STEM 教育理念下的小學數學教學策略

江蘇省徐州市銅山區大彭實驗小學 孫艷平

STEM 教育理念在目前的教學體系中得到了逐漸的推廣，成為教育界的熱門話題。而現今的STEM 教育理念在科學學科的教學中應用較多，相對而言，在數學教學中的應用研究較少。STEM 教育的目標在于提升學生的科學精神與創新能力，在批判思維與邏輯思維的發展中強化學生的獨立認知。而在數學教學的開展中融入STEM 教育理念有效地發展了學生的思維，讓學生在數學問題的解決中擁有了更為廣泛化、復雜化的學科視角，模糊了不同學科的界限，加深了學生對問題的理解。整體而言，STEM 這樣的以項目學習與問題解決為導向的教學方式，有利于小學生探究與實踐能力、學習能力、知識應用能力的發展，在多學科的整合中激發學生的興趣，使其能夠個性地、主動地參與一體式學習中來。以下從STEM 教育理念的本土化教學適應開展探究，以期推動更有效的教學實踐。

一、開發STEM 課程，開展發現式探究教學

對STEM 課程的設計都需要經歷運用跨學科的知識探究與得到新知的過程。為了培養小學生的知識探究能力，教師應從生活經驗或自然現象中去挖掘數學教學內容，以充分引起小學生的好奇心。通過學生主動發現問題、自主性歸納知識的過程，STEM 課程的開發能夠更加具體、細致，對小學生而言具有極強的開放性與啟發性。發現式教學也能夠拓展小學生的思維，從提出問題、給出猜想到回答問題、回溯總結的過程，能夠對小學生發散性思維、邏輯性思維的培養起到強有力的引導作用，從而使STEM 理念貫穿于真實的多重問題的解決中，豐富小學生的認知。

如，在四年級上冊“垂線與平行線”的教學中，教師可以利用生活實例去說明這兩種特殊的直線關系。首先，可以讓學生說說生活中的垂線，從垂線延伸至直角，怎樣才能讓垂線保持垂直，使直角一直固定，從而滿足物品擺放整齊的需要呢？通過聯系生活與物理小知識，學生能夠發現鉛錘在重力作用下與地面保持垂直。而在平行線的學習中，小學生容易發現單純擺放兩條直線是很難達到平行的狀態的，需要在外力的作用下進行調整。通過聯系鐵路工程中的鐵軌，學生知道了枕木的作用，在螺栓孔的固定下保持了兩條直線固定的位置與間距，達到了平行的狀態。

二、基于STEM 教育理念，融入其他學科元素

隨著數學教學的開展，小學生的數學學習逐漸走向理論化，與生活中的實際需要所對應的知識越來越少。因而，在STEM 教育理念的應用下，教師可以嘗試更多地摻雜其他學科的元素，使學生在多方面的知識融合中進行學習，并通過專題的研習與講解，使復雜化知識的引入過程更加自然、順利，有利于學生夯實基礎，培養學生嚴謹、周密的科學精神，在未來學習化學、物理、經濟等學科上更有優勢。

如，在“一億有多大”這一章節的教學中，教師就可以講解科學記數法，讓學生學會用E 表示指數，對較大的數進行簡化。在這一過程中，教師可以講講科學記數法在其他學科中的應用，從生物體中細胞的個數，到宇宙中星星數量的多少，從稀溶液中的離子濃度，到微觀層面原子、分子間的作用力，過大或者過小的數難以直接表示出來，而是需要通過科學記數法進行簡化。此外，在學科交叉中，教師還可以讓學生嘗試用二進制表示一些簡單的數，使學生將二進制數與計算機聯系起來，理解計算機對數的識別與表達。摻雜其他學科元素能夠讓小學生意識到數學學科廣泛的應用范圍，激發學生的學習興趣。對此，教師進行數學教學與STEM 的融合需要從常規的計算與問題操練上著手，在分析、思考與解答中進行數學建模，實現跨學科的合作學習，讓數學課堂更加簡單高效。

三、基于STEM 教育理念，拓展游戲教學活動

長時間的數學學習對小學生來說相當枯燥，學生需要及時放松，以舒緩壓力。而游戲教學活動就能夠良好地解決這一問題，教師可以在游戲的引入下改變課堂教學的形式，讓學生積極參與感興趣的活動中。在游戲活動的開展中，學生擁有了更多的學習知識的途徑，知識技能也能夠在教育性與娛樂性兼顧的游戲活動中得到發展，有效促進了學生學習能力的發展。

如，教師可以將“比例”與之前學習過的幾何知識聯系起來，讓學生先畫出在學校大門視角下觀察的教學樓、操場與食堂等建筑設施，在積累經驗后，讓學生設計自己的房子與實際的屋內裝飾。以觀察視角為基本點進行教學，可以聯系美術、工程等方面的制圖原理，讓學生從仰角、俯角和比例縮放的過程中去理解建筑的方位感。通過這樣與STEM 相結合的游戲活動，數學課堂的氣氛變得更加活躍，學生的幾何知識得到了鞏固與加強，且對后續的學習能夠抱有更大的期待。

四、基于STEM 教育理念，滲透數形結合思想

在小學階段的數學學習中，數形不分家，也是學生學習數學的一種重要思路。當只有圖形沒有數字的時候，就無法準確地表達一些細枝末節的內容，而若是只有數字沒有圖形，很難去直觀地呈現出數字之間的關系。只有當學生學會了用數形結合的思想去思考問題的時候，才能夠取得事半功倍的效果。

例如，在學習“確定位置”這個內容時，教師就可以先給出一段文字性的描述：A物體在B物體東偏北三十度的方向上，在這個基礎上再往東偏南六十度的方向行走，問B物體相對于A物體的位置是什么？首先，教師要引導學生將文字轉化為圖形，通過畫圖的方式構建東、南、西、北四個方向，以A物體或者B物體為中心點作圖，然后再根據圖像探究A、B這兩個物體的相對位置。在轉化成圖形之后，學生對A、B這兩個物體的相對位置一目了然，隨后教師再引導學生利用圖形反推物體之間的位置關系，從數字中讀出隱藏的圖形，提升學生的綜合數學能力。

數字和圖形之間的轉換，是具象的思維轉化為抽象性、邏輯性比較強的思維的過程，會不斷地提高學生的認知能力和對于知識的獲取能力，幫助學生養成良好的數學習慣。

五、基于STEM 教育理念，給予深度探索時間

在STEM 教育理念中，比較注重學生的探究性學習，但是在課堂上一般都是教師占據著主導地位，在這個過程中，學生只是一味地完成教師所布置的任務，導致很多學生在學習的時候很迷茫，找不到真正適合自己的方向。針對這種情況，教師就應該合理地掌控課堂上的時間，適當給予學生去探究學習的時間。

例如，在學習“分數四則混合運算”這個章節時，教師會以專題的形式呈現，給予學生探索的時間。首先，教師將分數四則混合運算的題目根據難易程度進行分類，先為學生提供簡單的題目進行訓練，主要是讓學生逐漸適應。隨后，教師為學生提供稍有難度的題目，學生需要觀察算式，通過移位、補齊、添加或減去括號等方式，將整個式子重新構建，使運算更加高效便捷。在這個過程中，鍛煉了學生的觀察能力與靈活運用相關運算定律的能力。

學生在運算過程中自己領悟運算中隱藏著的規律，而不是刻板地背誦、應用教師總結出來的知識點。只有這樣，才能夠讓學生結合自己的實際情況，找到真正適合自己的數學學習方式。

總之，在小學階段的數學學習中開展STEM 教育對于學生今后的發展有著重要意義，也為教師的教育工作提供了全新的思路。STEM 教育理念具有良好的應用效果，教師應積極融合新的教育理論與新的教學元素，在教育改革的背景下發展學生的專業素質與基礎能力，拓寬學生的知識應用視野，從而在跨學科的融合中全面協調發展小學生的知識認知水平，落實與完善新時代的教育過程。