STEM教育，让学生在碰撞中构建数学模型

王璐 孙伏龙

一、引言

如何实施更高效的、科学的教学方法，运用什么样的教学手段都是值得数学老师深思的课题。面对问题，在小学数学课堂教学中科学地选择教学方法—— STEM教育符合了小学生年龄特点，同时也能激发学生学习兴趣，拓展学生思维，培养创造能力，充分发挥学生们的主体性。

在数学课堂教学中恰当地引入 STEM教育，使各个学科之间相互碰撞，形成多方面、深层次的学习，这样既符合孩子们的年龄、心理特点，也对培养孩子们各方面的学习能力起着重要的作用。

二、STEM教育的内涵

STEM是科学（ Science），技术（ Technology），工程（ Engineering），数学（ Mathematics）四门学科英文首字母的缩写。它主要包含以下几个层面的内容： （一）STEM教育全面考虑国家产业发展、人才储备、各级各类的教育，是国家创新型人才培养一体化战略。（二）STEM教育是提倡终身学习。它通过社会力量全员参与，以不同形式的活动吸引学生爱科学，提高公民科学素质，提高公民理解科学的素养。（三）STEM教育是不同学科、不同学段的连贯课程群。（四）STEM教育，是面向所有学生培养综合素质的载体。21世纪人才最重要的不是知识，而是能力，教育强调要培养孩子们的思考、创造、沟通、合作等方面能力。

三、STEM教育对数学教学的影响

（一）STEM 教育能激发学生的学习兴趣

学习兴趣是最好的老师，也是推动学生学习的内部动力源泉。 布鲁纳曾提出： 学生的学习起初是从“模仿”开始的，然后再概括到“图像”，最后抽象形成“符号”。 而STEM教育的引进正是符合这一学习规律，让数学知识最先以动作的方式出现在孩子们的脑海中。小学数学教材为孩子们应用了许多操作活动方面的案例，如教学“除法的意义”时，教师设计了一名学生平均分配事物的案例，教学中教师让学生一边讨论一边操作的教学方式，让学生在具体“分”的过程中初步建立“平均分”的概念， 这样的活动案例对激发学生的学习兴趣大有益处，同时也方便师生在操作活动和直观教学的基础上对平均分概念、规律等的本质特性进行抽象了概括。

（二）STEM教育能拓展学生的思维

STEM教育对开启学生思维，让学生由具体的形象思维向抽象思维转变，使抽象化的知识转化为看得见、摸得着、有形的容易直观理解的知识。 例如在教学“体积的意义”时，孩子们对所占空间大小不理解。这时，我科学地引入分组实验教学。首先每小组分发两个完全一样带刻度的玻璃烧杯，两个大小不一样的物体（完全浸于水中），然后向两个烧杯里倒入同样刻度的水，先让学生把小一些的物体沉入第一个烧杯中，学生观察后讨论提问： 为什么烧杯水面升了？紧接着让学生把另一个大一点的物体放入第二个烧杯中，让学生再观察、小组讨论。 第二只烧杯的水面为什么会超过第一杯的水面？通过实验活动观察和讨论，学生已有了初步的感性认识：物体存在不仅要占空间，而且所占空间可能还有大小之分，体积的概念便迎刃而解。

（三）STEM教育能促进学生的创新意识培养

处在身心发展关键时期的小学生，他们有着良好的记忆能力。 要他们仅仅记忆数学公式等并不难，但如果让他们灵活地运用公式可能有一定难度。 传统的教学活动会让学生对教材和公式产生依赖，因此，公式的探究需要实际的动手操作和深入思考。 在小学教学中采用STEM教育，能让学生产生亲近感，促进学生亲身体验探究，自己发现、自己认识、自己验证数学知识。 从具体形象到事物表象再到绝对抽象，随着知识积累和认识的深化，学生认识就会逐渐上升到一定理论高度，就可以帮助学生建成科学的学习方法。如在“长方体的体积”时，学生在理解长方体的长、宽、高这个问题时，相对学生而言可能有点小抽象，体积公式相对易懂。师让学生用12个棱长为1厘米的小正方体摆长方体，并做好记录，通过多种方式，得出长方体的计算公式，学生就容易理解，养成了学生探究的精神和实践操作能力。

（四）STEM教育能增强师生学习沟通交流

老师讲、学生听是传统满堂灌课堂教学模式。 学生课堂表现往往是老师判断学生好与坏标准之一，但是，教师被一些活跃的学生蒙蔽，这些学生看上去学得好，但不实。 引入 STEM教育理念，教师通过在操作实验活动中的同时向学生质疑原理，如一半以上同学能够很轻松地回答教師的质疑、提问，就说明学生对这个知识已经初步掌握。 然后教师再通过一些开放性的、启发性的数学小实验、小游戏来了解学生学习思维的灵活性，让每个学生都能够在活动中得到体现，如此，教师就可以做到多角度的掌握。 例如在教学 “长方形周长与面积的异同”一课时，教师使用一根自制简易的木条长方形木框，把它放在报纸上面，画出一周轮廓。大部分学生很明显就能够看出谁是周长、谁是面积，学生比较教具，比较面积和周长，学生就容易分清这两个的不同意义。然后可以引导学生分别制作出三角形、圆形、梯形的周长与面积的学具，学生能轻松地完成任务，就说明学生对这两个定义有了基本的、正确理解。这样的教学效果才是真正合理的、科学的，教学质量才能有保障。

总之，在小学数学教育教学中引入STEM教育，一定能激发学生的学习激情和兴趣，发展学生的思维，挖掘学生潜能，培养学生创新精神。

【作者单位：泰州市九龙实验学校 扬州市平山实验学校  江苏】