在綜合與實踐模塊中踐行STEM教育理念

◇王越波（江蘇：昆山市城北中心小學）

一、STEM教育理念的定義與特征

（一）定義

STEM 的主要內容包含了Science、Technology、Engineering 和Maths，這其實代表的是4門不同學科的有機結合，強調的是不同學科之間的融合教學。將其運用于小學數學教學的過程中，就是以學生活動為授課的重點形式，同時以解決生活問題為任務驅動，在日常教學中促進多學科素養的融合。本文提出了STEM 教育理念在小學數學教學中的不同應用策略，將文本學習的內容項目化，通過情境化微型主題任務的設計開展小學數學教學，同時以實踐活動的形式探索解決問題的方法。學生能夠在主題項目式學習過程中收獲知識，得到進步，同時提高其他學科素養。

（二）特征

1.融合性特征

綜合性是STEM 課程的一個最顯著的特點，這一教學理念本身就是課程融合教學的重要組成部分，也承擔著全面型人才培養的重任。因此在運用這一教學理念的時候，教師首先應該重視課程教學的綜合性，將每一個與之匹配的教學內容都融合到教學體系之中，從而促進小學數學課堂教學的迅速發展。STEM 教育理念提出了學科融合性與主題探究性的教育特征，啟發小學數學教師關注學生的主體性，通過創新教學方式開發學生的潛力與智力，將更多學科的知識融入數學教學，打破不同學科之間的壁壘，進一步促進學科的融合發展，實現小學生的全面發展。數學本身就是一項基礎的、復雜的學科，貫穿于學生日常生活的方方面面，在各個學科中都能夠看到數學知識的影子，而這也正是數學的魅力所在。

2.實踐性特征

與傳統的小學數學教學不同，STEM 的教學理念更加注重教學知識的生活化展現，即拉近學生的課堂學習與實際生活之間的距離，讓學生能夠在課堂上學習更多的生活化知識，實現對教學知識的情境化構建，從而提高課堂教學的質量。從STEM 的教育理念來看，其中涉及了科學、技術、工程以及數學，更加強調教學的實踐性與探究性。因此，數學教師可以在課堂中創設真實的教學情境與任務，讓學生能夠發現生活中以及情境中存在的問題，并通過數學知識的應用解決問題。STEM 教學方法的一大特征就是情境性，教師可以通過創建生活化情境的形式，引導學生理解數學知識的深層內涵，讓學生能夠掌握自主探究與學習的能力，進而提高學生的知識應用能力。

3.探究性特征

自主性與探究性是目前很多教師都在積極探究的重要教學方向，從小學數學的教學來看，自主性的融入主要在于激發學生課堂學習的積極性，讓學生能夠主動融入教學活動，從而讓學生的課堂主體性能夠得到有效發揮。同時，學生的主動參與能夠更好地提高學生解決問題的能力，促進學生的全面發展。STEM 課程能夠為學生創設生活化情境，帶領學生開展數學實踐活動，不斷創新教育教學的形式，讓學生在實踐與體驗的過程中正確理解數學知識，自主構建數學知識體系，形成邏輯思維，加深數學感悟，同時提高自己的思維能力與學習能力。教師可以從STEM 教育理念出發，為學生創造更多自主探究的機會，使其在不斷試錯與總結的實踐過程中，掌握理論知識要點，進而培養自己的空間思維。

二、STEM 教育理念在小學數學教學中應用的意義

（一）促進學科融合發展

在傳統的小學數學教學過程中，教師將教學任務獨立出來，在授課的過程中并沒有開發數學學科與其他學科的聯系性，導致數學教育與其他學科之間出現了隔離現象。學生在接受小學數學教育的時候，很難將其中的知識與生活中其他范疇的知識與現象聯系起來，嚴重影響了學生知識應用能力以及創新思維能力的發展。而STEM 教育理念的出現啟發了更多的數學教師，使其能夠關注數學學科的綜合性特征，進而轉變之前單一化的教學模式。在具體的教學過程中，小學數學教師應該開發利用生活化案例，充分利用網絡教學資源，創建實踐性與綜合性的數學課堂。在充分挖掘小學數學中豐富教學資源的基礎上，教師還應該引導學生建立數學知識與其他學科之間的聯系，通過這樣的方式提升學生的綜合能力。

（二）構建新型師生關系

在STEM 教育理念中，教師應該重視學生的課堂主體性，及時轉變自己傳統的教學理念，形成以學生為主體、教師為主導的課堂教學模式，注重對師生之間、學生之間合作關系的培養。這樣能夠增進師生之間的感情，同時加強學生的合作意識，有效提高課堂教學效率。

三、STEM 教育理念在小學數學教學中應用的理論基礎

（一）多元智能理論

所謂智慧教育理論，指的是對學生實踐能力以及知識運用能力的教育。這也是當前人才培養的重要內容。小學數學教師應該運用智慧環境開發新的理論和知識，引導學生的思考，培養學生的創造能力。多元智能理論提出，學生個體之間智能存在差異性，每個學生個體體現出的智能都是多種多樣的，而其中的每種智能經過挖掘與培養都能夠達到較高的水平，促進學生認知世界和改造世界。另外，還有有效教學理論。該理論認為，教學的效果并不單純取決于教育維持的時間，還與教育方法、教學環境等相關。因此要想實現減負增效，小學數學教師應創新課堂教學方法，提高教學效率，能夠在較少投入的情況下達到更好的教學目標，實現智慧教育。

（二）構建主義理論

所謂建構主義理論，核心在于強調學習知識的成長性。知識本就不是一成不變的，而是隨著時代與科技的發展不斷變化和完善。當下所學習以及接觸到的知識更加貼合當下的情境與需求，但這并不意味著學習只能夠關注當下的知識，學習者自身應當具備終身學習的意識與能力，能夠以超前的目光預測未來的發展，并敏銳察覺到適應未來所需的知識，在這樣的發展驅動中不斷學習和吸收新的知識。學生在學習新知識的時候，會將新知識與已經掌握的知識進行聯系，以舊知識為鋪墊，理解新的知識，并實現新知識的內化，這就是構建學習。教師在構建學習過程中起到了重要的引導作用，其中課堂教學情境、協作學習以及互動交流推動了構建學習的發展，以上內容也構成了學習的最終目標。STEM 教育理念就是將以上要素融合在一起，通過新舊知識的相互作用，幫助學生構建自己的知識體系，調整其經驗結構，促進學生的發展。

（三）教育反思理論

教學反思理論，指的是教師在整個教學過程中的思考與總結。教師只有不斷反思自己的教學情況，才能夠找到教育中存在的問題并解決，實現自我的提升。教師應正確認知自己在課堂教學中所做出的行為與決策，分析導致的后果。正確審視教育過程，不斷提高自己的覺察水平與反思水平，能夠發現自己教學過程中存在的問題，進一步提高教育實踐的合理性與有效性，通過反思的方式增加自己的實踐智慧，提高教育水平。

（四）做中學理論

國內外教育名家均提出過生活教育、實踐教育、經驗教育等理念，強調以學生為教育主體，構建實踐情境，讓學生能夠在實踐體驗中學習和感受全新的知識，實現知識的內化，這就是做中學理論。該教育理論認為，當學生能夠調動自然沖動參與學習實踐活動時，就會產生學習的興趣，不再將學習看作一種負擔，進而提高課堂教學的效率。做中學理論包含以下要素：①實踐型教學情境的創設；②能夠啟發學生思考的真實問題；③通過對真實資料的分析產生解答問題的思考與假設；④學生根據自己的想法實踐和檢驗解決方案。

四、STEM 教育理念在小學數學綜合與實踐模塊中的應用策略

（一）整合教學內容，拓展教學目標

應用STEAM 課程的小學數學課堂與傳統的教學課堂有著本質的區別，這一區別首先表現在教學目標和教學內容上。從課程目標的角度來看，STEAM 課程的存在是對傳統課程目標的高效整合。在以往的教學活動中，許多教師會將小學數學的教學等同于對數學知識的講解。事實上這兩者并不相同，尤其是在小學數學的教學中，教師更應該從學生的能力和素養的提升入手，引導學生掌握獨立思考的能力。而從教學內容的角度來看，教師設計的課堂內容必須符合學生的發展需求，為學生的終身發展奠定良好的基礎。這才是STEAM 課程對新時期小學數學教學提出的要求。所以，教師要開展高質量的小學數學教學，就必須從STEAM 課程的基本要求入手，對傳統的教學目標和教學內容進行積極改進，從而更好地契合當下的教育需求，為學生的全面發展創造更好的條件。

（二）創設生活情境，提高應用能力

工程和數學的關系其實類似于技術，因此工程與技術之間也存在緊密的聯系：技術應用的結果與價值將會體現在具體的工程成果中；數學學習的價值也能夠通過工程質量來呈現。生活中常見的工程項目都需要數學知識的參與，比如，房屋工程、交通工程、航天工程等。生活中有很多工程實例，教師可以運用相關工程實例開展數學教育，讓學生了解基本工程建設的知識，拓寬其眼界，同時還能夠意識到數學知識與工程建設之間的關系，知曉數學知識對社會進步的重要意義，進而產生數學學習與研究的興趣，感受到數學知識的魅力。

比如，當教師在進行“運動與身體變化”模塊教學時，可以組織學生開展實踐活動，請學生嘗試測量自己以及他人不同運動狀態之后一分鐘之內的脈搏，并計算得到最終的平均值，將不同運動狀態之后的平均值進行對比，嘗試分析運動與身體參數之間的關系。經過這樣的實踐，學生能夠掌握計算平均值的基本方法，加深學生對平均值的認知，同時還能夠深化學生對數學知識實踐性的理解，能夠合理應用數學知識解決實際問題，實現數學與工程的完美銜接。

（三）創新教學形式，培養創新思維

技術與數學知識的聯系也是非常緊密的，小學數學教師應融合技術知識設計數學課堂，提高學生的實踐能力與數學素養，進一步激發和培養學生的自主探究意識。當前數學與技術結合的最佳形式就是信息技術的應用，網絡資源以及多媒體設備的聯合應用能夠創設直觀的學習情境，突出數學知識的邏輯性，降低數學的抽象性，幫助學生突破學習難點，解決數學問題。

（四）開展合作交流，強化知識構建

除了以上教學方法之外，數學教師還應為學生創造合作探究的機會，培育學生的自主性與創新思維。STEM 教育同樣體現出協作性的特征，學生在協作過程中能夠接受不同的理念，補充自己的知識，完成最終的知識構建。因此，小組合作模式也是STEM 教育的基本方式。教師可以設計一個教學實踐主題，為學生創設一個探究合作的氛圍，將學生分為不同的學習小組，讓學生在交流與實踐過程中掌握所學知識，體驗合作的樂趣。

綜上所述，STEM 教育理念給小學數學教師帶來了新的教育靈感，因此教師應踐行STEM 教育理念，在綜合與實踐模塊中融合各學科資源開展實踐教學，強化學生對數學學科價值的認知，發揮數學的魅力，培養學生的學習興趣，促進學生的全面發展。■