融入STEM教育理念實現多維度學習

林卿海

〔摘? ? 要〕? 將STEM教育理念融入數學課堂，實現多學科關聯，讓學生從不同的維度感受數學知識，既能帶給學生與眾不同的學習體驗，增強其數學核心素養，又能培養其關聯思維，并有效打破學生碎片化學習的現狀。然而，如何正確開發STEM理念，科學改革課堂教學方案，并實現預期的教學效果，還需要我們在接下來的教研與備課中做出深入思考。

〔關鍵詞〕? STEM教育理念；多維度學習；教學研究

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ?〔文獻標識碼〕? A? ? ? ? 〔文章編號〕? 1674-6317? （2023）? 13-0043-03

STEM教育理念是跨學科的教育理念。將STEM理念融入課堂，能有效打破數學課枯燥乏味的局面，讓學生從不同的領域出發，深切感受到數學知識的特征和意義。而隨著新型教學模式的推進，不但能增強學生的學習興趣，也能助力其核心素養的提升，從而實現理想的高效教學。然而，個別教師在引入STEM理念時，未能對其做深入性的思考，只是在表面整改了教學，導致課堂換湯不換藥，學生依然缺乏學習動力。那么，到底如何將STEM與數學教學有效整合，才能發揮最佳的教學效果呢？對此，我們需要從兩個方向著手：第一，重置教學方式，構建交叉式學習體驗平臺，實現多維度學習；第二，構建多元化數學活動，引領學生從不同角度探究數學知識，優化實踐活動質量。

一、構建交叉式數學課堂，實現多維度學習

STEM理念的核心思想是學科與學科間的穿插共融。換言之，我們在教學中可以融入不同領域的知識點，以此帶給學生不一樣的學習視角。這樣，不但便于他們更全面地感受數學，同時還能增強課堂的趣味性。由此，讓被動學習轉變為主動探索，并為高效教學的實現奠定基礎。在構建交叉式數學課堂實踐中，我們可以針對學情從以下三個角度著手。

（一）多角度觀察知識特征

引導學生從多個角度觀察知識，能讓學習過程變得更有趣。這樣，數學將不再局限于圖形、數字等元素，其中還會涵蓋美學、工程學等內容。這不但豐富了學生在課堂上的體驗，同時也讓整個學習過程都將充滿無盡的靈動性，由此帶給學生截然不同的學習體驗。

以人教版小學數學五年級上冊第六單元“多邊形的面積”的教學為例。講授新課前，我給學生展示了幾組花壇的圖片，如圖1、圖2所示。在欣賞圖片的過程中，有的學生表示圖1的三角花壇更漂亮，也有學生認為圖2中的長方形花壇更漂亮。于是，我進一步詢問原因，以此啟迪學生的美學思想。例如學生針對圖2表示“這個花壇只有綠色和紫色，整體是長方形，看上去格外地規整！”當然，在學生審美的基礎上，我還引出之前所學的數學知識，比如詢問學生“哪個花壇的面積最大？”由此啟迪學生回憶三角形和長方形的面積公式。在學生作答的基礎上，我又趁熱打鐵地引出平行四邊形（如圖3），然后提問“如果同學們是園林大師，要設計一款圖3形狀的花壇，該如何確定面積大小呢？”留給學生5分鐘的思考時間。隨后，有學生提出“可以拆分計算。將圖中的圖形切分成兩個三角形與一個長方形，它們的面積和就是這個圖形的面積。”我先是對他的回答給予了好評，而后追問“有沒有更簡單的計算方法呢？”在學生思考的過程中，我順勢引出“平行四邊形”的概念，由此讓學生在不知不覺中融入新課。

在這次教學中，我主要以美圖欣賞作為切入點，逐步引出新課知識。而在欣賞與思考中，學生不但聯系到了多邊形面積計算的方法，同時也讓平行四邊形的概念無縫銜接到了授課內容中，從而提高了教學效率。

（二）多角度設計提問

提問是課堂教學的重要組成部分，能獲得一石激起千層浪的效果。在STEM理念指導下設計數學課堂教學方案，我們也要對提問的方式進行適當調整，多元化地啟迪學生的思維和創造性。如此，不但能帶給學生更多有趣的體驗，也能有效增強數學課的氛圍。

以人教版小學數學五年級下冊“長方體和正方體”單元教學為例。當學生初步掌握了二者的體積計算公式后，我引出了《烏鴉喝水》的故事。

師：這則故事揭示了哪些數學原理？（注：留給學生5分鐘的思考時間，此時他們可以個人思考，也可以互動探究。）

生：當烏鴉在瓶子內放入石子時，瓶內的空間變小了。但是，由于瓶子的容積沒有發生改變，所以水平面會上升。

師：能否驗證一下？

于是學生拿出礦泉水瓶，注入一半的自來水。而后，他們將自己在外面撿來的石子一顆顆地放入瓶內。不一會兒，水平面果然上升了。隨后其中一名學生將手指放入瓶口，觸碰到了里面的自來水（注：在放入石子前，他的手指還無法觸碰到里面的水）。于是得出結論，《烏鴉喝水》的原理可行。

為了進一步啟迪學生思考，我又順勢追問：“結合烏鴉喝水的原理，是否可以計算一些體積不是很大的不規則物體的體積？”隨后，我將菠蘿、榴蓮、西瓜等水果的圖畫展示在電子白板上。

生：根據《烏鴉喝水》的原理，可以準備一個長方體的魚缸，事先計算出水的容積。然后將某個水果放入魚缸內，當水平面上升后，重新計算水的容積。后者的容積減去前者的容積，就是水果的體積。

STEM更注重多元結合的實踐教育。在這節課中，我從一則故事入手，啟迪學生探究故事中的原理，再付諸實踐，而后再利用另一個問題，進一步驗證原理的可行性。這不但有效地打破了教學常規，而且讓學生身臨其境，更為靈活地掌握了體積公式的運用方法。

（三）多角度整合知識

為了避免學生出現碎片化學習的情況，我們要引導學生整合知識點，建立完整的認知框架。與傳統教學不同的是，在整合知識點過程中，同樣要從多角度、多維度出發，讓理論知識與實踐經驗完美融合。仍以“多邊形的面積”單元教學為例。學生在我的引導下從三個角度整合知識點。

第一，整合目前已學的面積公式，包括三角形、正方形、長方形，以及新課中提到的平行四邊形。

第二，整合實踐探究過程。例如某多邊形花壇，將其面積的計算過程進行詳細地梳理。譬如：不同的圖形分割方法，可以列出哪些算式？哪一種分割方法能提高該多邊形面積計算的效率？等等。

第三，總結多邊形面積計算中常見的問題，其中包括容易失誤的部分。

這種多角度的整合，不但能讓學生扎實地掌握多邊形面積計算方法，同時也能促進核心素養的提升。

當然，還可以納入第四點，即多邊形面積計算方法與生活關系的整合。而在這個過程中，可以事先給學生提供具體的實踐方向，讓學生通過身臨其境的體驗來完善認知結構，從而提升學習效率。

需要注意的是，在整合知識點過程中，不能一味地由教師引導，也要適當地啟迪學生思考整合的方法和路徑。久而久之，不但能幫助學生養成良好的習慣，同時還能提升他們的反思意識。

二、構建交叉式訓練活動，實現多元化訓練

小學生數學能力的培養是一個循序漸進的過程，單純地通過幾次STEM的介入還遠遠無法實現最終的目的。因此，在改革課堂教學模式的基礎上，我們也要將STEM理念落實于課下活動之中。只有這樣，才能豐富學生的學習體驗，拓寬他們的學習視野，由此為其數學能力的提升埋下伏筆。筆者認為，構建交叉式訓練活動期間，可以從以下兩個角度著手。

（一）體會數學在生活中的妙用

教學學習的最終目的并不是為了獲取高分，而是實現學以致用。只有學生能運用知識解決生活中的難題，他們才真正地掌握了數學。也只有實現該目標，才能讓學生徹底擺脫“書呆子”形象，實現人才培養的目的。因此，在構建交叉式訓練活動的實踐中，我們還要引導學生深入生活，體驗數學的妙用。

以人教版小學數學六年級上冊第七單元“扇形統計圖”為例。在學完這節課后，我要求學生利用信息技術調查本市在2022年1月至12份的降雨量情況。其中，需要詳細統計每個月的降雨量，以及降雨量的變化幅度，還有某月份降雨量占全年降雨量的百分比。隨后，再酌情設計具體的統計圖。這樣，既能讓學生將所學的知識運用到生活中，同時還能啟迪他們重溫折線統計圖與條形統計圖。另外，通過在互聯網中查找和整理數據，也能間接鍛煉學生搜集整合資料的能力。如此，讓學生得到了更為全面的鍛煉。

同理，在教學“多邊形的面積”后，我鼓勵學生在課下收集不同的樹葉。在這一活動過程中，學生可以對樹葉的輪廓進行勾勒，再在描邊的過程中，將其逐漸改為規則圖形，并通過相對應的面積計算公式，簡單估算樹葉的面積。而后，再結合繪畫的知識，將樹葉進行拼貼，設計成優美的拼貼畫。在欣賞畫面時，學生可以描述自己共用了多少片樹葉，以及這些樹葉的面積的和為多少。當然，還可以順勢引入概率的知識點，比如估算相同面積的樹葉同時出現的概率。如此一來，既豐富了學生的課下體驗，讓數學與生活發生緊密關聯，同時也間接幫助學生回憶了其他的知識，可謂一舉多得。

可見，基于STEM理念構建數學活動，并以生活作為切入點，打破了學習常規，讓學生擺脫了書面和試卷的束縛。但需要注意的是，適當地進行書面訓練同樣非常重要，因此我們也要酌情提供習題訓練的契機。只有這樣，才能讓學生更好地運用所學知識，提高學習效率。

（二）構建競技式主題活動

小學生正處在身心發育的關鍵時期，在培養其數學能力的同時，也要關注他們身體的健康。在設計課下主題活動中，可以將體育和數學結合在一起，并引入競爭機制，在培養學生數學能力的基礎上，鍛煉他們的身體素質。以“分數的加法和減法”單元教學為例。在學完這節課時，我組織學生開展接力賽跑活動。但與傳統的接力賽不同的是，我新增了幾項規則。

第一，在每一個交接棒區域設置一張桌子，上面有事先準備好的筆和紙，紙上是3～5道分數加減法計算題。

第二，傳棒者抵達接棒者區域時，不能立即交接棒，而是要先把紙上的習題解答完。若直接交接棒，則判為犯規。

第三，在考核比賽成績時，不能只看哪個小組最先抵達終點，也要看他們對練習題的完成情況。其中，如果率先跑到終點的小組，其解題的準確率低于百分之六十，同樣會判定為失敗。

這樣，學生便不能為了跑而跑，還要將心思放在解題上面。所以，若想取得比賽的勝利，他們還要扎實地掌握“分數的加法和減法”知識，并靈活地運用其中的算理，提升解題的效率。

同理，在組織羽毛球比賽時，我融入了幾何知識，比如要求計算何種角度可以提高競技的勝率。當然，也可以融入概率的知識，比如要求學生計算自己在三局兩勝的競技賽中可以拿到冠軍的概率。

三、結語

總而言之，數學教學不能局限于固有的內容，還要融入其他領域的知識，只有這樣，才能讓學生從不同的視角去體會數學，從而增強他們對知識的理解與運用能力。STEM理念的介入，能讓數學知識更具代入感，讓學習更具直觀性，從而引發與小學生的形象思維的碰撞，促進學生的認知。需要注意的是，學生個體之間能力參差不齊，教師制訂的教學方案未必符合全體學生的認知規律。因此，我們還要適當地融入分層理念，以此確保全體學生共同進步。

參考文獻

[1]王冬菊.STEM教育與小學數學教學的有效融合的實踐研究[J].求知導刊，2022（10）：20.

[2]胡東平.基于STEM教育理念的小學數學教學策略研究[J].學周刊，2022（4）：21