基于STEM教育理念的小學數學教學方法研究

馬立意

【摘要】STEM教育的根本目的是培養學生的動手實踐能力和創新意識，并且強調學科間的縱橫交錯，其理念與小學數學課程標準理念相同.為更好地完成小學階段數學教學任務，一些研究者把STEM教育理念引進數學課程教學中，以發散學生的思維，培養學生的創新能力，實現學生綜合素質的提升.本文首先闡述了STEM教育的內涵，其次探討了STEM教育理念的必要性，通過分析影響小學數學教學策略的因素，實現基于STEM教育理念的小學數學教學方法的構建.

【關鍵詞】STEM教育理念;小學數學;教學方法

STEM教育理念是20世紀80年代由美國科學促進會在人才教育改革計劃中所提出的，其主要內容是培養科學精神、提升數學素養、提高科技創新能力等，并將這些內容進行有效的整合，實現共同發展，立足于國家教育戰略層次之上培養數學領域人才，加強獨立知識體系間的內在關聯性，為學生構建運用數學與科學的情境，實現數學知識體系與實際情況相結合的教學方式.

1 SETM教育的內涵

STEM是四個學科英文單詞首字母的縮寫：Science（科學）、Technology（技術）、Engineering（工程）、Mathematics（數學）.Science（科學）是了解自然并對自然界客觀規律做出解釋的學科;Technology（技術）和Engineering（工程）是以尊重自然規律為前提，持續改造世界、合理利用并有效控制大自然的學科，使人們面對社會發展過程中遇到的問題加以科學合理的解決;Mathematics（數學）則是開展工程與技術、STEM教育的理論基礎學科.

20世紀90年代末，美國國家科學基金會對STEM做的定義指出，其既包含了科學、技術、計算機科學和技術，還包含了社會科學.在學術界看來，STEM教育不僅應包含科學、技術、工程、數學四個學科，還應當包含醫學、環境、農業與教育等學科.部分學者認為STEM中還應融入創新元素和藝術元素.目前，對于STEM教育，學界仍未做出權威的定義，但通過對各方表述的了解，不難看出，STEM教育旨在對學科進行整合，促進學生綜合素養和創新能力的提升.

2 STEM教育理念的必要性

數學內容涉及人們生活與工作的方方面面，其基本概念包含了科學理論、生活常識、推理邏輯，由于小學生的思維能力處于萌芽時期，學習習慣也處于初期形成階段，所以數學向來都是這一時期的教學難點.在小學數學教學中，一些教師仍沿用傳統的教學形式，以單向傳授知識為主，學生被動地獲取知識.另一些教師可能會運用一些現代信息技術視頻、音頻等為學生展示知識，但舉的例子大都脫離學生的實際學習與生活.學生學習興趣不濃，參與不積極，對概念的推導過程認識不足，理論掌握程度低，理解不全面，從而阻礙了學生探索問題能力的發展與提升，這與新課程標準所提出的“核心素養”相差甚遠.將STEM教育理念融入數學教學，通過利用STEM的整合能力把數學方法和數學思維突顯出來，以數理內涵為主干，多個學科協調互補，加上STEM的趣味性、技術性等優勢，教師能更好地完成小學數學教學任務.

3 影響小學數學教學方法的因素

人類的進步發展與數學緊密相連，數學不僅是人類文化的重要組成部分，也是推動學生全面發展的重要動力之一，貫穿于整個社會生產和人們生活與工作之中.在教學過程中，想要幫助學生樹立正確的學習數學的方法，教師必須采用正確的教學策略.然而，當今社會經濟文化的迅猛發展，仍存在諸多因素影響小學數學教學策略的開展與實施.

3.1 社會環境因素

3.1.1 社會需求是研究小學數學教學方法的內在因素

小學數學教學方式改革在一定程度上的依據是社會需求.與個體需求相同，社會需求也是人類需求的重要組成部分，是集體通過個體所展現出的要求.它隨著社會和經濟的發展而處于持續改變之中.

數學涉及人們生活與工作的方方面面，數學學習的基礎時期就是小學階段，該階段也是培養學生學習興趣的最佳時期.科學的數學教學方法能夠充分激發學生的學習欲望和學習動力，開拓學生的思維，為學生將來更好地服務于社會奠定良好的基礎.

3.1.2 STEM教育是研究小學數學教學方法的背景

近年來，國家越來越重視教育的改革與發展，并及時發布了與STEM相關的文件政策，加強學科本質的認知，著重培養科學素養，以實現我國教育事業的改革創新和持續發展.在STEM教育理念背景下，小學數學的教學目標是提升學生的學習興趣，培養學生的創新意識和實踐能力.

3.1.3 數學課程標準是研究小學數學教學方法的根據

《義務教育數學課程標準（2011年版）》中著重強調了應在數學的整個學習過程中培養學生的推理能力.現代教育的基本任務是培養學生的創新意識和獨立思考能力.因此，教師必須從小學開始培養學生的創新意識和獨立思考能力.

3.2 教師專業素養因素

3.2.1 教師的敬業精神

教師從事教育事業的基本前提是熱愛教育事業，這也是教師發展的動力所在.教師的職責就是教書育人，教師不僅要言傳身教、因材施教，還要提升自我、充實自我，以便于更好地服務于學生，服務于教育事業.

3.2.2 教師的專業知識水平

教學活動的開展依托于教師的專業知識水平，因此教師不僅要具備專業學科知識，還要具備相關的教學理論知識.在教學過程中，教師必須不斷完善自己，以更好地引導學生.教學過程具有復雜性，其復雜性表現在過程和對象兩方面，這也為教師開展的教學活動提出了更高的要求.

3.2.3 教師的思維能力發展

教師既要適時研究教學活動，又要不斷進行自我反思，教師的思維應兼具連續性、多元性、生成性.在各種突發教學狀況下，擁有良好思維能力的教師可以應對自如.

3.3 學生因素

3.3.1 學生缺乏學習的興趣與動力

在小學數學教學中，想要達到預期的課堂效果就必須先激發學生的學習興趣，只有以興趣為導向才能充分調動學生學習數學的積極性.有效的學習動力能夠激發學生學習數學的興趣，并有利于學生保持良好的學習狀態.目前最先進的教學方法和理念之一就是STEM教育理念，其在小學課堂中的應用將大幅度提升學生的學習興趣，實現學生的全面發展.

3.3.2 學生主觀學習意識不足

學生是教學活動的主體，教師應在教學過程中突出學生的主體地位，引導學生進行自主學習.在傳統的教學模式下，一些教師采用灌輸式教學法，學生處于被動的學習狀態，并且教學內容脫離實際，阻礙了學生產生主觀學習意識.優秀的教師能夠將學生的注意力集中起來，引導學生自主思考，使學生始終處于思維活躍的狀態之中，充分凸顯學生的主體地位.

3.3.3 獨立思考和解決問題的能力較差，創新意識低

在學習過程中遇到問題或困難時，一部分學生能夠獨立思考并解決問題，而有些學生選擇逃避或放棄，這表明這些學生解決問題的解決能力較差.基于這種情況，教師應培養學生的探索意識，訓練學生解決問題的能力，培養學生獨立思考的習慣.會提出問題才有創新的可能，疑問是主動探索的體現，創新能力就體現在提出疑問中.在應試教育的影響下，一些教師過分注重成績而忽視了學生創新意識的培養.教師應營造輕松愉悅的教學環境，加深學生對問題的認識，提升學生的自主學習意識，從而實現學生創新意識的提升.

4 基于STEM教育理念的小學數學教學方法的構建

4.1 教學準備

4.1.1 合理選擇教材內容

有關部門應按照課程標準的核心思想編寫教材，并充分考慮學生學習數學的興趣.在課程開展過程中，教師既要充分發揮教材的作用，又要將知識與實際生活相結合.教師應對教材進行深入的分析，關注重點與難點，合理把握與運用教材，在授課過程中突出STEM教育理念，把數學的相關知識進行整合，重點講解重難點，打造開放性的教學課堂.

4.1.2 明確教學目標

教學目標在教學過程中的作用很大，其是教學活動開展的指示牌，是教學實施的根本所在.教師在開展教學課程前應明確教學目標.教學目標的制訂應以學生的實際情況為出發點，教師應客觀對待學生間的差異，綜合考慮基礎較好的學生和基礎較差的學生的學習需求.

4.1.3 科學選擇教學手段

在小學數學教學過程中，教師應根據不同的教學內容采用不同的教學手段.當前小學數學教學中教學的手段各式各樣，常見的有自主學習法、多媒體教學法、合作探究法等.教師在選擇教學手段時應全面考慮教學手段對學生的影響.

4.2 教學實施

4.2.1 STEM教育理念與教材知識的融合

在充分認識和掌握教材內容后，教師應把STEM教育理念融入數學教學活動，盡可能地把數學知識同其他學科結合起來開展知識內容的講解，這樣做不僅能拓展學生的知識體系，還能使學生了解學科間的關系.STEM教育理念強調學科融合及強化學生的知識體系，培養學生的創造性思維.STEM教育理念不僅使教學內容和教學方式得到豐富，還有效推動了學生的全面發展.在教學過程中，STEM教育理念不僅豐富了學生綜合文化知識，還有助于學生數學綜合素養的提升.

4.2.2 STEM教育理念與教學設計的融合

教學設計是實現教學目標的關鍵之一，將STEM教育理念融入小學數學教學設計之中，有利于教師更好地設計教學，使學生的學習與實踐能力都得到提升.STEM教育理念的特點包含綜合性、真實性等，教師應把問題作為教學設計的核心，與學生的實際生活相契合，充分發揮學生的自主能動性，提高學生的綜合性素養.

4.2.3 STEM教育理念與教學方式的融合

學生的學習狀態在一定程度上取決于教師采用的教學方式，STEM教育理念與教學方式方法相融合，有助于提升學生的學習興趣與動力.教師通過采用STEM教育理念，以學生的學習興趣為出發點，培養學生的觀察與思考能力，實現培養學生的創新意識;通過小組間的協作，增強了學生的團體協作意識、溝通能力、實踐能力和創新能力.

4.3 教學評價

首先，基于STEM教育理念的教學評價強調重評價主體的多元化，不同主體的不同觀點相結合，提煉出有關數學發展的相應建議.教師需按照評價結果適時改進與調整教學計劃和策略，做到評以致用.

其次，學生學習的積極性在一定程度上受評價方式的影響.在STEM教育理念引導下，教師對教學過程和結果運用多種評價方式，有利于學生學習信心和學習興趣的培養.

最后，STEM教育評價強調評價過程，通過評價過程與評價結果的相輔相成，獲得全面真實的評價.

STEM教育理念下，小學數學教學方法應有利于學生的發展，培養學生的創新思維能力.

小學階段是學生數學學習并積累基礎知識的重要時期.把STEM教育理念融入小學數學教學方法之中，不僅能使教學活動的開展多樣化、趣味化、綜合化、整合化，還能培養學生的實踐能力和創新思維，為我國未來的發展奠定了良好的綜合型人才基礎.

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