基于STEM理念下的小學數學“綜合與實踐”活動設計初探

林映霞

摘 要：在STEM理念下的小學數學綜合與實踐教學，需要數學教師以不同的角度為學生設計教學內容，在充分利用數學教材的基礎上，實現對學生跨學科的培養，在教授學生數學知識的同時，融合多學科知識，培養學生的綜合素養。

關鍵詞：STEM理念;小學數學;綜合與實踐

STEM是現代社會熱門的教學理論，基于STEM理念下的小學數學“綜合與實踐”也是新課程改革之后出現的一個新領域，“這個領域溝通了生活中的數學與課堂上的數學的聯系，使發展學生的綜合應用知識的能力成為必須學習的內容”“這對于改變學生的學習方式，讓學生在學習過程中接觸到一些有研究和探究價值的題材和方法，使學生全面認識數學、了解數學，使數學在學生未來的職業和生活中發揮作用等方面具有重要意義。”[1]

一、充分利用好數學教材資源

從人教版小學數學教材布局分析來看，在每單元教學的最后，都會根據每單元的學習內容展開綜合實踐活動。那么我們就要充分利用好這些資源，在活動設計和實施時特別關注五個環節：問題的選擇、問題的展開過程、學生參與的方式、學生的合作交流、活動過程和結果的展示與評價等。例如，在人教版小學數學教材六年級上冊《確定起跑線》一課時中，是根據對《圓》的相關知識學習而展開的綜合實踐活動，在對各個相鄰的跑道長度進行測量時，主要考察的是學生的測量能力與對圓周長的計算知識的掌握，其中所涉及到的知識點十分單一，在STEM理念下，對教材中的內容進行調整：學校操場上有一條橢圓形的跑道，長為100米，寬為6米。現要在跑道上畫出3個人的跑道，具體要如何操作？學校要舉辦1000米的長跑比賽，為確保公平，3名運動員的起跑位置要如何安排？我們可以組織學生以小組合作的方式進行交流，在提出方案的同時，畫出等比例的跑道線，讓學生思考分析，如何確定運動員的起跑位置，經過這樣的調整，有效地拓展了學生的研究空間，對學生的思維能力、團隊合作能力進行有效的培養。[2]在此過程中，學生請來了體育老師測量并驗證計算結果，最終得出：由于跑道的長度與直道無關，只要算出每個圓的周長，再求出相鄰兩圓的周長相差多少米，這不就是相鄰跑道的差距嗎？最后通過計算，在驗證的基礎上形成：相鄰跑道起跑線相差都是“跑道寬×2π”這樣的結論。

二、跨學科進行數學教學

STEM教育中最重要最核心的特征是跨學科性。這就意味著我們關注的焦點不應是學科之間的獨立性，而是關注每一門學科知識內在的邏輯性以及多學科交叉融合，這就給我們的啟示是：教學應強調多學科之間的交叉融合，應該以基本學科為基礎，其它學科為輔，以生活中富有趣味性和挑戰性的實際問題進行教學，而不是簡單地將學科知識內容硬邦邦地傳授給學生。在解決某特定問題時，應充分利用科學，技術和數學相關聯的知識來促進問題的解決，實現多學科的融會貫通以及打破只以某門學科的局限性，逐漸培養學生多角度多學科思考與解決問題的能力。例如，在人教版小學六年級數學教材中，在講授《比與比例》的章節內容后，與之相對應的實踐課程《自行車里的數學問題》，教學大綱要求在一課內，掌握自行車前后輪齒輪轉數之間相關知識，由于課堂時間十分有限，導致很多學生在學習過程，對這部分內容并沒有掌握扎實，教師只能讓學生死記硬背“比例”的知識內容。基于STEM理念下來分析，我們可以為學生設計五個步驟進行教學。第一，向學生提出問題：自行車向前行駛的原理是什么？從而激發學生的好奇心，在此環節中，需要科學教師對學生進行有效的引導，讓學生意識到自行車是通過輪軸帶動齒輪轉動引起前后輪的轉動。第二，引導學生利用圓周長的相關知識，解決自行車前進距離的計算。第三，激發學生了解變速自行車的原理，從而懂得變速自行車的相關操作。第四，鼓勵學生大膽嘗試自行車的設計，并利用3D打印技術將作品呈現出來，此環節的活動需要請美術老師進行指導。第五，對整個活動進行展示與評價，在此環節又可以請語文老師參與其中。這就是STEM教育理念中跨學科性給教學帶來的改變。這就是基于STEM小學數學課程實施過程中，多學科知識相互融合、滲透，給教學帶來的最直觀的改變。

三、合理靈活運用綜合實踐活動時間

在有限的綜合實踐課時內，如何高效的實現教學目標，這就需要對課程時間進行合理靈活的安排。我們可以將一些綜合實踐課程安排在學期初，從而激發學生對相關數學知識學習的興趣與好奇心，確保實踐活動的課堂質量。在STEM理念下的小學數學綜合實踐課程中，我們要為學生創設相應的情境，培養學生具有發現問題、分析問題并解決問題的能力。例如，很多學生對圓柱挺感興趣，那么我們可以利用六年級的探究實踐活動《神奇的圓柱》展開教學。在日常生活中有很多物體都是圓柱形的，那為什么會有如此之多的圓柱存在呢？圓柱的體積與表面積又是怎樣的？學生在對圓柱知識進行探究的過程中，不但要對相關的數學知識進行學習，還要掌握一定的物理知識。通過學生的一系列探究發現：圓柱的稱重能力最強;在對圓柱體積進行計算可以得出，圓柱體積的測試方法可以統一為圓柱的底面積乘以高;有的學生根據研究結果提出，在教師的讀書角可以使用圓柱形的書柜，既擴大藏書量又可供學生坐，從中可以看出學生創造能力得到了有效的啟發。[3]

綜上所述，在小學數學教材中，綜合實踐課程的安排是對數學知識的綜合運用，在STEM理念下進行數學綜合實踐活動，不但可以激發學生對數學學習的興趣，還可以有效的幫助學生進行知識的拓展，同時能夠實現將多學科有機的融合在一起。在STEM理念下，進行綜合實踐課程，可以提升學生對數學知識的認知，提升學生參與數學知識學習的主動性，從而實現對學生思維能力與綜合能力的培養。

參考文獻：

[1]教育部.義務教育數學課程標準（2011版）[S].北京：北京師范大學出版社，2012.

[2]張旭.基于STEM理念的小學數學“綜合與實踐”活動設計[D].曲阜師范大學，2018.

[3]黃曉芳.基于STEM教育理念的小學數學教學策略[J].西部素質教育，2018（13）：231-233.