STEM教育理念與教學的深度融合

◇楊一鵬（福建：泉州市豐澤區北峰實驗小學）

STEM 最早在1986年由美國學者提出，STEM 是科學、技術、工程和數學這四個領域英文首字母的組合，它強調對學生這四個方面素養的培養和提升。但是，STEM 教育并不是將這四個學科進行簡單的組合，而是真正強調這幾個學科領域之間內在的有機融合。STEM 教育理念提倡在真實具體的教學情境中，通過科學、技術等手段，引導學生在不斷地探索和實踐中，通過多學科知識的融合，生成新的認知，進而實現自身能力的提升。倡導學生在實踐中獲取和應用新知，倡導學生創造性思維的培養。同時它傾向于學生直接經驗的獲取，既注重學生核心素養的培養和全面發展，也注重學生對社會需要的發展。

數學學科在小學教育中占有關鍵地位，無論從數學學科的理論研究性還是實踐應用性來看，小學數學學科在促進學生發展、培養學生核心素養方面都具有十分重要的價值和意義。它包含著海量的抽象知識和科學理論，生活中的很多常識都是以數學為基礎的。數學既研究數量關系，也涉及空間邏輯，作為自然科學和技術科學的腳手架，數學在人文社科領域的地位也日漸提高。隨著數學學科與計算機科學的不斷融合，數學在一定程度上推動著社會生產力的發展和進步。同時，與其他學科相比，數學學科有著獨特的符號及公式結構，還具有更加形象的語言和圖像，這也是數學學科高度抽象性的體現。除此之外，數學學科還具有十分嚴謹的邏輯性。它較少能夠直接通過簡單的實驗得出數學結論或者推導出數學公理和公式，往往要經過十分嚴謹的演算才能推理出正確的結論。總之，數學是一門具有很強的抽象性和邏輯性、又兼具適用性的綜合性學科。

一、STEM教育理念與教學深度融合的必要性

提升學生的數學能力，一直都受到教育工作者的廣泛關注。因此，除了學前階段對幼兒進行數學思維的滲透外，從小學開始，數學課程就作為一門重要課程出現在了學生的日常學習中。這也是“數學源于生活”的側面反映。應用數學知識解決實際問題也符合STEM 教育理念中關于構建數學知識的深度融合的思想，十分值得研究和提倡。

（一）STEM教育理念契合素質教育要求

隨著“雙減”政策等減負教育教學政策的不斷出臺，有效減輕義務教育階段學生負擔、促進學生核心素養的發展，已經成為素質教育的出發點和落腳點。以STEM 教育理念培養學生科學思維、提高學生在綜合實踐中解決問題的能力為著眼點，將STEM 教育理念與小學數學學科進行深度融合，十分符合新時代關于素質教育的要求。

（二）STEM 教育理念與教學深度融合有利于創新

關于STEM 教育理念與小學數學進行深度融合的優勢：首先，有利于學生通過科學視野解決數學問題，提升學生的理性思維能力和創造性思維能力，發展學生核心素養。其次，有利于學生進行學科融合，豐富知識儲備，開闊知識視野，拓展知識掌握的深度與廣度。最后，有利于創新教學方法，提高學生學習興趣。在STEM 視野下構建小學數學深度融合，不僅是教學方法的創新，還是教育理念的創新，非常有利于學生的全面發展。

二、STEM 教育理念與教學深度融合的現狀分析

盡管廣大教育工作者正在不斷探索STEM教育理念與小學數學的深度融合，然而，受多種主客觀因素的影響，當前，在STEM 視野下構建小學數學深度融合還存在許多干擾和阻礙因素。這些因素共同制約著深度融合的發展和實現，也應該引起全面關注和高度重視。

（一）對教師的教學水平和知識儲備要求較高

盡管很多教師在日常的數學教學中，在主觀意愿上十分傾向于將STEM 教育理念與小學數學進行深度融合，然而，由于教學時間有限，教育任務繁重，教師在課程設置上很難做到兼顧。同時，STEM 教育理念要求相關教師具有較高的教學水平和知識儲備，這也給教師進行相關的課程設置和教學設計帶來挑戰。

（二）學科間的融合流于形式

STEM 教育理念較為強調與科學、技術等知識的融合，然而，部分教師只是較為注重數學知識與科學知識在形式上的聯系，并沒有在知識結構和實際授課的過程中真正做到學科知識間的內部融合，導致融合流于形式，并不能使學生在實際的課程學習中，通過科學知識來理解和解決數學問題。

（三）傾向于選擇傳統理念指導教學活動

STEM 教育理念下的數學學習目標是培養學生的創新能力、邏輯思維能力、計算和推理能力等，因此，受到了大多數學生的歡迎。但是，部分數學教師在進行教學活動選擇時更多地傾向于傳統教育理念，過于強調學生對知識的掌握能力，較為注重知識目標的實現，這就在一定程度上忽略了學生動手能力和科學思維能力的培養，不利于學生數學核心素養的發展。

（四）教學活動目的不明確效率低下

在STEM 教育理念與數學學科相關教學活動進行融合的過程中，學生的學習興趣和積極性都得到了明顯的提高。絕大多數學生在應用STEM 教育理念搭建的課堂活動中都表現出較好的學習自主性。然而，部分學生在進行實踐活動時，活動目的不是十分明確，加之STEM 教學活動的操作時間較長，使得學生在課后對課堂知識的歸納、總結不到位，使得課堂效率較低。

三、STEM教育理念與教學深度融合的策略

從對STEM 視野下構建小學數學深度融合實際情況的分析中可以看出，當前，STEM 與小學數學的融合還存在許多急需解決的問題。為有效實現深度融合目標，應該從授課內容、學科融合、教師重視程度等幾個方面著手，在STEM視野下有效構建小學數學的深度融合。

（一）提高對STEM教育理念的重視程度

實際上，教師對STEM 教育理念的重視程度不夠是導致數學與科學等學科融合不到位的關鍵原因之一。教師作為教學活動的組織者和主導者，在學生的成長和發展過程中發揮著重要作用。然而，受績效考核以及學生學習成績評比等壓力的影響，許多教師完全按照傳統的知識鞏固和強化目標進行教學設計，很多教師甚至認為STEM 教育理念是教學中的“花架子”，并不實用。于是，很少通過這一理念進行教學設計，重視程度嚴重不足。這就需要學校通過一定的獎懲措施提高教師對這一理念的重視程度。

（二）內容設置契合STEM教育理念

在STEM 視野下有效構建小學數學深度融合的關鍵之一就是根據具體授課內容設置適合STEM 教育理念的數學課程。在整個小學階段，并不是所有課程都適合與STEM 教育理念進行結合，這就需要教師從具體課時出發，根據教學目標的要求，結合具體學情進行課程的選擇。只有這樣，相關的教學設計才具有科學性和可行性，才能真正促進學生綜合能力的提升。

例如，在《認識圖形（二）》一課的教學中，可以將課堂活動設計成：首先，引導學生用橡皮泥或相關學具制作長方形和正方形；其次，引導學生用紙張進行長方形和正方形的制作。通過這樣的活動設計，使學生對圖形有更加立體的認識，理解平面圖形與立體圖形的區別和聯系。

再如，在《比例》一課的教學中，可以將課堂活動設計為引導學生運用比例的知識，通過影子對比法，計算學校銀杏樹的高度。即在同一時間內分別測量楊樹和學校旗桿的影子高度，根據已知的旗桿實際高度，算出銀杏樹的大致高度，真正使科學與數學進行融合。

（三）學科間的融合重內容輕形式

STEM 教育理念強調與科學的融合，提倡學生在科學實踐中獲取和運用知識。但是，這樣的教育理念并非口號，需要有具體的內容做支撐。也就是說，在數學活動的選擇和設計上，不能為了發展學生的科學能力而生搬硬套教學活動。要深入發掘數學與科學的內在聯系，并且具體分析科學活動的適用性，從課程目標出發進行科學活動的設定。

例如，在《觀察物體》一課的教學中，教師可以通過多媒體進行物體的不同面的立體展示，引導學生從不同的方向和角度觀察物體，之后引導學生分析物體的整體形態、特點和觀察角度，從而培養學生的空間邏輯能力。

又如，在進行長方體和正方體體積的求解時，數學教師也可以依據STEM 教學方法，通過多媒體進行分解教學，引導學生在科學觀察中建立周長、面積、體積等相關知識點的聯系，構建更加清晰的知識體系，真正實現STEM 教育理念與數學科學的深度融合。

（四）提升教師的教學能力

對于數學教師通過STEM 教育理念進行教育教學能力的提升，學校或相關教育管理部門可以定期組織教師參加關于STEM 教育理念的培訓活動，從而明確該理念對于學生成長的促進作用。同時，通過培訓，加強教師通過STEM 教育理念進行教學活動選擇和設計的能力，從而將其更加靈活地應用于具體的教學實踐中，促進學生科學思維和創新能力的發展。

隨著經濟全球化、文化多元化的高速發展，STEM 教育理念在數學學科的融合也隨之增多。它為小學數學學科的優化和完善提供了新的視野，也為教師的創新性教學增添了新的動力。為了在STEM 視野下構建小學數學的深度融合，教師要打破科學、技術、工程和數學這四個學科領域的分界線，在仔細研讀教學目標、充分了解學情后，依據教學目標和學情進行教學活動的設計，從而促進數學學科的教育改革與發展。同時，教師應在STEM 教育理念的指導下，制定并實施創新性、科學性較強的教學策略，引導學生對數學公理和概念進行深度學習，從而培養學生的綜合應用能力和實踐能力，促進學生數學核心素養的發展，培養出符合時代要求的綜合型人才。