初探STEM教育與小學數學教學的融合

任婷婷

（浙江省臺州市雙語學校，浙江臺州 318000）

數學是一門抽象性的學科，我國對于學生的數學能力提升也一直高度重視，在小學階段就開設了數學課程。而從數學的本質上看，其與生活是緊密聯系的。數學來源于生活，學習數學的目的也在于用數學知識解決實際問題，而這些思想正是符合STEM的教育理念的。如何能促進數學知識與其他知識的融合，也是數學學科核心素養培育的重點內容。

1 STEM與數學關系的內涵

STEM注重的是對學生不同方面的培養。S是科學，即運用各類科學知識理解自然界并參與自然界活動；T是技術，即用管理方法來評價技術；E是工程，代表是對工程設計和開發過程的了解；M是數學，即利用數學知識來發現問題并解決問題。美國前總統奧巴馬在2010年也提出，STEM方面能否取得創新，也直接影響到國家的成功。因此我國的數學教育也可以借鑒這一理念，將其看作是現代教育當中的首要目標，培養具備各個學科素養的專業高素質人才。從數學的角度來看，可以將問題的解決分為幾個步驟，即發現問題，推導問題，交流問題和解決問題。這也說明數學不僅僅是為了學習知識，更是為了培養思維方式和習慣，以分析不同問題的解決方式。STEM最大的特點也就是跨領域的綜合了解各項知識。雖然知識是按照一定的體系來進行劃分的，但是從實際意義上看，都是工業革命下的產物[1]。未來的人才需求也不再局限于單一方向，而是多元化的人才發展體系。小學階段是學生打好基礎的階段，而STEM教育理念也應該深入課堂，為課堂教學提供重要的保障。

2 如何實現STEM教育和小學數學教學的融合

2.1 “S”與小學數學教學

數學和科學的關系非常密切，而數學也是科學研究的一種重要手段。從物理、化學、地理等多個角度來看，都離不開數學模型的構建和支持。雖然對于小學數學來說，還沒有明確地將數學和科學進行聯系，但在數學知識的教學當中，都可以適當地融入科學的內容，豐富教學內涵，提升教學質量。例如在學習到三年級下冊的“面積”這一部分的知識。其中有一部分的知識涉及面積單位間的進率和公頃、平方千米的知識。這些知識對于小學階段的學生來說，理解起來具有一定的困難，但是通過和科學知識的結合，就可以從科學中了解到數學知識。教師可以引入我國地圖的相關知識，為數學學科的教學提供便利[2]。我國的國土面積、各省市之間的區域面積等，這些都是科學內容中會涉及的知識，而這些知識的掌握過程，比單純地了解數學概念要更加有效，讓學生獲得的數學知識更加立體化。而可以采用類似方式教學的內容還有很多，又例如統計學知識。讓學生了解統計學知識的目的不在于讓他們學會如何繪制統計圖，如何計算統計表，恰恰相反，是要讓他們利用統計學的知識來解決科學問題，如對種子發芽情況的統計，對不同血型人數的統計等。當這些知識能夠和數學進行關系構建時，就說明科學知識具備了數學意義，對于小學生來說，也是在科學事實的理解中獲得了數學內涵。所以教師也應該注重這一點，在今后的教學過程中對兩者進行協調，促進學生數學素養的形成。

2.2 “T”與小學數學教學

與科學一樣，技術和數學的聯系也非常緊密。數學與技術之間有著天然的聯系，在數學之中也能有所體現。教師在小學數學教學中融入技術知識，不僅可以有效提升學生的數學素養，還能提升自主學習能力和創新能力。數學與技術的結合，最直觀的例子就是信息技術的使用上。信息技術的出現讓傳統的教學方法得到了完善和優化，而數學作為抽象性和邏輯性突出的學科，通過信息技術也能有效地促進教學質量的提升。例如在學習到“多邊形面積計算”這一部分的知識時，就可以通過技術手段來強化數學概念。我們知道，多邊形的面積計算實際上就是將其轉化為若干的不同的圖形，這些圖形都是學生所學過的，了解面積計算的公式和方法。僅僅靠教師的講解，學生無法形成抽象性思維。但通過多媒體設備的運用，就能讓學生直觀清晰地看見圖形的分割過程，對數學知識有一個動態整體的認識[3]。對于學生來說，最佳的學習數學的方式就是當他們看見數學模型的變化過程時所展開的思考過程。技術的優勢也是傳統教學方式無法比擬的，對于強化數學模型的印象，構建生動的數學體系，培養學生的數學思維具有重要的促進作用。

2.3 “E”與小學數學教學

工程和數學的聯系，實際上可以參考技術與數學的聯系。因為工程和技術本身也是密切相關的，技術的價值就體現在工程的質量上。換而言之，數學的學習價值也能通過工程來體現。以生活中常見的例子來說，無論是路橋工程還是高樓大廈，數學知識都能融入其中。例如在房梁建設當中，需要利用到三角形的穩定性這一數學原理，而橋梁的建設也需要考慮到數學方程的相關知識。教師在教學環節中也可以適當地融入工程內容，通過對具體的實例進行分析，讓學生了解到社會的進步離不開數學知識的使用，從而具備學習數學的興趣，從潛移默化中體會數學學科的魅力。此外，工程和數學的結合還體現在實踐之中，因為實踐活動就可以看作是一項小型的“工程”。例如在學習到“平均數”的相關知識時，就可以讓學生進行實踐活動，來統計某一次考試中，班級所有學生的分數情況，然后將最終的平均數進行計算，以平均值來分析考試的整體水平?？梢钥吹竭@其實就是一個問題提出，并經過實踐計算后最終解決的過程。而到了生活當中，學生也能具備工程的思想，利用數學知識解決問題，這也正是數學和工程的完美銜接[4]。

2.4 “M”與小學數學教學

小學數學教學和科學、技術、工程的融合，可以實現數學教學效率的提升，但教學過程仍然需要回到數學本身。數學問題的解決從始至終都需要利用數學知識，數學知識也是解決一切問題的基礎。以數學問題來看，單單采用其他知識，不以數學本身概念為基礎的話，是無法將問題最優化的解決的。因此，從分開討論的角度來看，不同的技術手段只是對數學學科的一種擴充，而不能代表數學教學本身。作為教師，也應該清楚地認識到這一點，即注重數學和其他領域的結合，但不脫離數學學科本身，從而讓數學的價值進一步體現。

3 結語

“STEM”的教育理念下，也給教師的教學工作提供了未來的發展方向。實際上，從傳統的數學教育當中，原本也包含了這些知識和理念，只是沒有系統化地進行講解和歸納。在未來的教學當中，教師應該以這種教育理念作為引導性思想，從而將其作為數學教學的支持手段，對數學進行改革和創新，在學習數學的同時拓展到其他領域，以此為基礎培養學生的數學核心素養，促進學生的全面發展和綜合能力的提高。

[1]孫海榮.“STEM”視角下的初中數學教學[J].數學教學通訊，2017(14):45-46.

[2]陳鋒.STEM視野下高中數學教學的嘗試[J].試題與研究，2017(30):6.

[3]趙超鴻.基于STEM的課堂教學實例淺析[J].中國信息技術教育，2017(11):51-54.