小学数学教学的STEAM教育理念与对策

□甘肃省庆阳市西峰区向阳小学 贺莉丽

随着时代的变迁以及人类思想和科技的不断发展，出现了多种新型教育模式，STEAM 教育理念的形成和发展正是适用现阶段的社会发展需求应运而生的，是在人才培养方面所研发出的一套实用性极高的教学模式。此种模式可以通过创设问题情境，引发学生探索的精神，使学生结合自身的学习需求，组成实践学习小组，从问题出发，主动寻找解决办法，达到培养学生数学思维，增加学生学习数学积极性的目的。因此，本文主要针对小学数学教学的STEAM 教育理念与对策进行相关分析和探讨。

一、STEAM 教育理念应用于小学数学的意义

在教育领域，学习永无止境。STEAM 教育理念，可以让学生获得全新的学习体验。新时代的教育发展节奏的加快，需连带教学模式一并升级。在数字智能化的社会背景下，国家也要更多的创新型人才，所以在人才培养方面，要从小学开始。STEAM 教育理念可以通过多项学科相结合运用的方式，培养未来社会所需要的综合性人才。培养学生的创新意识，在小学教育中尤为重要，尤其是在数学方面。数学这个学科可以应用于各行各业，所以教师在进行小学数学教学的时候，运用STEAM 教育理念，可以设计多种多样的、生动有趣的数学课，开发学生的数学潜能，将理论和公式转化为实践技能，可以跟上时代科技的发展，引导学生在教学活动中体验学习的乐趣。教师可以在小学数学教学中运用STEAM 教育理念，并将小学数学课设计成实践教学模式，这样可以丰富学生的学习生活，提升学生的综合能力。

二、小学数学教学的STEAM 教育理念应用措施

（一）结合科学知识，增强数学实践技巧

教师在STEAM 教育模式中，应该首先明确教学目的，知道自己想要做什么，想要实现什么。其次明确在教学中所需的相关素材，要准备什么，将会用到什么，都要提前做好准备。最后要明确这种教学模式会带来什么教学效果，能让学生学到什么。提前有序的规划，对教学活动的组织非常重要。教师要结合生活中的一些因素，引导学生运用科学要素和数学知识相互结合来进行实践教学。例如，结合新课标的要求标准，教师可以在正比例知识的课程安排中，引导学生如何正确地认识和理解正比例知识点，结合生活中的实际元素来掌握正比例的实例。教师可以和学生说：“现在我们一起来看一个有关于神奇的影子的视频，有没有同学可以告诉我，影片中的房子与时间和影子之间的关系是怎样的呢？为什么影子的长短会变呢？”这时学生会说：“由于阳光的照射角度不同，所以影子会有长短。”教师可以跟学生说：“你回答得非常好，是因为地球的自转让太阳光的照射角度随之产生了变化，影子也就随着光的照射角度，产生了相对应的变化。如果我们结合曾经学过的一些知识，可不可以根据影子的长短，来计算所对应的物体的高度呢？”这时学生就会感觉非常意外，因为从来没有做过类似的实验性的实践。教师可以带学生到操场上，然后做一个实地的测量考察，可以用卷尺或木杆测量的物体的影子，而如果用木杆测量，就要得出木杆与影子的比值，在同样的物体的影子测量过程中，小组数据会产生差异。教师可以问学生：“为什么我们用同样的方法测量，但是数据不一样呢？”这时，学生会说：“因为影子的边界不清晰，所以测的时候会出现误差。”教师可以和学生讲解相关知识：“影子的产生是通过阳光照射呈现出来，之所以模糊，是因为光的衍射形成的，这期间也有光的折射的因素。在发生光的衍射现象时，会夹杂大气中的颗粒物，所以导致光的折射现象，从而引发影子边缘虚化的情况发生。当阳光变弱，影子的虚化度会更高。”同时，教师也要告诉学生：“地球自转与太阳照射之间的关系是不断变化的，这期间，我们会发现规律性。”在影子的长度测量过程中，由于时间关系，也会发现测量结果的变化。教师可以带领学生拓展知识范围，通过结合科学知识进行小学数学课的教学，让学生在解决神奇的影子问题的过程中，可以更好地融入数学测量技巧，引发学生对科学领域的探索意识。教师可以引导学生运用科学方法提升数学思维能力，这样的教学更加有利于STEAM 教育理念的应用。

（二）运用科学方法，提升数学思维

在小学数学的教学过程中，结合STEAM 教育理念，运用科学方法提升数学思维，引导学生通过观察一些科学现象推理其中的原理，通过不断的实践，积累不同的经验和方法。教师要引导学生善于利用这些推理的方法，在未来的学习中进行拓展。数学思维中的逻辑推理能力，对小学生的数学学习十分重要。在“三角形”的认知类课程中，教师除了引导学生探索三边关系外，也可以设计一些实践探索性的实验，增强学生解决问题的能力。在解决问题过程中，学生会观察事物的特征、通过猜想和推断最终在验证中得出问题的结论。通过逻辑推理，可以让学生对得出的答案更加印象深刻，并且可以广泛运用到不同的实践活动中去。例如，教师可以带领学生一起动手研究三角形三边关系的构成，可以对学生说：“我们学过了三角形相关知识，在生活中会看到很多三角形的物体，那么我们虽然知道三角形有三条边，但如果想自己拼出一个三角形都需要什么条件呢？今天我们就要利用3D 打印笔来拼一个三角形。”教师要先教会学生使用3D 打印笔的方法，告诉学生打印三角形的材料如何制作。教师可以和学生说：“现在我们学会了如何使用打印笔，那么接下来要想好你要打印的材料的长度，我们以整数来设计，以厘米为单位。同学们要提前想一下，是不是任意三条边都可以拼成一个三角形？”这时，学生会回答“是”，有的同学会说“不是”。教师可以让学生说出自己的想法。然后，让学生小组合作，有人记录长度，有人进行长度设计和打印，在拼接时要记录实验数值，做好每一次实验的统计。教师可以对每一组的实验过程进行观察。在实验过程中会出现两种情况，有的组成功拼接出三角形，而有的组却失败了。这时，教师可以提问学生：“为什么拼不成三角形？大家可以总结一下原因吗？”这时，学生就会发现和打印出的材料长度有关系，当两条边的和大于第三边就能拼接成功。然后教师可以鼓励学生，并继续引导：“我们都很聪明，发现了这其中的秘密。构成三角形的基本条件大家已经通过实验总结出来了，那我们再做一次实验，看看这个理论和我们的实践结果是否一样呢？”学生在重新设计三边的长度后，在符合规则的前提下，打印出三条边，成功拼成三角形。教师要给学生做实验的总结：“这次实验课，我们利用3D 打印笔和3D 打印材料，打印出了我们需要的材料长度，并顺利地拼出了三角形。通过这样的动手实验，同学们是不是对三角形有更深的了解呀？”这时，学生会非常开心，不仅在实验中得出了结论，而且还学会了使用3D 技术。通过这样的数学教学实践，可以提升学生的数学思维以及逻辑推理能力，对学生的学习效果非常有利。

（三）合理利用技术，拓展动手能力

运用多媒体信息技术进行教学辅助，可以增强小学生对数学的学习兴趣，同时也可以完成STEAM教育理念的实践。教师要根据STEAM 教育理念设计教学内容，增强学生对技术的应用性，培养学生的创新意识。例如，在小学数学教学过程中，“统计与概念”部分的教学内容是培养学生分析能力的关键。教师要在课程的设计对学生的数据敏感度进行培养，学生也要在实践活动中，通过对数据的搜集与整理，进行结果的分析与预测。单复式折线统计图可以记录一天中的温度变化，对数据类的变化过程也可以实现清晰的记录。教师可以结合现代化的技术分析手段，与实际生活相连接，这样可以拓展学生的动手能力。教师可以为学生布置一个任务，可以对学生说：“我们需要一周的时间来进行一个数学实验，这期间需要同学们连续记录七天内的气温变化。这个时间要进行明确的标注并形成表格。”学生听到这样的作业任务会感到非常有兴趣，然后在经过一周的记录后，将实验结果交给教师。教师对数据进行查看后可以提问学生：“我发现一个问题，我们虽然都进行了七天的气温记录，但是为什么每位同学的记录数值都不同呢？有没有同学可可以给我解答一下呢？”这时，学生会根据自己的记录过程进行分析与研究，想到每天的气温是不断变化的，每个同学记录的时间如果不同，气温的数值就会不同。如果是在早晨六点记录的气温，温度就会偏低，如果在中午12 点的时候记录气温，温度就会偏高，所以这个结果会不同。还有的学生会说：“我是用温度计来测气温的，但是其他同学是看天气预报的数值来记录的，所以我们记录的温度是不一样的。”教师可以针对学生的解答做总结：“大家回答的都很有道理的，我看出同学们对这次的实验都已经进行了深入的调查与研究了。我们每天都会有一个平均气温值，这需要记录每个时段的气温来进行总结，才可以得出一天中的平均气温。那么，如果我们想得到一天中每个时段的温度，要怎么做呢？”学生就会说：“可以绘制折线统计图。”然后教师可以问学生：“那如果我们想得出一个月的天气变化记录呢？”学生说：“那就搜索一个月的气温变化，然后绘制折线统计图。”教师再提问：“那如果我想知道地球五十年之内的气温变化呢？”这时，学生会非常地惊讶，因为这太难了。有的学生在接触过电脑软件的基础上，可能就会提到可以利用电脑软件进行整理和统计。教师可以反问学生：“可是我们不会呀，怎么办？”学生就会开始思考，想要把这个问题解决，但是自己又没有办法，往往在这个时候会激发学生的创新意识和动手能力。教师可以和学生说：“我们现在可以通过小组合作的模式来解决问题，如果不会用软件怎么办？是不是可以上网查，是不是可以找到一些教学视频进行自学呢？那我们的问题是不是就可以轻而易举地解决呢？”教师以温度作为课题，让学生进行研究与解决，对学生综合能力的提升很有帮助。

（四）综合学习方法，建立全局思维

STEAM 教育理念，专注于让学生运用多种学科知识来综合探索、研究、解决生活中的实际问题。当学生有了这种解决问题的能力之后，就可以懂得如何将数学知识以及各学科的优势进行综合运用了。小学的数学教学结合STEAM 教育理念，在工程设计方面进行知识的结合与技术的探索。例如，在“比例尺”知识的学习过程中，教师可以引导学生找出地图上的比例尺，理解比例尺的概念与形式，掌握相关知，让学生能根据实际距离，利用比例尺绘制路线图、位置图和平面图。教师可以跟学生说：“我们已经学习了比例尺的相关知识，那么大家有没有什么想法，利用这些知识来完成一个项目呢？”这时，有的学生就会说：“可以利用比例尺画平面图，也可以做一些方位的测定，或者是标注一些建筑物的位置。”有的学生也会说：“我们可以测教室的长和宽，可以把教室内的物品位置标注出来。”这时，教师可以引导学生拓展一下想象力和空间，然后问学生：“那我们有没有想过把整个学校也测量出来呀？”这时，学生会非常震惊，因为已经超出了他们的想象范围。教师可以引导学生，说：“我们可以从小处开始测量，做好准备工作。根据每一个小范围的测定做好准备，由小及大，我们也可以扩大项目范围，但准备工作会相应更加地细致，比如，要绘制整个校园平面图所需要的准备材料就会多一些。那我们现在开始小组合作，计划一下如何完成校园平面图的设计，首先要进行校园平面图的测量和绘制……”由此，学生就会综合学习方法，建立全局思维，开始思维拓展，这对学生的数学思维能力提升非常有效。因为，如果想绘制出一张校园的平面图，要涉及的内容很多，不仅要有比例尺的运用，同时还要遵循一些客观因素和社会条件，这个挑战对于学生而言虽然很大，但是可以完成，学生通过这样的一个实践项目，可以明白要绘制一张平面图所要进行的准备工作，以及材料和技术的应用。即便挑战失败，也可以总结失败的经验，这样可以在后期的项目实践中更加快速地解决问题。

三、结语

我国的教育发展理念正在不断优化，现阶段已经逐步开始将艺术、科学、工程、技术等学科融合交叉继续教学。在小学数学教材内容中，也比较能突出STEAM 教育理念的相关内容。培养学生的数学文化素养，让学生的身心发展能跟上信息化时代的趋势，提升学生的综合素质，是数学教师未来需要努力的方向，因此，在未来的数学教学中，教师还要不断创新教学理念，优化教学方法，实现学生数学学习上的不断进步。