STEM 教育理念下的小学数学教学策略

江苏省徐州市铜山区大彭实验小学 孙艳平

STEM 教育理念在目前的教学体系中得到了逐渐的推广，成为教育界的热门话题。而现今的STEM 教育理念在科学学科的教学中应用较多，相对而言，在数学教学中的应用研究较少。STEM 教育的目标在于提升学生的科学精神与创新能力，在批判思维与逻辑思维的发展中强化学生的独立认知。而在数学教学的开展中融入STEM 教育理念有效地发展了学生的思维，让学生在数学问题的解决中拥有了更为广泛化、复杂化的学科视角，模糊了不同学科的界限，加深了学生对问题的理解。整体而言，STEM 这样的以项目学习与问题解决为导向的教学方式，有利于小学生探究与实践能力、学习能力、知识应用能力的发展，在多学科的整合中激发学生的兴趣，使其能够个性地、主动地参与一体式学习中来。以下从STEM 教育理念的本土化教学适应开展探究，以期推动更有效的教学实践。

一、开发STEM 课程，开展发现式探究教学

对STEM 课程的设计都需要经历运用跨学科的知识探究与得到新知的过程。为了培养小学生的知识探究能力，教师应从生活经验或自然现象中去挖掘数学教学内容，以充分引起小学生的好奇心。通过学生主动发现问题、自主性归纳知识的过程，STEM 课程的开发能够更加具体、细致，对小学生而言具有极强的开放性与启发性。发现式教学也能够拓展小学生的思维，从提出问题、给出猜想到回答问题、回溯总结的过程，能够对小学生发散性思维、逻辑性思维的培养起到强有力的引导作用，从而使STEM 理念贯穿于真实的多重问题的解决中，丰富小学生的认知。

如，在四年级上册“垂线与平行线”的教学中，教师可以利用生活实例去说明这两种特殊的直线关系。首先，可以让学生说说生活中的垂线，从垂线延伸至直角，怎样才能让垂线保持垂直，使直角一直固定，从而满足物品摆放整齐的需要呢？通过联系生活与物理小知识，学生能够发现铅锤在重力作用下与地面保持垂直。而在平行线的学习中，小学生容易发现单纯摆放两条直线是很难达到平行的状态的，需要在外力的作用下进行调整。通过联系铁路工程中的铁轨，学生知道了枕木的作用，在螺栓孔的固定下保持了两条直线固定的位置与间距，达到了平行的状态。

二、基于STEM 教育理念，融入其他学科元素

随着数学教学的开展，小学生的数学学习逐渐走向理论化，与生活中的实际需要所对应的知识越来越少。因而，在STEM 教育理念的应用下，教师可以尝试更多地掺杂其他学科的元素，使学生在多方面的知识融合中进行学习，并通过专题的研习与讲解，使复杂化知识的引入过程更加自然、顺利，有利于学生夯实基础，培养学生严谨、周密的科学精神，在未来学习化学、物理、经济等学科上更有优势。

如，在“一亿有多大”这一章节的教学中，教师就可以讲解科学记数法，让学生学会用E 表示指数，对较大的数进行简化。在这一过程中，教师可以讲讲科学记数法在其他学科中的应用，从生物体中细胞的个数，到宇宙中星星数量的多少，从稀溶液中的离子浓度，到微观层面原子、分子间的作用力，过大或者过小的数难以直接表示出来，而是需要通过科学记数法进行简化。此外，在学科交叉中，教师还可以让学生尝试用二进制表示一些简单的数，使学生将二进制数与计算机联系起来，理解计算机对数的识别与表达。掺杂其他学科元素能够让小学生意识到数学学科广泛的应用范围，激发学生的学习兴趣。对此，教师进行数学教学与STEM 的融合需要从常规的计算与问题操练上着手，在分析、思考与解答中进行数学建模，实现跨学科的合作学习，让数学课堂更加简单高效。

三、基于STEM 教育理念，拓展游戏教学活动

长时间的数学学习对小学生来说相当枯燥，学生需要及时放松，以舒缓压力。而游戏教学活动就能够良好地解决这一问题，教师可以在游戏的引入下改变课堂教学的形式，让学生积极参与感兴趣的活动中。在游戏活动的开展中，学生拥有了更多的学习知识的途径，知识技能也能够在教育性与娱乐性兼顾的游戏活动中得到发展，有效促进了学生学习能力的发展。

如，教师可以将“比例”与之前学习过的几何知识联系起来，让学生先画出在学校大门视角下观察的教学楼、操场与食堂等建筑设施，在积累经验后，让学生设计自己的房子与实际的屋内装饰。以观察视角为基本点进行教学，可以联系美术、工程等方面的制图原理，让学生从仰角、俯角和比例缩放的过程中去理解建筑的方位感。通过这样与STEM 相结合的游戏活动，数学课堂的气氛变得更加活跃，学生的几何知识得到了巩固与加强，且对后续的学习能够抱有更大的期待。

四、基于STEM 教育理念，渗透数形结合思想

在小学阶段的数学学习中，数形不分家，也是学生学习数学的一种重要思路。当只有图形没有数字的时候，就无法准确地表达一些细枝末节的内容，而若是只有数字没有图形，很难去直观地呈现出数字之间的关系。只有当学生学会了用数形结合的思想去思考问题的时候，才能够取得事半功倍的效果。

例如，在学习“确定位置”这个内容时，教师就可以先给出一段文字性的描述：A物体在B物体东偏北三十度的方向上，在这个基础上再往东偏南六十度的方向行走，问B物体相对于A物体的位置是什么？首先，教师要引导学生将文字转化为图形，通过画图的方式构建东、南、西、北四个方向，以A物体或者B物体为中心点作图，然后再根据图像探究A、B这两个物体的相对位置。在转化成图形之后，学生对A、B这两个物体的相对位置一目了然，随后教师再引导学生利用图形反推物体之间的位置关系，从数字中读出隐藏的图形，提升学生的综合数学能力。

数字和图形之间的转换，是具象的思维转化为抽象性、逻辑性比较强的思维的过程，会不断地提高学生的认知能力和对于知识的获取能力，帮助学生养成良好的数学习惯。

五、基于STEM 教育理念，给予深度探索时间

在STEM 教育理念中，比较注重学生的探究性学习，但是在课堂上一般都是教师占据着主导地位，在这个过程中，学生只是一味地完成教师所布置的任务，导致很多学生在学习的时候很迷茫，找不到真正适合自己的方向。针对这种情况，教师就应该合理地掌控课堂上的时间，适当给予学生去探究学习的时间。

例如，在学习“分数四则混合运算”这个章节时，教师会以专题的形式呈现，给予学生探索的时间。首先，教师将分数四则混合运算的题目根据难易程度进行分类，先为学生提供简单的题目进行训练，主要是让学生逐渐适应。随后，教师为学生提供稍有难度的题目，学生需要观察算式，通过移位、补齐、添加或减去括号等方式，将整个式子重新构建，使运算更加高效便捷。在这个过程中，锻炼了学生的观察能力与灵活运用相关运算定律的能力。

学生在运算过程中自己领悟运算中隐藏着的规律，而不是刻板地背诵、应用教师总结出来的知识点。只有这样，才能够让学生结合自己的实际情况，找到真正适合自己的数学学习方式。

总之，在小学阶段的数学学习中开展STEM 教育对于学生今后的发展有着重要意义，也为教师的教育工作提供了全新的思路。STEM 教育理念具有良好的应用效果，教师应积极融合新的教育理论与新的教学元素，在教育改革的背景下发展学生的专业素质与基础能力，拓宽学生的知识应用视野，从而在跨学科的融合中全面协调发展小学生的知识认知水平，落实与完善新时代的教育过程。