在教學(xué)中踐行STEM教育理念

◇張 倩（甘肅：寧縣瓦斜小學(xué)）

STEM 教育理念是一種科學(xué)先進(jìn)、思維拓展、方法創(chuàng)新、務(wù)實(shí)高效的新興理念，能夠有效點(diǎn)撥學(xué)生的認(rèn)知興趣、思維方式、探究方法以及創(chuàng)新意識(shí)等，因而得到了教師群體的認(rèn)可與推廣。數(shù)學(xué)課堂而因此獲得了嶄新的指導(dǎo)思想與實(shí)施方法，能切實(shí)為學(xué)生提供一個(gè)有指導(dǎo)、有策略、有設(shè)計(jì)、有創(chuàng)新、有效果的科學(xué)認(rèn)知環(huán)境，助力學(xué)生高效認(rèn)知、友好互助與快樂成長(zhǎng)。

一、STEM教育理念分析

STEM 教育理念是一種課程融合理念，主張利用多種課程知識(shí)去解釋某一個(gè)數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)，以此展示多種課程知識(shí)之間的“交集”，幫助學(xué)生拓寬視野、豐富見聞、發(fā)散思維，成為一個(gè)思維開放、方法獨(dú)到、思想先進(jìn)的優(yōu)秀學(xué)習(xí)者。在STEM 教育理念中，S 代表著“科學(xué)”，T 代表著“技術(shù)”，E 代表著“工程”，M 代表著“數(shù)學(xué)”，因而STEM 教育理念是一種“理科綜合考量思想”，主張教師立足數(shù)學(xué)知識(shí)，幫助學(xué)生探究其他課程內(nèi)一定數(shù)量的拓展知識(shí)，豐富學(xué)生的知識(shí)積累。

二、踐行STEM教育理念的教學(xué)價(jià)值

首先，數(shù)學(xué)課堂踐行STEM 教育理念，能夠?yàn)閷W(xué)生提供一個(gè)知識(shí)豐富、內(nèi)容多元、思維發(fā)散、融會(huì)貫通的信息交互平臺(tái)，能夠幫助學(xué)生看到一個(gè)數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)的多課程解析方法。這樣，學(xué)生的認(rèn)知思維、思考方式以及探究習(xí)慣都會(huì)發(fā)生較大的改變，促進(jìn)學(xué)生的認(rèn)知思維走向發(fā)散化、拓展化以及融合化。

其次，數(shù)學(xué)課堂踐行STEM 教育理念，能夠?yàn)榻處熢O(shè)計(jì)、實(shí)施、完善數(shù)學(xué)教學(xué)提供一種新方法與新理念，為學(xué)生提供高品質(zhì)、高層次、高體驗(yàn)、高收益的信息刺激與思維誘導(dǎo)。這樣，學(xué)生就會(huì)慢慢形成發(fā)散思維、融合思想、拓展理念與創(chuàng)新精神，切實(shí)優(yōu)化主體能力、思維素養(yǎng)與創(chuàng)新素質(zhì)。

最后，數(shù)學(xué)課堂踐行STEM 教育理念，能夠推動(dòng)數(shù)學(xué)教學(xué)走向提質(zhì)增效、理念創(chuàng)新、活動(dòng)拓展、科學(xué)轉(zhuǎn)型，因而非常有助于科學(xué)育人觀以及新課程改革理念在數(shù)學(xué)課堂上的貫徹落實(shí)。這樣，教師就會(huì)按照新課程標(biāo)準(zhǔn)的既定要求，設(shè)計(jì)課堂教學(xué)、選擇教學(xué)方法、規(guī)劃教學(xué)活動(dòng)、界定主體空間等，大力開展素質(zhì)教育。

三、踐行STEM教育理念的有效方法

STEM 教育理念是數(shù)學(xué)課堂教學(xué)過程中的興奮劑與加速器，能夠給予學(xué)生更多更好的思維點(diǎn)撥、心智啟迪以及認(rèn)知誘導(dǎo)，大力拓展學(xué)生的認(rèn)知思維。

（一）STEM 教育理念融入教學(xué)氛圍

在數(shù)學(xué)課堂上，教學(xué)氛圍能夠有效影響并提升學(xué)生的認(rèn)知心理、主體情緒、情感體驗(yàn)與精神面貌，因而教師應(yīng)將STEM 教育理念融入教學(xué)氛圍，借助開放自由、輕松快樂的愉悅氛圍，優(yōu)化學(xué)生的主體認(rèn)知能力。寬松、開心的良好教學(xué)氛圍自然能幫助學(xué)生無拘無束地參與到教學(xué)活動(dòng)之中去，毫無心理壓力與思想負(fù)擔(dān)地進(jìn)行信息交流，充分展示生命活力與能動(dòng)作用的實(shí)效價(jià)值。

例如，在人教版五年級(jí)上冊(cè)第7 章《數(shù)學(xué)廣角——植樹問題》一課的課堂教學(xué)中，教師一般按照兩端都栽、一端栽、兩端都不栽這三種情況引導(dǎo)學(xué)生去感知“植樹問題”。如果學(xué)生具有一定的空間想象能力或作圖設(shè)計(jì)能力，就會(huì)較為輕松自如地掌握“植樹問題”。另外，教師還可以立足工程學(xué)知識(shí)去探究這個(gè)項(xiàng)目的具體要求，甚至可以借鑒項(xiàng)目圖紙，利用“圖示法”幫助學(xué)生直觀畫出“植樹活動(dòng)示意圖”，順應(yīng)小學(xué)生習(xí)慣直觀思維與形象思維的特點(diǎn)，既能降低“植樹問題”的認(rèn)知難度，還能夠有效提升“植樹問題”的探究趣味性。一個(gè)個(gè)簡(jiǎn)略圖標(biāo)能夠提升數(shù)學(xué)教學(xué)的趣味性與吸引力，因而在數(shù)學(xué)課堂上營(yíng)造出開放自由、輕松快樂的教學(xué)氛圍，優(yōu)化小學(xué)生的認(rèn)知能力與思維能力。

（二）STEM 教育理念融入教學(xué)資源

在數(shù)學(xué)課堂上，教學(xué)資源是學(xué)生進(jìn)行知識(shí)學(xué)習(xí)與能力訓(xùn)練的輔助元素，能夠借助自身的趣味性與新奇性，增加數(shù)學(xué)教學(xué)的適宜性與吸引力，因而教師可以將STEM 教育理念融入教學(xué)資源之中。這樣，學(xué)生就能夠在知識(shí)跳躍、課程轉(zhuǎn)換、思維拓展中，感受到更多的認(rèn)知趣味與探究快樂，催生更加強(qiáng)烈的探究動(dòng)機(jī)與求知熱情，有效提升學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng)的認(rèn)知關(guān)注度與活動(dòng)參與度。

例如，在人教版五年級(jí)上冊(cè)第4 章《可能性》一課的課堂教學(xué)中，教師一般立足機(jī)會(huì)均等以及份額越多、可能性就越大這兩個(gè)方面去引領(lǐng)學(xué)生探究“可能性”知識(shí)。如，一個(gè)箱子里有1 個(gè)紅球與2 個(gè)綠球，那么，學(xué)生拿到紅球的可能性為三分之一，而拿到綠球的可能性為三分之二。雖然二者的可能性有大小，卻都有被拿到的可能。為了幫助學(xué)生更好地理解與掌握“可能性”，教師可以為學(xué)生提供以技術(shù)學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)的教學(xué)資源，學(xué)生能夠看到工廠生產(chǎn)紅球與綠球的時(shí)間完全一樣，因而“三球組合”無論是什么顏色，都需要三份時(shí)間，任何一個(gè)彩球的生產(chǎn)時(shí)間自然也是“組合生產(chǎn)時(shí)間”的三分之一。這樣，在教學(xué)資源的幫助下，學(xué)生就會(huì)明白在拿球的時(shí)候，任何一個(gè)球被拿的可能性都是三分之一，只不過綠球占了兩個(gè)三分之一，因而可能性增大。

（三）STEM 教育理念融入教學(xué)內(nèi)容

在數(shù)學(xué)課堂上，教學(xué)內(nèi)容是學(xué)生直接認(rèn)知、積極思考、深度考量的探究對(duì)象，與學(xué)生的知識(shí)學(xué)習(xí)、能力訓(xùn)練與素質(zhì)發(fā)展息息相關(guān)，因而教師可以將STEM 教育理念融入教學(xué)內(nèi)容。這樣，學(xué)生就可以直接感知STEM 教育理念中的思維跳躍、課程轉(zhuǎn)換、多元闡釋，盡情體驗(yàn)教師發(fā)散思維與教學(xué)智慧帶來的神奇體驗(yàn)，并積極跟隨教師的開放思維，天馬行空于多元化課程知識(shí)轉(zhuǎn)換之中。

例如，在人教版六年級(jí)上冊(cè)第7 章《扇形統(tǒng)計(jì)圖》一課的課堂教學(xué)中，教師一般先計(jì)算出全部任務(wù)量，然后用全部任務(wù)量除以360，以此計(jì)算出扇形圖中1 度所代替的任務(wù)量，再用單一任務(wù)量除以“1 度所代替的任務(wù)量”，就能夠獲得某一個(gè)任務(wù)量在扇形圖中所占的具體度數(shù)。教師可以立足工程學(xué)知識(shí)，為學(xué)生提供一個(gè)建筑工程中水泥、鋼筋、砂石、沙子以及工資等金額數(shù)，并借助這些具體數(shù)據(jù)制作一個(gè)扇形統(tǒng)計(jì)圖或餅狀圖。這樣，學(xué)生就通過扇形統(tǒng)計(jì)圖或餅狀圖，看明白一個(gè)項(xiàng)目工程中各種成本元素的占比，能夠?qū)こ添?xiàng)目擁有全面的認(rèn)知。教師將工程項(xiàng)目數(shù)據(jù)處理融入教學(xué)內(nèi)容之中，以此開展主體計(jì)算活動(dòng)，可促進(jìn)學(xué)生直接感知工程學(xué)知識(shí)，豐富學(xué)生的知識(shí)積累，拓展學(xué)生的知識(shí)視野。

（四）STEM 教育理念融入教學(xué)活動(dòng)

在數(shù)學(xué)課堂上，教學(xué)活動(dòng)是學(xué)生參與課堂教學(xué)、展示主體能動(dòng)、釋放生命活力的信息交流平臺(tái)，是學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立思考、自主學(xué)習(xí)與合作探究的有效空間，因而教師可以將STEM 教育理念融入教學(xué)活動(dòng)之中。這樣，學(xué)生就可以在信息交流活動(dòng)時(shí)，切身體驗(yàn)STEM 教育理念的開放性、多維性、融合性以及趣味性，在思維跳躍、知識(shí)轉(zhuǎn)化與課程交替中，盡情體驗(yàn)STEM 教育理念的神奇。

例如，在人教版五年級(jí)上冊(cè)第1 章《小數(shù)乘法》一課的課堂教學(xué)中，教師一般會(huì)告訴學(xué)生先忽略“小數(shù)點(diǎn)”的存在，按照整數(shù)乘法正常計(jì)算，計(jì)算完成后，再數(shù)一數(shù)原來兩個(gè)因數(shù)一共有多少位小數(shù)，然后給乘積點(diǎn)好小數(shù)點(diǎn)。教師可以立足科學(xué)知識(shí)，利用速度與時(shí)間求路程的計(jì)算問題來幫助學(xué)生進(jìn)行小數(shù)乘法的計(jì)算訓(xùn)練活動(dòng)。為了更好培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算能力，教師要故意為學(xué)生提供用小數(shù)表示的“速度”與“時(shí)間”，為學(xué)生提供針對(duì)性較強(qiáng)的小數(shù)乘法訓(xùn)練活動(dòng)。這樣，學(xué)生就會(huì)借助物理知識(shí)中“速度×?xí)r間=路程”的計(jì)算公式，多次訓(xùn)練個(gè)人的小數(shù)計(jì)算能力。因此，以物理知識(shí)為主要內(nèi)容的計(jì)算活動(dòng)非常有助于提升學(xué)生的計(jì)算能力。

（五）STEM 教育理念融入教學(xué)過程

在數(shù)學(xué)課堂上，教學(xué)過程是學(xué)生進(jìn)行知識(shí)學(xué)習(xí)、能力訓(xùn)練、視野拓寬、心智發(fā)展的最大參與空間，與學(xué)生認(rèn)知習(xí)慣、思維方式以及探究方法的形成密不可分，因而教師可以將STEM 教育理念融入教學(xué)過程。這樣，學(xué)生就可以在長(zhǎng)時(shí)間、近距離、高密度的信息交流中，充分感悟STEM教育理念；在主體實(shí)踐、合作探究、集體討論中，共同悅納STEM 教育理念；在互幫互助中，共同成長(zhǎng)。

例如，在人教版五年級(jí)上冊(cè)第3 章《小數(shù)除法》一課的課堂教學(xué)中，教師一般采用將除數(shù)與被除數(shù)同時(shí)擴(kuò)大若干倍，確保除數(shù)為整數(shù)，再進(jìn)行除法計(jì)算活動(dòng)。因此，教師可以引入科學(xué)知識(shí)中的“壓強(qiáng)問題”來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小數(shù)除法計(jì)算。為此，教師要提前告訴學(xué)生“壓力除以受力面積就等于壓強(qiáng)”，然后讓學(xué)生以此物理知識(shí)與客觀規(guī)律去進(jìn)行小數(shù)除法計(jì)算。這樣，學(xué)生就會(huì)像處理應(yīng)用題一樣對(duì)待“壓強(qiáng)計(jì)算問題”。以“壓強(qiáng)計(jì)算問題”為主要內(nèi)容的小數(shù)除法活動(dòng)，能夠提升數(shù)學(xué)教學(xué)過程的主體性、兼容性與實(shí)效性。

四、融入STEM教育理念的思考

第一，教師在數(shù)學(xué)課堂踐行STEM 教育理念要注意設(shè)計(jì)性。STEM 教育理念科學(xué)應(yīng)用于數(shù)學(xué)課堂教學(xué)，具有一定的活動(dòng)難度與認(rèn)知難度，需要教師在課前精心準(zhǔn)備誘導(dǎo)素材、細(xì)心設(shè)定探究活動(dòng)、耐心推敲示范樣例，用心引導(dǎo)學(xué)生的認(rèn)知思維，以使其輕松快樂地遨游于多元化課程知識(shí)之中，體驗(yàn)知識(shí)融會(huì)貫通之中的快樂。

第二，教師在數(shù)學(xué)課堂踐行STEM 教育理念要注意探究性。STEM 教育理念力求讓學(xué)生切身體驗(yàn)數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)與其他課程知識(shí)的內(nèi)在關(guān)聯(lián)、區(qū)域重合與知識(shí)交集，因而教師不能停留在簡(jiǎn)單說教之中，應(yīng)科學(xué)導(dǎo)引學(xué)生積極參與、主體探究、切身體驗(yàn)?zāi)骋粩?shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)的多樣化知識(shí)解讀，訓(xùn)練發(fā)散思維能力。

第三，教師在數(shù)學(xué)課堂踐行STEM 教育理念要注意主體性。STEM 教育理念的功能展示與價(jià)值實(shí)現(xiàn)離不開學(xué)生的主體支持，因而教師在引導(dǎo)學(xué)生展開發(fā)散思維時(shí)，要注意誘導(dǎo)素材的趣味性與生活性，激發(fā)學(xué)生的獵奇心理與認(rèn)知興趣，借助學(xué)生強(qiáng)大的生命活力以及能動(dòng)作用，推動(dòng)STEM 教育理念落實(shí)。

第四，教師在數(shù)學(xué)課堂踐行STEM 教育理念要注意實(shí)效性。教師在數(shù)學(xué)教學(xué)過程中，要注意激發(fā)學(xué)生的參與積極性與思考主動(dòng)性，借助學(xué)生的主觀能動(dòng)性為STEM 教育理念注入源源不斷的生命推動(dòng)力。通過學(xué)生的認(rèn)知興趣、探究動(dòng)機(jī)與認(rèn)知熱情釋放出強(qiáng)大的拓展力、創(chuàng)新力與發(fā)展力，展示STEM 教育理念價(jià)值。

綜上所述，STEM 教育理念能夠有效激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知靈光、探究靈感與學(xué)習(xí)靈動(dòng)，充分展示生命活力與能動(dòng)作用，切實(shí)將數(shù)學(xué)教學(xué)打造成為生命課堂，科學(xué)推動(dòng)素質(zhì)教育在數(shù)學(xué)課堂上的有效落實(shí)。因此，教師應(yīng)以STEM 教育理念為行動(dòng)指南，并在教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中將STEM 教育理念融入教學(xué)氛圍、教學(xué)資源、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)活動(dòng)以及教學(xué)過程之中，加速學(xué)生的知識(shí)積累、心智啟迪、思維拓展、方法創(chuàng)新，扎實(shí)有效地培養(yǎng)與提升學(xué)生的主體能力與核心素養(yǎng)。