與數(shù)學(xué)聯(lián)系起來(lái)，顯而易見地說(shuō)明數(shù)學(xué)已經(jīng)存在于生活、科學(xué)中.對(duì)小學(xué)生而言，也可以在體驗(yàn)生活時(shí)，理解科學(xué)事實(shí)的過(guò)程中，學(xué)習(xí)獲得數(shù)學(xué)知識(shí).所以，教師應(yīng)該重視在教育學(xué)生時(shí)，采用科學(xué)的手段，在教學(xué)過(guò)程中，協(xié)調(diào)利用科學(xué)和數(shù)學(xué)的核心，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī).

2.“T”與小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的影響

技術(shù)對(duì)數(shù)學(xué)的影響與科學(xué)一樣重要.數(shù)學(xué)中存在科學(xué)的應(yīng)用，技術(shù)在數(shù)學(xué)中也能夠體現(xiàn)出來(lái).在教學(xué)中，教師在教授數(shù)學(xué)時(shí)可以融入技術(shù)，技術(shù)的應(yīng)用不僅對(duì)教師的教學(xué)素養(yǎng)有效用，還能夠提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力.將數(shù)學(xué)和技術(shù)相結(jié)合，最直觀的例子是教學(xué)過(guò)程中使用信息技術(shù).在過(guò)去教學(xué)方法中，也采用了信息技術(shù)，但是由于技術(shù)不夠完備，無(wú)法充分利用.而經(jīng)過(guò)改變，信息技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用得到了完善和優(yōu)化.對(duì)于小學(xué)生，數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)比較難，因?yàn)槠溥^(guò)于抽象，但是如果采用信息技術(shù)，就可以將抽象的數(shù)學(xué)具象化，將教學(xué)質(zhì)量有效提升.比如學(xué)習(xí)多邊形面積計(jì)算的過(guò)程中，就可以采用技術(shù)手段將數(shù)學(xué)概念進(jìn)行強(qiáng)化.實(shí)際上，我們了解多邊形面積的計(jì)算方法，是將多邊形轉(zhuǎn)化成學(xué)生學(xué)過(guò)的圖形，然后進(jìn)行計(jì)算，如果只機(jī)械化地聽從老師的講解，學(xué)生思維便會(huì)被固定，但是如果教學(xué)時(shí)用多媒體設(shè)備投影出學(xué)生所學(xué)內(nèi)容，那么所學(xué)的知識(shí)直觀清晰，學(xué)生便可以清晰了解到圖形分割的方法，對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)就會(huì)是完整的、動(dòng)態(tài)的.對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，通過(guò)數(shù)學(xué)模型理解數(shù)學(xué)的奧秘是一種最佳的理解數(shù)學(xué)的方式，這種可以看見的數(shù)學(xué)能展開學(xué)生的思考過(guò)程，是新時(shí)代帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)，傳統(tǒng)教學(xué)難以比擬.將死板的數(shù)學(xué)題變成生動(dòng)形象的可以理解的東西，可以提升學(xué)生數(shù)學(xué)思維，并激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣.

3.“E”在小學(xué)數(shù)學(xué)中舉足輕重

工程也同樣影響著數(shù)學(xué)，同技術(shù)相似，因?yàn)楣こ讨写嬖诩夹g(shù)，工程的質(zhì)量體現(xiàn)的是技術(shù)的價(jià)值.換一種說(shuō)法，可以通過(guò)工程這個(gè)概念，將數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)價(jià)值體現(xiàn)出來(lái).生活中，不管是橋梁工程，還是在建高樓大廈的時(shí)候，都能融入數(shù)學(xué)知識(shí).比如三角形的穩(wěn)定性是一個(gè)數(shù)學(xué)原理，在建設(shè)測(cè)量的過(guò)程中，會(huì)被充分利用到其中，而橋梁的建設(shè)也會(huì)使用到數(shù)學(xué)方程等理論性的知識(shí).教師可以在引導(dǎo)學(xué)生的過(guò)程中，適當(dāng)?shù)厝谌牍こ虄?nèi)容，通過(guò)分析具體的情況，讓學(xué)生了解數(shù)學(xué)知識(shí)對(duì)社會(huì)的進(jìn)步是必不可少的，從而學(xué)生的興趣被激發(fā)出來(lái)，潛移默化地讓學(xué)生進(jìn)行思想改變，體會(huì)數(shù)學(xué)的魅力.此外，在實(shí)踐之中，也可以看出工程和數(shù)學(xué)之間的影響.所以，實(shí)踐活動(dòng)可以看作特別的“工程”，比如，平均數(shù)是小學(xué)必學(xué)內(nèi)容，教師可以安排與之相關(guān)的內(nèi)容讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐，可以讓學(xué)生統(tǒng)計(jì)某一次考試中，班級(jí)學(xué)生的分?jǐn)?shù)情況，然后用統(tǒng)計(jì)得到的數(shù)據(jù)計(jì)算最終的平均數(shù)，通過(guò)這個(gè)平均值分析考試的整體水平.實(shí)際上，這是倡導(dǎo)學(xué)生自己提問(wèn)并計(jì)算出最終結(jié)果，而老師可以通過(guò)將其中的關(guān)聯(lián)進(jìn)行升華，引導(dǎo)學(xué)生將工程的思想聯(lián)系到學(xué)習(xí)上，采用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，這使得數(shù)學(xué)和工程相輔相成，相互影響.

4.“M”對(duì)小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的影響

小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，提取科學(xué)技術(shù)工程的精華可以節(jié)省時(shí)間，提高數(shù)學(xué)教學(xué)效率，但是在教學(xué)過(guò)程中，仍然要以數(shù)學(xué)為側(cè)重點(diǎn)，從源頭解決數(shù)學(xué)問(wèn)題.解決一切問(wèn)題的基礎(chǔ)，是無(wú)法被忽略的數(shù)學(xué).以數(shù)學(xué)的角度來(lái)看，不把數(shù)學(xué)概念看作做題的基礎(chǔ)，只通過(guò)科學(xué)或者技術(shù)或者其他作為解決問(wèn)題的基礎(chǔ)，是沒(méi)有辦法解決或者采用最優(yōu)化方法解決問(wèn)題的.因此，不同技術(shù)手段對(duì)于數(shù)學(xué)學(xué)科只是一種延伸，而無(wú)法代表數(shù)學(xué).教學(xué)只能通過(guò)老師進(jìn)行開展，其中須要結(jié)合數(shù)學(xué)與其他領(lǐng)域進(jìn)行教授，但是不能忽略數(shù)學(xué)教學(xué)本身，數(shù)學(xué)這門學(xué)科本身才是教學(xué)的重點(diǎn)，從而進(jìn)一步體現(xiàn)數(shù)學(xué)的價(jià)值.

三、將小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)與STEM教育理念融合的價(jià)值

小學(xué)數(shù)學(xué)并不是只需要老師講解就能夠讓學(xué)生透徹地理解.小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)對(duì)學(xué)生的思維能力、認(rèn)知水平和學(xué)習(xí)習(xí)慣有較高的要求，它包含的知識(shí)點(diǎn)類別豐富，因此，小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)工作比較繁重.傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程中，教師為了取得教學(xué)效果，只注重對(duì)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)與技能的教學(xué)，學(xué)生在課堂上的思考時(shí)間過(guò)于匱乏.然而現(xiàn)在的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)與STEM教育理念相融合，對(duì)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)和綜合素質(zhì)的教育也是對(duì)數(shù)學(xué)教學(xué)的改革創(chuàng)新.在將小學(xué)數(shù)學(xué)教育與STEM教育相融合的教學(xué)過(guò)程中，教師將STEM教育理念與數(shù)學(xué)思想方法相結(jié)合，更快地促進(jìn)了小學(xué)教學(xué)工作的開展，提升了小學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)質(zhì)量.

四、如何將小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)與STEM教育理念融合

1.豐富數(shù)學(xué)教學(xué)形式，并增加趣味性

要想實(shí)現(xiàn)STEM教學(xué)理念，首先要豐富教師的教學(xué)形式，增加學(xué)習(xí)趣味性.比如在學(xué)習(xí)“圓的面積和周長(zhǎng)”過(guò)程中，教師可以設(shè)計(jì)STEM實(shí)踐方案，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中探索與圓相關(guān)的知識(shí)，激發(fā)學(xué)生興趣，提升學(xué)習(xí)過(guò)程中的趣味性.這樣的教學(xué)活動(dòng)對(duì)學(xué)生而言，可以在學(xué)習(xí)中游戲，在游戲中學(xué)習(xí)，通過(guò)在游戲中的交流和探索，能夠更加深刻地理解圓的知識(shí)，并且培養(yǎng)了實(shí)踐能力等素養(yǎng).

2.在數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中，將多門學(xué)科與之融合

在小學(xué)學(xué)習(xí)的過(guò)程中，科學(xué)也是一門重要的課程.教師在進(jìn)行教學(xué)的過(guò)程中，可以合理地選擇，并融入一些科學(xué)的知識(shí)，增加教學(xué)的趣味性，提高學(xué)生的綜合素養(yǎng).如果將科學(xué)作為一門單獨(dú)的學(xué)科出現(xiàn)，它便不是一門真正意義上的學(xué)科，而是一種探索自然規(guī)律的總稱.因此，在小學(xué)教學(xué)過(guò)程中，可以將多種學(xué)科與數(shù)學(xué)相融合，提高學(xué)習(xí)的趣味性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.

比如，在“比例”這一章的教學(xué)過(guò)程中，教師可以引入“建筑測(cè)量”這一內(nèi)容，STEM教學(xué)方案以比例的原理為主要內(nèi)容，讓學(xué)生對(duì)使用直尺、卷尺等簡(jiǎn)單工具進(jìn)行了解，引導(dǎo)學(xué)生測(cè)繪教室和教學(xué)樓之間的比例，并畫出平面圖.在教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)該先引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)概念，然后將建筑設(shè)計(jì)的相關(guān)概念引入，讓學(xué)生了解教學(xué)樓中不同建筑的不同功能.在學(xué)生開始活動(dòng)前，教師可以設(shè)置教學(xué)任務(wù)，把學(xué)生分成不同的小組，每組測(cè)繪不同部分的建筑，并最終進(jìn)行整合，繪制成統(tǒng)一比例尺的平面圖，之后，將教學(xué)樓和教室分成多個(gè)部分，并且讓學(xué)生自行組成小組，在組內(nèi)挑選組長(zhǎng)，由組長(zhǎng)帶領(lǐng)各小組成員進(jìn)行挑選測(cè)繪的部分.然后，學(xué)生可以按小組尋找測(cè)繪的方法，測(cè)繪自己小組負(fù)責(zé)的建筑.在開展活動(dòng)時(shí)，學(xué)生可能會(huì)使用較為簡(jiǎn)陋的工具，因此可以讓學(xué)生開動(dòng)腦筋思考，選擇一種方法，快速又準(zhǔn)確地測(cè)量小組負(fù)責(zé)的部分.通過(guò)這樣的方式進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生能夠在一定程度上了解比例測(cè)繪的方法，加深理解比例的概念，并且粗略地認(rèn)識(shí)到建筑設(shè)計(jì)的一些知識(shí).總而言之，在這樣的教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生不僅能夠?qū)W習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)，還能夠?qū)ζ渌矫娴膬?nèi)容有一定的了解，從而提高小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量.

五、總結(jié)

綜上所述，STEM教育為小學(xué)數(shù)學(xué)提供了教學(xué)方式，也為教師提供了教學(xué)工作的發(fā)展方向.事實(shí)上，在傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程中，這些知識(shí)原本也是存在的，只是教師在教學(xué)中沒(méi)能系統(tǒng)地講解和歸納這一理念.所以在改革后，教師應(yīng)該將STEM教學(xué)理念作為引導(dǎo)性的思想，將其與小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)進(jìn)行融合，從而對(duì)小學(xué)數(shù)學(xué)教育進(jìn)行改革和創(chuàng)新，以此作為數(shù)學(xué)教學(xué)的支持手段.同時(shí)，在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的過(guò)程中，將這種方法拓展到其他各個(gè)領(lǐng)域，能夠讓學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握數(shù)學(xué)知識(shí)與技能，在教師的組織和引導(dǎo)下，讓學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)概念產(chǎn)生深刻的理解與認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)和綜合素質(zhì)，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展，提高學(xué)生的綜合能力.因此，在以后的教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)該探索STEM教育理念與教學(xué)相融合的方式，促進(jìn)小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)工作的開展.

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