STEM教育，讓學生在碰撞中構建數學模型

王璐 孫伏龍

一、引言

如何實施更高效的、科學的教學方法，運用什么樣的教學手段都是值得數學老師深思的課題。面對問題，在小學數學課堂教學中科學地選擇教學方法—— STEM教育符合了小學生年齡特點，同時也能激發學生學習興趣，拓展學生思維，培養創造能力，充分發揮學生們的主體性。

在數學課堂教學中恰當地引入 STEM教育，使各個學科之間相互碰撞，形成多方面、深層次的學習，這樣既符合孩子們的年齡、心理特點，也對培養孩子們各方面的學習能力起著重要的作用。

二、STEM教育的內涵

STEM是科學（ Science），技術（ Technology），工程（ Engineering），數學（ Mathematics）四門學科英文首字母的縮寫。它主要包含以下幾個層面的內容： （一）STEM教育全面考慮國家產業發展、人才儲備、各級各類的教育，是國家創新型人才培養一體化戰略。（二）STEM教育是提倡終身學習。它通過社會力量全員參與，以不同形式的活動吸引學生愛科學，提高公民科學素質，提高公民理解科學的素養。（三）STEM教育是不同學科、不同學段的連貫課程群。（四）STEM教育，是面向所有學生培養綜合素質的載體。21世紀人才最重要的不是知識，而是能力，教育強調要培養孩子們的思考、創造、溝通、合作等方面能力。

三、STEM教育對數學教學的影響

（一）STEM 教育能激發學生的學習興趣

學習興趣是最好的老師，也是推動學生學習的內部動力源泉。 布魯納曾提出： 學生的學習起初是從“模仿”開始的，然后再概括到“圖像”，最后抽象形成“符號”。 而STEM教育的引進正是符合這一學習規律，讓數學知識最先以動作的方式出現在孩子們的腦海中。小學數學教材為孩子們應用了許多操作活動方面的案例，如教學“除法的意義”時，教師設計了一名學生平均分配事物的案例，教學中教師讓學生一邊討論一邊操作的教學方式，讓學生在具體“分”的過程中初步建立“平均分”的概念， 這樣的活動案例對激發學生的學習興趣大有益處，同時也方便師生在操作活動和直觀教學的基礎上對平均分概念、規律等的本質特性進行抽象了概括。

（二）STEM教育能拓展學生的思維

STEM教育對開啟學生思維，讓學生由具體的形象思維向抽象思維轉變，使抽象化的知識轉化為看得見、摸得著、有形的容易直觀理解的知識。 例如在教學“體積的意義”時，孩子們對所占空間大小不理解。這時，我科學地引入分組實驗教學。首先每小組分發兩個完全一樣帶刻度的玻璃燒杯，兩個大小不一樣的物體（完全浸于水中），然后向兩個燒杯里倒入同樣刻度的水，先讓學生把小一些的物體沉入第一個燒杯中，學生觀察后討論提問： 為什么燒杯水面升了？緊接著讓學生把另一個大一點的物體放入第二個燒杯中，讓學生再觀察、小組討論。 第二只燒杯的水面為什么會超過第一杯的水面？通過實驗活動觀察和討論，學生已有了初步的感性認識：物體存在不僅要占空間，而且所占空間可能還有大小之分，體積的概念便迎刃而解。

（三）STEM教育能促進學生的創新意識培養

處在身心發展關鍵時期的小學生，他們有著良好的記憶能力。 要他們僅僅記憶數學公式等并不難，但如果讓他們靈活地運用公式可能有一定難度。 傳統的教學活動會讓學生對教材和公式產生依賴，因此，公式的探究需要實際的動手操作和深入思考。 在小學教學中采用STEM教育，能讓學生產生親近感，促進學生親身體驗探究，自己發現、自己認識、自己驗證數學知識。 從具體形象到事物表象再到絕對抽象，隨著知識積累和認識的深化，學生認識就會逐漸上升到一定理論高度，就可以幫助學生建成科學的學習方法。如在“長方體的體積”時，學生在理解長方體的長、寬、高這個問題時，相對學生而言可能有點小抽象，體積公式相對易懂。師讓學生用12個棱長為1厘米的小正方體擺長方體，并做好記錄，通過多種方式，得出長方體的計算公式，學生就容易理解，養成了學生探究的精神和實踐操作能力。

（四）STEM教育能增強師生學習溝通交流

老師講、學生聽是傳統滿堂灌課堂教學模式。 學生課堂表現往往是老師判斷學生好與壞標準之一，但是，教師被一些活躍的學生蒙蔽，這些學生看上去學得好，但不實。 引入 STEM教育理念，教師通過在操作實驗活動中的同時向學生質疑原理，如一半以上同學能夠很輕松地回答教師的質疑、提問，就說明學生對這個知識已經初步掌握。 然后教師再通過一些開放性的、啟發性的數學小實驗、小游戲來了解學生學習思維的靈活性，讓每個學生都能夠在活動中得到體現，如此，教師就可以做到多角度的掌握。 例如在教學 “長方形周長與面積的異同”一課時，教師使用一根自制簡易的木條長方形木框，把它放在報紙上面，畫出一周輪廓。大部分學生很明顯就能夠看出誰是周長、誰是面積，學生比較教具，比較面積和周長，學生就容易分清這兩個的不同意義。然后可以引導學生分別制作出三角形、圓形、梯形的周長與面積的學具，學生能輕松地完成任務，就說明學生對這兩個定義有了基本的、正確理解。這樣的教學效果才是真正合理的、科學的，教學質量才能有保障。

總之，在小學數學教育教學中引入STEM教育，一定能激發學生的學習激情和興趣，發展學生的思維，挖掘學生潛能，培養學生創新精神。

【作者單位：泰州市九龍實驗學校 揚州市平山實驗學校 ?江蘇】