基于STEM教育理念的小學(xué)數(shù)學(xué)創(chuàng)新探究

數(shù)學(xué)是基礎(chǔ)教育階段一門重要學(xué)科。目前，小學(xué)數(shù)學(xué)的課程設(shè)置以知識性為主，數(shù)學(xué)知識點之間、與其他學(xué)科之間很少進行有機融合。這樣，學(xué)生對于數(shù)學(xué)知識結(jié)構(gòu)的認識就難以深入，不容易跨領(lǐng)域運用知識，不利于培養(yǎng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)能力。同時，傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)過于注重抽象知識的教授和技能訓(xùn)練，而忽略了應(yīng)用和解決實際問題的能力培養(yǎng)。常見的問題主要有：教學(xué)內(nèi)容選擇不當，偏離生活實際：教學(xué)方法陳舊，缺乏創(chuàng)新啟發(fā)；學(xué)習(xí)任務(wù)枯燥，趣味性不足；等等。這都導(dǎo)致小學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣不濃、學(xué)習(xí)效率低。

學(xué)習(xí)成果的核心在于應(yīng)用和遷移運用，而不是對抽象知識和規(guī)則技能的簡單模仿。因此，小學(xué)數(shù)學(xué)課程設(shè)置需要打破傳統(tǒng)的分科狀態(tài)，更加強調(diào)學(xué)科融合：教學(xué)內(nèi)容和方式也需要從生活實際出發(fā)，關(guān)注培養(yǎng)學(xué)生運用知識分析和解決問題的綜合能力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，促進思維發(fā)展。

有人在20世紀90年代提出STEM教育理念，STEM是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）的英文首字母縮寫。STEM教育理念強調(diào)學(xué)科的有機融合，讓學(xué)生在解決實際問題的過程中獲得知識和能力，達到“做中學(xué)”的目的。

這個理念為小學(xué)數(shù)學(xué)課程改革提供了新思路，因為它突破了傳統(tǒng)課程和教學(xué)模式的束縛，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和創(chuàng)新精神，讓數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)貼近生活、貼近實際。因此，小學(xué)數(shù)學(xué)課程與教學(xué)模式的創(chuàng)新，可以秉承STEM教育理念的指導(dǎo)，以適應(yīng)時代發(fā)展的需要。

STEM教育強調(diào)科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)學(xué)科的融合，注重培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手與解決問題的能力。因此，基于STEM教育理念的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)，需要通過改革教學(xué)策略、構(gòu)建開放性的學(xué)習(xí)環(huán)境、組織富有挑戰(zhàn)性的探究活動，以實現(xiàn)“做中學(xué)”“趣味數(shù)學(xué)”的教學(xué)目標。

一、組織融合性的教學(xué)活動

1.情境創(chuàng)設(shè)

基于STEM教育理念的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)，需要從日常生活中選擇貼近學(xué)生的真實場景和問題情境，設(shè)計富有趣味性和啟發(fā)性的教學(xué)情境。這些情境既要激發(fā)學(xué)生的好奇心和探究欲望，又要對數(shù)學(xué)概念進行有效映射，讓抽象的數(shù)學(xué)內(nèi)涵通過具體的情境得以呈現(xiàn)。比如，在學(xué)習(xí)“雞兔同籠”問題時，教師可以準備一些小雞、小兔玩具，針對不同解題思路來設(shè)計不同的趣味場景，引導(dǎo)學(xué)生理解不同解題思路的原理。

2.學(xué)科融合

在設(shè)計STEM教學(xué)活動時，教師需要進行多學(xué)科的有效融合。一方面，要分析情境中涉及的科學(xué)、技術(shù)、工程知識點，將其與數(shù)學(xué)知識進行串聯(lián)：另一方面，要激發(fā)學(xué)生運用多學(xué)科知識的興趣，引導(dǎo)其主動查閱資料、動手探究，在解決實際問題的過程中形成系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)。比如，在“建造風(fēng)車”的教學(xué)活動中，學(xué)生既要學(xué)習(xí)風(fēng)能的科學(xué)知識，又要動手設(shè)計和制作風(fēng)車的結(jié)構(gòu)，這需要運用數(shù)學(xué)知識計算參數(shù)，還要考慮材料、空氣動力學(xué)等方面的因素。

3.分組合作

STEM的“T”和“E”，都強調(diào)團隊協(xié)作的重要性。因此，教師在組織教學(xué)活動時，可將學(xué)生分成3-5人的小組，根據(jù)不同情境任務(wù)安排角色，在小組內(nèi)合作完成探究或制作任務(wù)。這不僅能加深學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的理解，還能培養(yǎng)其團隊精神、溝通協(xié)調(diào)能力。同時，要鼓勵不同小組之間展開交流討論，分享成功經(jīng)驗，這也是STEM教育的重要特征。

二、構(gòu)建開放性的教學(xué)環(huán)境

STEM教育強調(diào)在開放的學(xué)習(xí)環(huán)境中激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、探究精神和動手實踐能力。所以，我們需要借助數(shù)字化手段，通過網(wǎng)絡(luò)平臺和數(shù)字化資源，突破傳統(tǒng)的時間和空間限制，提供更加豐富、開放和靈活的教學(xué)環(huán)境。

1.利用網(wǎng)絡(luò)平臺

教師可以利用網(wǎng)絡(luò)平臺，建立STEM學(xué)習(xí)社區(qū)，提供豐富的視頻、圖文學(xué)習(xí)資料，選擇與當前教學(xué)內(nèi)容貼合的問題情境，組織線上討論交流。比如學(xué)習(xí)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計的知識時，教師可以在社區(qū)發(fā)布相關(guān)的圖文和視頻，組織學(xué)生討論如何從生活細節(jié)中發(fā)現(xiàn)需要標準化的地方，感受數(shù)據(jù)統(tǒng)計的應(yīng)用價值，實現(xiàn)隨時學(xué)習(xí)。

2.開設(shè)STEM實驗室

學(xué)校還可以開設(shè)實體的STEM實驗室，設(shè)置以探究、動手實踐為導(dǎo)向的工作坊，提供豐富的工具、設(shè)備和材料，供學(xué)生在解決真實問題時動手操作，加深其對數(shù)學(xué)概念的理解。工作坊可設(shè)置機器人、編程、電路連接、建模制作等多個區(qū)域，學(xué)生根據(jù)自己的興趣選擇參與。教師和家長志愿者現(xiàn)場進行指導(dǎo)，幫助學(xué)生順利掌握知識與技能。

三、實施多元化的教學(xué)評價

STEM教育強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手與解決問題的綜合能力。因此，教學(xué)評價需要立體全面，不能簡單以反映知識掌握程度的筆試為主。基于STEM理念的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)評價，需要從“知識與技能”“過程與方法”“情感態(tài)度與價值觀”等多個維度進行，采取多元化評價方式。

1.評價主體的多元化

教學(xué)評價的主體可包括教師評價、學(xué)生自評、小組互評以及家長評價。教師評價側(cè)重對學(xué)生完成任務(wù)的情況進行評定，學(xué)生自評側(cè)重對自己的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)效果進行反思總結(jié)，小組互評側(cè)重評價組員在協(xié)作過程中的表現(xiàn)，家長評價則可以了解學(xué)生在課堂外對所學(xué)知識的運用和探究情況。

2.評價方式的多樣化

教學(xué)評價的方式可包括：對完成作品、制作物、數(shù)據(jù)結(jié)果等成果的評價，重在檢查學(xué)習(xí)效果：對探究過程的觀察評價，重在了解學(xué)習(xí)方法；對學(xué)習(xí)筆記、報告、展示等的評價，檢查學(xué)習(xí)總結(jié)和表達能力；等等。對所設(shè)計方案的實際運行效果評價，強調(diào)評價應(yīng)用能力。我們還可以采用團隊評價、專家評價等多種方式，進行綜合評定。

研究表明.STEM教育理念的引入，對于有效解決傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)存在的問題，實現(xiàn)“做中學(xué)”“趣味數(shù)學(xué)”的教學(xué)目標，具有重要的指導(dǎo)意義。這有助于培養(yǎng)學(xué)生的動手實踐和解決問題的綜合能力，有效提升其數(shù)學(xué)素養(yǎng)。

（責(zé)編 莫荻）