基于STEM教育理念的小學數學跨學科體驗式質量測評研究

中圖分類號：G623.5 文獻標識碼：A 文章編號：1673-8918（2025）24-0051-04

在傳統的分科教育中，學科之間被進行了條塊分割，這種點對點的教學無法滿足新課標背景下對學生核心素養培育的要求，因此尋求適合跨學科素養培養的教學方法已經成為當務之急。作為一種跨學科教學方式，STEM教育是科學（Sci-ence）、技術（Technology）、工程（Engineering）和數學（Mathematics）四門學科的融合，強調理論知識和實踐的結合，旨在培養學生的創新思維、問題解決能力和團隊合作精神。在小學數學教學中融入STEM理念，可以打破傳統數學教學的局限性，將數學學習置于廣闊的視野下，有助于擴大學生的知識面。由此可以看出，基于STEM教育理念的跨學科教學為培養學生的核心素養提供了全新的機遇。在當前我國教育改革不斷深入的背景下，基于課程改革的學生評價，開展跨學科導向下的測評，可以為數學教學改革策略的制訂提供有力支撐。具體來看，以學生為中心的跨學科素養培養為導向，針對學生跨學科解決問題能力進行評測，可以反映數學教學改革的實施效果。除此之外，相較于單一的學科質量評價策略，采用跨學科多元化的評價方式，可以更好地推動數學課程改革落地實施。

一、研究設計

（一）研究內容

在新課標落地實施的背景下，跨學科教學已經成為我國教育改革的一個主要方向，而跨學科教學結果的反饋則主要依賴于評價，也只有定期開展跨學科質量評測才能夠確保教學目標的實現，保證跨學科教學質量。但從整體上來看，當前針對跨學科的評價主要集中在跨學科素養理論方面。在實踐研究層面，雖然部分學校開展了針對數學跨學科的課程改革，但始終缺乏跨學科教學的科學評價工具。基于以上不足，文章針對STEM教育理念下的小學數學跨學科體驗式質量評測進行了研究，給出了一套完整的質量評測體系。

（二）研究方法

1.文獻研究法

通過查閱和分析國內外關于STEM教育理念與小學數學教育相關的文獻資料，把握STEM教育理念在小學數學教育中的應用現狀，以及未來發展的可能方向，為后續研究提供了方法和思路上的借鑒。

2.案例研究法

采用案例研究法針對STEM教育理念下的小學數學體驗式教學評測進行剖析，分析其存在的不足之處，針對存在的問題總結其原因，為完善評測策略提供幫助。

3.訪談法

訪談法主要應用于評價工具設計，針對評價工具指標的具體表述，采用訪談法對評價量表進行修訂。

二、STEM教育理念下小學數學教學現狀

（一）教師隊伍

目前，我國小學數學教師隊伍的整體素質較高，他們普遍具備良好的專業素養和教學能力，為學生的數學學習提供了堅實的基礎。然而，在STEM教育理念應用方面，部分教師仍存在一定的不足。對STEM教育理念的核心價值和實施策略缺乏深入的理解，導致在實際教學中難以有效地融入這一理念。具體表現為，這些教師在跨學科整合的能力和實踐經驗上有所欠缺，難以將STEM教育理念與小學數學教學緊密結合，從而影響了教學效果的提升。因此，加強教師隊伍對STEM教育理念的學習和培訓，提升他們的跨學科整合能力和實踐經驗，是當前小學數學教育改革的重要任務之一。

（二）教學資源

隨著教育信息化的不斷推進，小學數學教學資源日益豐富，為教師的教學和學生的學習提供了更多的選擇和便利。然而，在STEM教育理念下，跨學科整合的教學資源相對較少，難以滿足實際教學的需求。這主要體現在，現有的教學資源大多側重于單一學科的知識點，而缺乏將數學與其他學科進行有效整合的資源。此外，部分學校由于資金或條件限制，缺乏必要的教學設備和實驗器材，這也限制了STEM教育理念的實施。因此，開發更多跨學科整合的教學資源，并加大對學校教學設備和實驗器材的投人，是推進STEM教育理念在小學數學教育中應用的關鍵。

（三）教學方法

傳統的小學數學教學方法往往注重知識的傳授和技能的訓練，而忽視了學生的主體地位和實際需求。在STEM教育理念下，這種單一的教學方法已經難以適應新時代的教學要求。為了激發學生的學習興趣和創新能力，教師需要采用更加靈活多樣的教學方法。例如，項目式學習、探究式學習等教學方法，能夠讓學生在實踐中發現問題、解決問題，從而培養他們的跨學科整合能力和創新能力。因此，轉變教學方法，注重學生的主體地位和實踐能力的培養，是實施STEM教育理念的重要一環。

（四）評價體系

傳統模式下的小學數學評價主要通過對學生考試成績進行排名，這種單一的評價方式只能反映出學生對知識的掌握程度，卻無法對學生的綜合素養進行評價。STEM教育理念要求對學生進行全面培養，不僅要學好知識內容，同時也應具備創新能力、實踐能力等，因此只有構建起全面的評價體系，才能夠實現對學生的全面評價。

三、STEM教育理念下小學數學跨學科體驗式質量測評設計策略

（一）設計原則

1.以學生為中心

跨學科體驗式學習應做到以學生為中心，強調關注學生的需求和興趣，了解他們真正關心的話題，并據此設計教學內容。除此之外，跨學科體驗式學習還注重培養學生的自主學習能力和創新能力，鼓勵他們在學習過程中主動思考、積極探索，而不是被動地接受知識。這樣的學習方式不僅能夠激發學生的學習興趣，還能夠培養他們的獨立思考能力。

2.注重跨學科知識整合

跨學科體驗式學習強調的是學科間的融合和跨學科整合，這就需要教師在進行小學數學跨學科教學設計時不能僅僅局限于數學這一單一學科，而是要找到數學學科和其他學科之間的融合點，將其他學科知識融人數學學科中，設計出綜合性的學習任務，從而有效培養學生的綜合素養和跨學科思維能力。

3.強調實踐應用

理論知識固然重要，但如果沒有實踐操作的支撐，學生就很難將所學知識轉化為實際能力。跨學科體驗式學習注重培養學生的實踐操作和問題解決能力。因此，在進行小學數學跨學科體驗式教學設計過程中應鼓勵學生動手實踐，加深對知識的理解和掌握。

（二）測評指標

1.跨學科整合能力

評價學生在跨學科學習過程中，能否有效地識別、連接并綜合運用來自不同學科的知識與技能，從而形成綜合性的理解和創新能力，解決復雜問題。這要求學生不僅掌握各學科的基礎知識，還要具備將這些知識融會貫通的能力，以適應現代社會對復合型人才的需求。

2.創新能力

評價學生在學習活動中，能否獨立思考、勇于探索未知領域，以及提出具有新穎性和實用性的想法與解決方案。特別是在數學學習中，考查學生能否創造性地運用數學概念、原理和方法，解決實際生活中遇到的問題，展現出獨特的思維方式和解決問題的能力。

3.實踐能力

實踐能力主要反映學生應用數學知識動手解決問題的能力，主要包含開展社會調研、參與實踐項目過程中是否可以靈活運用自己所學數學知識來解決遇到的問題。

4.自主學習能力

主要針對學生在學習過程中的積極性進行評價，是否具備較強的自我學習意識，可以識別學習需求。同時，考查學生能否有效利用各種學習資源，如圖書、網絡課程、專家講座等，以及是否愿意主動尋求教師、同伴或專業人士的支持與幫助，形成持續學習的習慣和能力，為終身學習奠定堅實基礎。

5.溝通協作能力

評價學生在跨學科學習過程中，除了關注其能否有效地識別、連接并綜合運用來自不同學科的知識與技能，溝通協作能力同樣是一個不可忽視的方面。這一能力要求學生能夠與他人建立良好的溝通渠道，理解并尊重不同的觀點和意見，通過有效的交流和合作，共同解決問題。

（三）提取評價要素

采用訪談法結合對教師的訪談記錄來對訪談內容進行分析，提取出評估要素關鍵點，對評價指標進行豐富和補充。針對某校15名數學教師進行了訪談，結合訪談結果確定了五種評價指標所包含的要素。

1.跨學科整合能力

知識融合：是否可以將數學知識與其他學科的知識有效融合，形成綜合性的理解和應用；方法遷移：是否可以將其他學科的研究方法或思維模式遷移到數學學習中，以新的視角解決問題。

2.創新能力

思維新穎：在數學學習過程中是否可以提出創新性的方法，跳出傳統思維模式；創造性應用：是否可以將所學數學知識應用于解決生活實際問題中。

3.實踐能力

動手操作：是否具備將所學知識內容轉化為解決問題的實踐能力；結果反饋：是否可以根據實踐操作結果進行總結，并不斷優化實踐方式。

4.自主學習能力

學習方法：是否具備科學的學習方法，采用有效的學習策略來提高學習效率；自我調整：在進行自主學習過程中能否進行自我監控，通過調整學習策略來確保學習質量。

5.溝通協作能力

能否清晰、準確地表達自己的觀點和想法，與他人進行有效溝通。基于此，構建起的小學數學跨學科體驗式教學質量評測體系，如表1所示。

（三）權重分配

文章基于評測體系采用層次分析法確定指標權重。建立起層次結構模型，將相關的各項要素劃分為多個層級。指標重要性比對原則如表2所示。

在進行評估的過程中，應合理、客觀地決定各個層面的影響因子。文章運用相容矩陣法來處理這個問題，利用二對間的對比代替將各要素進行對比，并將其重要性的對比結果進行定量，從而形成一個判定矩陣。邀請10名專家建立了一個基于該方法的指數系統，檢驗該指數的分層分析的合理性基礎上，使用了該方法的軟件來產生評判矩陣，并將其最后的運算結果進行了分析，得出一級指標權重分別為0.25、0.22、0.18、0.22、0.13。

結合專家組的排序情況，首先對二級指標排序結果進行統計，結果如表3所示。

采用專家排序法對指標權重進行計算的公式為：

式中 Δ，Ξ，j 為指標序號， A_j 則表示第 j 個指標的權重。 n 為一級指標總數， m 為專家人數。 R_j 為 ?_m 個專家對第 j 個指標排序的總和。依據上述公式來對二級指標進行計算的結果如表4所示。

在構建評價指標體系后，通過層次分析法確定了一級指標的權重，運用專家排序法確定了二級權重，最終得到的基于STEM教育理念的小學數學跨學科體驗式教學質量測評體系如表5所示。

四、結論

綜上所述，跨學科體驗式學習能夠增強學生的學習興趣和好奇心，提高他們的跨學科整合能力、創新能力和實踐能力。文章基于STEM教育理念對小學數學跨學科體驗式教學質量測評進行了研究，給出了體驗式教學質量測評體系。為了更好地實施跨學科體驗式教學，教師需要設計合適的課程和活動，引導學生進行深入研究和合作，從而為培養學生的綜合素養打下良好的基礎。

參考文獻：

[1]彭言進，胡世龍.STEM理念下跨學科實踐活動案例研究—以“油量表模型的制作”為例[J].中學物理教學參考，2024（13）：30-33.

[2]闕榮輝，周麗芳.STEAM教育跨學科思維評價研究——基于化學師范生的實證分析[J].化學教育（中英文），2023，44（6）：59-66.

[3]吳慧平.基于STEM教育的跨學科學習形式與教學支架[J].湖北教育，2024（20）：6-7.

[4]葛富麗.跨學科·多角度·重實踐STEM教育理念在小學語文教學中的應用研究[C]/中國智慧工程研究會.素質教育創新發展研討會論文集（二），2024：101-103.

[5]孟如月.基于STEM教育理念的初中數學教學設計——以“一次函數”為例［J].中學數學教學參考，2024（15）：14-15.