STEM教学模式在小学数学课堂应用探析

2022-03-18严莉莉

读写算(中) 2022年4期

严莉莉

STEM教学模式在小学数学课堂应用探析

严莉莉

（江苏省昆山市城北中心小学校，江苏昆山215300）

STEM教学模式在具体教学过程中运用的主要目标为发展学生多方面综合素养，使学生在科学素养、技术素养、工程素养以及数学素养等多个角度进行全面提升，促进实现发展学生综合素质水平的根本目的。本文将通过STEM教学模式发展学生创新精神、促进数学人文教育、拓展信息教学途径等多项策略的运用，为学生构建完善化的教学方案，针对STEM教学模式在小学数学课堂应用的具体措施进行全面分析。

STEM教学模式；小学数学；研究

小学数学课程体系教学过程中，应当以发展学生综合素养为核心目标，帮助学生在丰富多元的学习体验中掌握更加全面的数学知识，培养学生正确的学习方法，引导学生了解科学的知识探索途径。将STEM教学模式运用至小学数学课堂教学过程中，可以全面促进发展学生问题分析能力与解决的能力，帮助学生以较强的思维水平完成数学综合学习目标。在STEM教学模式具体应用过程中，数学教师要擅长通过不同的角度进行全面化分析，为学生构建完善化的教学方案，同时帮助学生体会数学知识的多元性特点，实现STEM教学模式运用的根本目的。

一、STEM教学模式的内涵与解读

所谓STEM教育即是Science（科学）、Technology（技术）、Engineering（工程）、Mathematics（数学）四个英语单词的第一个的字母组合而成的。如果从小学校本教育实践的角度思考问题，那么，STEM教育在小学数学课程体系的应用则可以做以下理解：STEM教育提倡的教育整合理念及引导学生们自主思考、自己动手进行操作，从而达到解决问题的教学目标。这完全与义务教育精神相吻合。这样可以让小学数学教师从科学、技术、工程、数学等多维角度分析与解读小学生的数学学习活动。

（一）要把STEM教育理念融入校本课程

要实现STEM教育与园本课程建设的有机融合。STEM教育的最大价值在于为之找到合适的土壤。近年来，教师们开展了《中国STEM教育白皮书》、“中国STEM2029创新行动计划”等内容的学习与研讨。同时还组织广大教师阅读分享了《STEM教学———科学、技术、工程与数学的整合活动》等书籍。通过学习教师们明确了，要以游戏作为小学生基本的学习方式。推广STEM教育实践，可以更好地促进小学生全面健康和谐发展。教师们在关注小学数学教育领域渗透STEM教育的基础上，进一步关注STEM教育的科学、技术、工程与数学领域在数学教育中的实践。鼓励同学们在探索中发现问题、在生活中解决问题。促进孩子们对未知世界的探索和渴求，促进孩子们对自我成长的激励和满足。

（二）要在小学数学教育中实践STEM教育思想

小学数学教育要围绕STEM教育模式进行整合，借此预先制订数学课程教育目标。通过相关材料的提供和问题的分析进行讨论，从而创造出更多的实践机会，让小学生在生活中理解科学、理解数学。如此，不仅可以帮助教师在自身现有基础上实现数学教学专业能力的突破，完善自身的数学课程教学实践水平，同时也可以促进孩子们懂得学习对于现实生活的意义，知道他们现在的学习探究与科学家、工程师的工作具有一样重要的意义。

二、STEM教学模式在小学数学教学中的应用实践

STEM教育和小学数学课程教育的融合途径主要体现在以下几个方面：

（一）通过STEM教学模式发展学生创新精神

创新教育是我国新时代学校教育工作中的主要教育目标之一。全面培养学生主动探究意识，发展学生创造性思维能力，是促进实现学生综合人格发展的重要根本。以STEM教学模式为核心的小学数学教学工作中，数学教师可以充分利用此教学方法的优势特点为学生设计教学方案，以此达到发展学生创新精神的根本目的。对此，数学教师可以为学生构建完善化的教学方案，使学生积极动脑，参与至数学知识的分析及思考过程中，并在其中完成创新精神发展目标。

例如，苏教版四年级数学上册的《角的度量》这节课是在学生初步认识了角、明确了角的概念、知道了角有大小之分基础上进行教学的。在具体的课堂教学过程中，为结合本课教学内容，发展学生的创新精神，数学教师可以充分利用STEM教学模式为学生设计教学方案。使学生在《角的度量》学习过程中，通过自主学习观察等途径认识角的计量单位，探究分析多元化的角的测量方法。为了进一步强化学生的创新意识，数学教师可以设计系列形式的数学操作活动，培养学生自主学习能力及动手操作能力，使学生根据相关数学角度度量探究任务进行主动动手操作，同时以交流互动的形式学习和探究更加全面的角的度量方法。STEM教学理念在此过程中可以通过多种形式体现，数学教师可以将跨学科的教学内容渗透至本课教学过程中，使学生在多学科知识内容辅助的影响作用下，完成创新精神发展目的，提高数学学习效果。因此，小学数学课程体系中，STEM教学模式的运用是促进发展学生创新精神的重要根本。

（二）通过STEM教学模式促进数学人文教育

数学人文教育对于小学生而言十分重要，这是传统教育模式中有所缺失的教学内容和教学环节所在。以往的小学数学教学内容中，主要以数学认知为核心教育方向，帮助学生掌握数学基础知识以及数学学习方法。但是大部分学生对于数学学科的实际内涵并不了解，不能充分理解数学文化，在历史发展背景中为人类社会带来的推动作用。STEM教学模式中，发展学生科学素养是十分重要的教学方向所在，而科学素养培养目标实现过程中，需要学生具备较强的人文基础，全面了解数学学习内容的背景文化。对此，数学教师可以充分利用STEM教学模式为学生设计人文教育教学方案，将数学文化元素渗透数学课堂教学过程中，充分体现数学文化对于数学发展的重要影响意义。

例如，苏教版五年级上册的《小数除法》其主要的教学目标为：在具体情景中探索并初步掌握除数是整数的小数除法的计算方法，懂得商的小数点与被除数的小数点对齐的道理，会用竖式进行计算。在具体教学过程中，教师可以通过STEM教学模式将生活中的人文教育元素渗透至其中。引导学生联系生活情境，通过自主探究、合作交流，理解小数除以整数的计算方法，达到能够正确地进行小数除以整数的计算,并可以解决一些实际生活中遇到的简单问题。如购物结账时，就可以用到小数除法解决讨价还价的问题。这样可以使学生全面了解小数除法相关的数学思想及精神，培养学生理性思维及严谨的学习素质，促进实现核心素养发展目标。因此，通过STEM教学模式将数学人文教育内容融入至具体教学过程中，可以有效促进推动实现STEM教学模式的根本运用目标。

（三）通过STEM教学模式拓展信息教育途径

现代教育体系中倡导多途径教学模式的运用，帮助学生在不同的学习渠道与学习途径中充分感受丰富多元化的数学知识，培养学生综合学习能力和探索能力。通过STEM教学模式设计及完善小学数学教学方案，可以全面优化拓展信息化教育途径，这不仅可以全面提升数学教学效率，同时可以充分体现现代化数学教学模式的多样性特点，帮助学生高质量地完成数学学习目标。

例如，苏教版四年级上册的《条形统计图》，该课的教学重点是要让学生们掌握条形统计图的制作方法，并且学会观察、进行分析。由于学生是第一次接触条形统计图，对于条形统计图的制作方法显得陌生。在对图表进行分析等方面，还存在较大的困难。本课的教学设计思维力求数学问题生活化，让学生学会在实际生活会使用条形统计图。因此，教师要关注小学生的学习兴趣和生活经验，注重培养学生的自主性学习能力和实际操作能力。在教学实践过程中，要引导学生体会“统计”这一数学概念的具体含义及其在生活中的重要作用。发展学生统计意识，使其善于根据复式条形统计图完成相关数学学习目标。教学中，数学教师可以为学生拓展信息教育途径，帮助学生通过信息技术角度探究学习条形统计图相关的知识内容，同时促使学生主动发现信息并进行简单的数据分析。在STEM教学模式的辅助作用下，学生可以在教师设计的教学悬念探究过程中，利用认知矛盾凸显复式条形统计图运用的必要性，发展学生数学知识应用能力。在多媒体信息技术生动性特点辅助作用下，学生可以全面掌握数学条形统计图的应用方法与应用范围，使学生进一步理解条形统计图在实际生活和学习中的应用措施，培养学生应用水平，强化学生综合思维素养。

（四）通过STEM教学模式推动数学深度教学

深度学习是当代学习科学理论针对当前课堂传统教学理念与方法中的学生被动学习、浅层次学习、虚假学习等不良现象而提出的一种具有全新特征的学习方式。深度思考及学习能力的培养对于小学生而言具有十分重要的意义。一般情况下，大部分小学生在数学学习过程中仅仅是以其表面知识的理解作为课程学习目标，实际上并没有达到深度理解和掌握数学知识的学习效果。当前新课程改革大力倡导的一个重要教育理念，就是要让学生通过自身的亲身经历和操作体验发现知识、获取知识。要注重知识形成的过程，不仅要“知其然”而且还要“知其所以然”。也就是说，教师在课堂不仅要讲数学知识，更要让学生亲历数学知识的形成过程，理解数学、体验数学。在STEM教学模式的辅助作用下，可以全面促进推动学生数学深度学习能力的提升，全面化发展学生综合学习水平。

例如，百分数知识在社会实际生活和生产过程中具有广泛的应用，它是小学数学课程中重要的基础知识，同时还是以百分数解决生活实际问题的。在小学数学《百分数一》一课的基础性教学目标是引导学生理解和掌握百分数的具体概念和含义，并学会正确读及写百分数。为了促使学生实现深度学习发展目标，数学教师可以将STEM教学模式运用于本课教学过程中，帮助学生突破掌握本课学习难点及重点内容。其中的教学难点问题，为促使学生理解百分数和分数的具体意义和区别。很多学生在学习过程中，其思维水平有限，对于百分数和分数的具体意义与区别掌握效果并不强。数学教师可以在新课导入环节列举大量现实生活中的百分数应用实例，引导学生们谈谈百分数在生活中的具体含义，使之对百分数的具体含义产生初步的体验与感悟。学生通过生活实例理解百分数的意义。这样就可以区别百分数和分数不同，即，分数既可表示一个具体的数，也可以表示两个数之间的关系。而百分数只能表示两个数之间的关系。接着教师可以运用STEM教学模式为学生设计课堂教学方案，帮助学生提升分析比较能力与数的抽象概括能力，并在多元的学习方法中使学生全面体会百分数和分数二者之间的具体区别。因此，STEM教学模式的综合运用将会有效促进实现深度教学发展目标。

（五）通过STEM教学模式激发学生探索兴趣

由于数学知识过于抽象化，部分学生在实际学习过程中缺乏较强的兴趣感和积极性，这是影响其学习效果的关键成因所在。作为小学数学教师，利用科学教学模式激发学生主动探索兴趣，培养学生数学知识学习积极性，是教师重点探究发展方向。通过STEM教学模式与小学数学课堂教学环节充分结合可以全面激发学生探索兴趣，培养学生积极学习态度。

例如，小学六年级《自行车里的数学》一课的教学目标是了解普通自行车和变速自行车的速度与其内在结构的关系，了解变速自行车可以变化出多少种的速度，并能够运用学过的圆和比例等知识解决生活中常见的有关自行车的问题，培养学生解决实际问题的能力。在教学设计过程中，数学教师可以充分利用STEM教学模式中的工程设计元素完成本课教案设计目标，全面提升学生的学习兴趣和探索欲望，促进推动实现教育发展目标。本课的教学内容中，主要以自行车速度与其内在结构的联系，帮助学生建立解决问题的数学模型，使学生全面掌握建模思想的运用方法，培养学生数学学习能力。对此数学教师可以加强创新化教学方法的运用，为学生构建趣味性的游戏教学模式，使学生将抽象化的数学知识和问题以数学建模的方法进行体现，全面培养学生数学问题分析解决能力与思考能力。在趣味化数学建模教学模式运用过程中，学生的积极主动探索欲望将会被充分激发，帮助学生将数学知识与实际生活进行有效连接，培养学生正确合理的设计观念，发展学生的创新思维意识。