STEM 教育理念在小學(xué)數(shù)學(xué)綜合與實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)中的運(yùn)用

黑龍江省五大連池市實(shí)驗(yàn)小學(xué) 馬立成

數(shù)學(xué)實(shí)踐活動(dòng)是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，從日常生活和社會(huì)實(shí)踐中選擇并確定專題，用類似于科學(xué)研究的方式主動(dòng)地獲取數(shù)學(xué)知識(shí)，并運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)來解決實(shí)際問題的學(xué)習(xí)活動(dòng)。數(shù)學(xué)綜合實(shí)踐活動(dòng)課具有實(shí)踐性、探究性和豐富性的特點(diǎn)。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生參加豐富多彩的實(shí)踐活動(dòng)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，促使學(xué)生更好地把數(shù)學(xué)知識(shí)運(yùn)用到生活中，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。

一、源于生活，用于生活

《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》強(qiáng)調(diào)：“數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)從學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，讓學(xué)生親身經(jīng)歷將實(shí)際問題抽象成數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行解釋與應(yīng)用的過程。”這說明數(shù)學(xué)源于生活，寓于生活，用于生活。縱觀人教版小學(xué)數(shù)學(xué)教材中的綜合與實(shí)踐活動(dòng)課，都是通過探究與學(xué)生生活有密切聯(lián)系的活動(dòng)，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)的動(dòng)力。例如，在學(xué)生掌握?qǐng)A的概念和周長(zhǎng)等知識(shí)的基礎(chǔ)上，安排綜合與實(shí)踐活動(dòng)課《確定起跑線》。首先讓學(xué)生感受到數(shù)學(xué)在生活中無處不在，培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)的眼光看待生活和發(fā)現(xiàn)生活中的數(shù)學(xué)問題的習(xí)慣，然后引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)解決生活中的實(shí)際問題，進(jìn)一步提高學(xué)生解決問題的能力。如引導(dǎo)學(xué)生觀察起跑線并提問：你發(fā)現(xiàn)了什么？為什么運(yùn)動(dòng)員要站在不同的起跑線上呢？通過對(duì)起跑線的探究，引發(fā)學(xué)生的思考和討論。學(xué)生憑借已有經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌蚧卮鸪觥巴馊ε艿赖拈L(zhǎng)度比內(nèi)圈長(zhǎng)”，此時(shí)可以拋出需要進(jìn)一步探究的問題：每個(gè)跑道的起跑線應(yīng)該相差多少米呢？在STEM 理念下，引導(dǎo)學(xué)生以小組為單位開展實(shí)踐操作，在提出方案的同時(shí)，畫出等比例的跑道并確定起跑線的位置。在綜合與實(shí)踐活動(dòng)課上，通過鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手操作，讓學(xué)生感受到數(shù)學(xué)的生活化特征，從而培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。

二、動(dòng)手操作，創(chuàng)新思維

“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。”《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》提出：在整個(gè)數(shù)學(xué)教學(xué)的過程中，應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識(shí)，而綜合實(shí)踐活動(dòng)是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用意識(shí)的很好的載體。STEM 教學(xué)理念下的數(shù)學(xué)課堂，要求學(xué)生手腦并用，注重實(shí)踐和動(dòng)手操作過程，學(xué)生在操作中總結(jié)反思，再把創(chuàng)新的思想注入到實(shí)踐活動(dòng)中，創(chuàng)造潛能得到了充分發(fā)揮。

例如，教學(xué)綜合與實(shí)踐活動(dòng)課《自行車中的數(shù)學(xué)》，目的是讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的圓、排列組合、比例等知識(shí)解決實(shí)際問題，經(jīng)歷“提出問題——分析問題——建立數(shù)學(xué)模型——求解——解釋與應(yīng)用”的基本過程，獲取用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的思考方法，加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)及其相互關(guān)系的理解。結(jié)合STEM 教育理念，我與學(xué)生一起探究。首先推來一輛自行車，并提問：你知道這輛自行車蹬一圈能走多遠(yuǎn)嗎？然后與學(xué)生一起分析討論，提出方案，并請(qǐng)幾名同學(xué)對(duì)這輛自行車蹬一圈所行走的路程進(jìn)行測(cè)量，而后記錄結(jié)果。通過對(duì)比，我們發(fā)現(xiàn)結(jié)果各不相同，直接測(cè)量的方法有誤差，不可取。于是，我適當(dāng)滲透：還可以用哪些知識(shí)來解決這個(gè)問題呢？學(xué)生討論后，找出了關(guān)鍵問題，建立起數(shù)學(xué)模型，并得出結(jié)論：車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)實(shí)際上就是后齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)；自行車蹬一圈所走的距離等于前齒輪數(shù)÷后齒輪數(shù)×車輪的周長(zhǎng)。當(dāng)數(shù)學(xué)模型建立起來后，學(xué)生就可以收集數(shù)據(jù)、代入模型求解了。接下來是了解變速自行車的原理，研究變速自行車變化出多少種速度。學(xué)生可以采用小組合作的形式探討交流，完成數(shù)據(jù)的計(jì)算，得出結(jié)論：當(dāng)前齒輪與后齒輪的比值最大時(shí)，自行車走得最遠(yuǎn)。這節(jié)綜合與實(shí)踐活動(dòng)課依托教材中學(xué)過的知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐的過程中開動(dòng)腦筋、創(chuàng)新方法，提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

三、團(tuán)結(jié)協(xié)作，思行合一

孔子曰：“獨(dú)學(xué)而無友，則孤陋而寡聞。”STEM 教育理念倡導(dǎo)團(tuán)結(jié)協(xié)作，在自主探究的基礎(chǔ)上，善于與人交流，及時(shí)發(fā)表自己的意見。通常每一節(jié)綜合與實(shí)踐活動(dòng)課都采用小組合作的形式，所以小團(tuán)隊(duì)在協(xié)作中要分工明確，思行合一。

例如，教學(xué)綜合與實(shí)踐活動(dòng)課《1 億有多大》，其目的是讓學(xué)生通過探究活動(dòng)，經(jīng)歷猜想、實(shí)驗(yàn)、推理和對(duì)照的過程，加深對(duì)具體數(shù)量的感知。在教學(xué)時(shí)，我結(jié)合STEM 教育理念，以小組合作探究為主要活動(dòng)形式，結(jié)合學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，從長(zhǎng)度、重量、面積等方面引導(dǎo)學(xué)生深入探究。每一組學(xué)生要研究的內(nèi)容各不相同，有的探究1 億張紙摞起來有多高的，有的探究1 億粒米有多重的，有的探究1 億步有多遠(yuǎn)的……學(xué)生在教師的引導(dǎo)下將抽象的問題具體化，并且借助具體的事物對(duì)模糊的問題展開想象，提出有一定可操作性的步驟，并結(jié)合自己的生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行大膽的猜想，確定方案后開展小組交流。在探究過程中，有的組員負(fù)責(zé)記錄，有的組員負(fù)責(zé)數(shù)數(shù)，有的組員負(fù)責(zé)計(jì)算……每個(gè)人都有自己的任務(wù)，大家團(tuán)結(jié)協(xié)作，思行合一，很快就完成了任務(wù)。學(xué)生通過動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、匯報(bào)成果、互動(dòng)點(diǎn)評(píng)等環(huán)節(jié)，親歷了“測(cè)量數(shù)據(jù)——實(shí)驗(yàn)推算——獲得結(jié)論”的過程，并在小組合作的過程中學(xué)會(huì)了傾聽，學(xué)會(huì)了與人溝通，學(xué)會(huì)了質(zhì)疑思辨，學(xué)會(huì)了取長(zhǎng)補(bǔ)短。

四、自信篤實(shí)，百家爭(zhēng)鳴

“有信心的人，可以化渺小為偉大，化平庸為神奇。”自信是激發(fā)人體潛能的催化劑，它激勵(lì)人們歷經(jīng)千辛萬(wàn)苦，百折不撓，用不懈的努力和堅(jiān)持獲得成功。STEM 教育理念能夠培養(yǎng)學(xué)生的自信心，讓學(xué)生把自己的想法帶入到動(dòng)手操作和實(shí)踐中去，使課堂呈現(xiàn)“百花齊放”“百家爭(zhēng)鳴”的新景象。

例如，人教版五年級(jí)下冊(cè)《探索圖形》，這一綜合與實(shí)踐活動(dòng)課安排在了認(rèn)識(shí)長(zhǎng)方體與正方體之后，旨在讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的正方體知識(shí)探索由小正方體拼成大正方體時(shí)，各種涂色的小正方體的數(shù)量，發(fā)現(xiàn)其中蘊(yùn)含的數(shù)量規(guī)律和每個(gè)涂色的小正方體的位置特點(diǎn)，以此培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力和推理能力，讓學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)分類計(jì)數(shù)的思想。在教學(xué)過程中，我讓學(xué)生自己制作長(zhǎng)方體或正方體，并說一說制作的過程和方法，學(xué)生各抒己見，暢所欲言。雖然方法不盡相同，但最終目的是一致的，而且學(xué)生完成得很好。探索圖形分類計(jì)數(shù)問題的規(guī)律，重在探索的過程而不是規(guī)律的運(yùn)用。通過探究活動(dòng)，學(xué)生深化了對(duì)正方體的認(rèn)知，拓寬了獲取數(shù)學(xué)知識(shí)的渠道，養(yǎng)成了自信篤實(shí)的學(xué)習(xí)態(tài)度，也感受到數(shù)學(xué)思考的魅力，

五、不斷實(shí)踐，提高數(shù)學(xué)素養(yǎng)

每個(gè)孩子都是藝術(shù)家。在STEM 教育理念下，學(xué)生結(jié)合具體的數(shù)學(xué)活動(dòng)，多種感官協(xié)調(diào)活動(dòng)，通過獨(dú)立思考、動(dòng)手實(shí)踐、歸納總結(jié)在頭腦中建立表象和推理想象。在這一過程中，空間觀念得到有效培養(yǎng)，空間想象力得到提升。

例如，教學(xué)人教版四年級(jí)下冊(cè)《軸對(duì)稱圖形》之后，可以先讓學(xué)生制作并收集各種軸對(duì)稱圖形，包括交通標(biāo)志、建筑物平面圖、報(bào)刊雜志封面例圖等，然后結(jié)合圖案設(shè)計(jì)說一說圖形的意義和價(jià)值。也可以設(shè)計(jì)一節(jié)綜合與實(shí)踐活動(dòng)課，讓學(xué)生通過實(shí)踐操作體會(huì)多種文化融合的藝術(shù)魅力。又如，在學(xué)習(xí)了圓的認(rèn)識(shí)后，我把數(shù)學(xué)、美術(shù)、科學(xué)、體育、思品等學(xué)科知識(shí)有機(jī)融合，開展了以“五彩的圓”為主題的綜合與實(shí)踐活動(dòng)課，要求學(xué)生以圓為原型設(shè)計(jì)多彩的圖案。當(dāng)學(xué)生把設(shè)計(jì)好的圖案呈現(xiàn)在我眼前的時(shí)候，我真的驚呆了。我把這些圖案進(jìn)行展示和分享，讓學(xué)生深刻體會(huì)到立體圖形中最美的就是圓！平面圖形中最美的也是圓！這一活動(dòng)激發(fā)了學(xué)生動(dòng)手操作的積極性，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造力，也提高了學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。

總之，小學(xué)數(shù)學(xué)綜合與實(shí)踐活動(dòng)課是課上知識(shí)的外延和拓展，要結(jié)合STEM 教育理念，把活動(dòng)課與其他學(xué)科教學(xué)緊密相連，注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、團(tuán)隊(duì)精神、溝通能力和交流意識(shí)，開闊學(xué)生的視野，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。