初探STEM教育与小学数学教学的融合

任婷婷

（浙江省台州市双语学校，浙江台州 318000）

数学是一门抽象性的学科，我国对于学生的数学能力提升也一直高度重视，在小学阶段就开设了数学课程。而从数学的本质上看，其与生活是紧密联系的。数学来源于生活，学习数学的目的也在于用数学知识解决实际问题，而这些思想正是符合STEM的教育理念的。如何能促进数学知识与其他知识的融合，也是数学学科核心素养培育的重点内容。

1 STEM与数学关系的内涵

STEM注重的是对学生不同方面的培养。S是科学，即运用各类科学知识理解自然界并参与自然界活动；T是技术，即用管理方法来评价技术；E是工程，代表是对工程设计和开发过程的了解；M是数学，即利用数学知识来发现问题并解决问题。美国前总统奥巴马在2010年也提出，STEM方面能否取得创新，也直接影响到国家的成功。因此我国的数学教育也可以借鉴这一理念，将其看作是现代教育当中的首要目标，培养具备各个学科素养的专业高素质人才。从数学的角度来看，可以将问题的解决分为几个步骤，即发现问题，推导问题，交流问题和解决问题。这也说明数学不仅仅是为了学习知识，更是为了培养思维方式和习惯，以分析不同问题的解决方式。STEM最大的特点也就是跨领域的综合了解各项知识。虽然知识是按照一定的体系来进行划分的，但是从实际意义上看，都是工业革命下的产物[1]。未来的人才需求也不再局限于单一方向，而是多元化的人才发展体系。小学阶段是学生打好基础的阶段，而STEM教育理念也应该深入课堂，为课堂教学提供重要的保障。

2 如何实现STEM教育和小学数学教学的融合

2.1 “S”与小学数学教学

数学和科学的关系非常密切，而数学也是科学研究的一种重要手段。从物理、化学、地理等多个角度来看，都离不开数学模型的构建和支持。虽然对于小学数学来说，还没有明确地将数学和科学进行联系，但在数学知识的教学当中，都可以适当地融入科学的内容，丰富教学内涵，提升教学质量。例如在学习到三年级下册的“面积”这一部分的知识。其中有一部分的知识涉及面积单位间的进率和公顷、平方千米的知识。这些知识对于小学阶段的学生来说，理解起来具有一定的困难，但是通过和科学知识的结合，就可以从科学中了解到数学知识。教师可以引入我国地图的相关知识，为数学学科的教学提供便利[2]。我国的国土面积、各省市之间的区域面积等，这些都是科学内容中会涉及的知识，而这些知识的掌握过程，比单纯地了解数学概念要更加有效，让学生获得的数学知识更加立体化。而可以采用类似方式教学的内容还有很多，又例如统计学知识。让学生了解统计学知识的目的不在于让他们学会如何绘制统计图，如何计算统计表，恰恰相反，是要让他们利用统计学的知识来解决科学问题，如对种子发芽情况的统计，对不同血型人数的统计等。当这些知识能够和数学进行关系构建时，就说明科学知识具备了数学意义，对于小学生来说，也是在科学事实的理解中获得了数学内涵。所以教师也应该注重这一点，在今后的教学过程中对两者进行协调，促进学生数学素养的形成。

2.2 “T”与小学数学教学

与科学一样，技术和数学的联系也非常紧密。数学与技术之间有着天然的联系，在数学之中也能有所体现。教师在小学数学教学中融入技术知识，不仅可以有效提升学生的数学素养，还能提升自主学习能力和创新能力。数学与技术的结合，最直观的例子就是信息技术的使用上。信息技术的出现让传统的教学方法得到了完善和优化，而数学作为抽象性和逻辑性突出的学科，通过信息技术也能有效地促进教学质量的提升。例如在学习到“多边形面积计算”这一部分的知识时，就可以通过技术手段来强化数学概念。我们知道，多边形的面积计算实际上就是将其转化为若干的不同的图形，这些图形都是学生所学过的，了解面积计算的公式和方法。仅仅靠教师的讲解，学生无法形成抽象性思维。但通过多媒体设备的运用，就能让学生直观清晰地看见图形的分割过程，对数学知识有一个动态整体的认识[3]。对于学生来说，最佳的学习数学的方式就是当他们看见数学模型的变化过程时所展开的思考过程。技术的优势也是传统教学方式无法比拟的，对于强化数学模型的印象，构建生动的数学体系，培养学生的数学思维具有重要的促进作用。

2.3 “E”与小学数学教学

工程和数学的联系，实际上可以参考技术与数学的联系。因为工程和技术本身也是密切相关的，技术的价值就体现在工程的质量上。换而言之，数学的学习价值也能通过工程来体现。以生活中常见的例子来说，无论是路桥工程还是高楼大厦，数学知识都能融入其中。例如在房梁建设当中，需要利用到三角形的稳定性这一数学原理，而桥梁的建设也需要考虑到数学方程的相关知识。教师在教学环节中也可以适当地融入工程内容，通过对具体的实例进行分析，让学生了解到社会的进步离不开数学知识的使用，从而具备学习数学的兴趣，从潜移默化中体会数学学科的魅力。此外，工程和数学的结合还体现在实践之中，因为实践活动就可以看作是一项小型的“工程”。例如在学习到“平均数”的相关知识时，就可以让学生进行实践活动，来统计某一次考试中，班级所有学生的分数情况，然后将最终的平均数进行计算，以平均值来分析考试的整体水平。可以看到这其实就是一个问题提出，并经过实践计算后最终解决的过程。而到了生活当中，学生也能具备工程的思想，利用数学知识解决问题，这也正是数学和工程的完美衔接[4]。

2.4 “M”与小学数学教学

小学数学教学和科学、技术、工程的融合，可以实现数学教学效率的提升，但教学过程仍然需要回到数学本身。数学问题的解决从始至终都需要利用数学知识，数学知识也是解决一切问题的基础。以数学问题来看，单单采用其他知识，不以数学本身概念为基础的话，是无法将问题最优化的解决的。因此，从分开讨论的角度来看，不同的技术手段只是对数学学科的一种扩充，而不能代表数学教学本身。作为教师，也应该清楚地认识到这一点，即注重数学和其他领域的结合，但不脱离数学学科本身，从而让数学的价值进一步体现。

3 结语

“STEM”的教育理念下，也给教师的教学工作提供了未来的发展方向。实际上，从传统的数学教育当中，原本也包含了这些知识和理念，只是没有系统化地进行讲解和归纳。在未来的教学当中，教师应该以这种教育理念作为引导性思想，从而将其作为数学教学的支持手段，对数学进行改革和创新，在学习数学的同时拓展到其他领域，以此为基础培养学生的数学核心素养，促进学生的全面发展和综合能力的提高。

[1]孙海荣.“STEM”视角下的初中数学教学[J].数学教学通讯，2017(14):45-46.

[2]陈锋.STEM视野下高中数学教学的尝试[J].试题与研究，2017(30):6.

[3]赵超鸿.基于STEM的课堂教学实例浅析[J].中国信息技术教育，2017(11):51-54.