基于STEM理念下小学数学三角形稳定性的研究

孙炯

摘 要 STEAM教育是将五大学科——科学、技术、工程、艺术、数学融合起来的教学。STEAM教育不仅重视的学生的教育素养和科学教育，还重视学生的探究精神和发现问题的能力。STEM理念的融入就是为了弥补传统教育理念中的不足，传统的小学数学比较重视学生的理论教学，STEAM课程注重现实生活与学习的联系学生的综合能力这也是STEAM教育其中最特殊的地方。近几年来，很多国内院校也引进了“SATEAM教育”对数学课程课进行跨学科融合希望可以提高学生的综合学习能力。

关键词 STEN理念 小学 数学 三角形 稳定性

中图分类号：G633.6文献标识码：A

0引言

STEAM教育作为一种新型教育模式，小学院校引进STEAM教育方式主要为了改革传统的教育方式，培养学生数学素养和科学素养。STEM教育方法是我们国家从美國引进的一种新的教育方式，在STEM教育理念下去研究三角形的稳定性，主要是为了让学生了解三角形稳定性的含义去探究四边形的稳定性，从而提高学生的探究精神和合作意识。三角形是小学数学教学当中主要学习内容，三角形具有一定的稳定性和唯一性，但是为何三角形的稳定性比四边形要好是很多学生比较困惑的地方。

1三角形稳定性的本质含义

三角形的稳定性的本质含义：每一个三角形的两边之和都会大于第三条边;三角形具有一定的稳定性。这说明三角形并不是随意的三条线就可以组成的，只有满足第一个条件才可以构成三角形。三角形具有一定的稳定性，说明了如果三角形的三条边的长度确定之后这个三角形的形态就不会再发生改变，这也是说明三角形具有一定的唯一性。教师在课堂教学中可以让学生想一想，并且动手做一做：“任意三个小木棒就可以组成一个三角形吗”、“如果可以做成一个三角形，那么拉其中的一条边三角形会不会走形”、“如果用四根木棍做成一个矩形，那么三角形和矩形的稳定性哪一个更高？”学生可以通过动手操作发现，只有满足第一个条件，才能构建一个三角形。并且不管在三角形的那一边都不会变形，这就是三角形稳定性的本质含义。

2问题设计

STEM教育理念是一种新型教育理念，它和传统的教育理念有很大的差距。在STEM教育理念基础上对三角形的稳定性进行研究。这节课程当中还是设计到工程、设计、数学等问题。很多小学数学教师在日常的教学当中并不是很注重学生的动手能力，因此很多学生在实验中会出现一些问题。因此教师需要引导学生去思考，比如说：“什么形状的建筑最稳定”、“什么形状的承载力最大”、“框架连接的技术有什么”“需要哪些建筑材料”。教师可以为学生提供一些原材料比如：小木条、吸管、细铁丝等，因为研究实验当中会设计到科学、技术、工程、数学方面的问题，可以提高学生的综合素养。

3设计背景

STEM教育是源于美国，美国政府在20世纪80年代为了提高学生的创新思维提出了新型的新型教育理念。我国的STEM教育理念发展得比较晚，很多小学院校还没有建立完整的STEM教育体系，直到2005年STEM教育理念才算走进了中国教学课堂中。STEM课程教学是跨学校学习，教学目标中明确的指出在教学当中要融入工程教学、技术教学、艺术教学，STEM教育理念可以提高学生的动手能力，还可以帮助学生开阔视野。学生还可以通过STEM教育丰富自己的兴趣，发挥出自己的特长，培养和提高自己的创新意识。因此教师需要根据STEM教育理念和数学教学结合到一起。数学教学和工程教学是STEN课程的主要教学内容，教师需要提出的问题引导学生去思考激发他们的学习兴趣，帮助学生创建教学情境让学生带着任务去学习。

4设计思路

在STEM教育理念下对三角形的稳定性进行研究，不仅是对数学知识的研究同时还是对科学知识、物理知识的知识整合。教师可以让学生说出在日常生活当中他们见到过的三角形和四边形的框架物体。三角形的结构在工程上有着广泛的应用，许多建筑都是三角形的结构，小到一辆自行车的支架，一个门窗的固定，大到一幢大楼，一架大桥的设计和建造，都利用了三角形具有稳定性这一特征。学生需要利用木棍、皮筋、吸管、铁丝等材料，设计一个可以支撑重物的结构，在设计过程当中每一个设计步骤都是STEM教育理念的“技术”体现。在研究三角形稳定性中，教师可以利用三角形在生活当中的实例：（大桥、自行车）激发学生的学习动力，让学生先去思考第一个问题“什么结构是最稳定的？”学生就可以搭建“四边形和三角形”去证明自己的猜想。然后让学生需完成第二个问题并且自己设计一个框架，再根据三角形稳定性的原理搭建一个三角形框架。从数学教学的角度来看，STEM教育模式把数学作为一种辅助性工具把工程、技术、数学、科学结合到一起，学生在动手操作的过程当中不仅体验了成功的乐趣，同时还提高了学生的合作意识。

5教学设计

5.1科学素养培养目标

STEM教育理念的教育目标和传统教学有很大的差距。STEM教育理念比较重视学生的体验感，教师需要帮助学生创建轻松愉悦的教学环境，让学生在学习当中感受到愉悦感。第二点，希望学生在学习过程中可以做到手和脑的结合。第三点，学生在实验过程中培养自己的团队合作意识。最后一点就是学生需要具有一定的集体荣誉感和创新思维能力。

5.2教学目标

在STEM教育理念下研究三角形的稳定性，可以帮助学生了解生活中的常识，了解三角形和四边形的特性。教师可以利用三角形稳定性的原理，引导学生去思考和制作一个支撑框架培养学生的动手能力和探究能力。学生在研究的过程当中不仅可以不仅体验到成功的喜悦，还可以提高自己的团队合作意识

5.3教学难点和重点

本节课的主要重点就是让学生理解三角形的稳定性，难点就是利用三角形的稳定性去探究探索建筑物的稳固性。

6创设情境，引入激趣

情境教学对于小学数学教师来说并不陌生，教师在上课之前可以准备2008年地震抢修视频，学生通过视频看到因为地震引起的泥石流把大桥都冲断了。教师可以通过视频提出问题：如何在第一时间内搭建一个稳定的桥梁？这个桥梁应该是什么结构？教师需要为学生提供一些建筑资源：竹棍或筷子以及橡皮圈。首先让学生提出假设大胆的常识并进行小组讨论，每一个小组都要完成一个框架结构，教师可以出示埃菲尔铁塔的照片去提示学生。教师可以提出第两个问题：埃菲尔铁搭中有四边形和三角形，那么是不是这些三角形和四边形结构让它变得非常结实呢？学生可以通过拉伸发现三角形不易变形四边形容易变形。在课堂最后时间教师可以为学生总结三角形不容易变形的原因：三角形的三条边如果其中两边受力，那么另一边会起到推力的作用。如果三角形的顶点受力，下面的边就起到了拉力的作用。因此三角形是通过三条边互相的挤压和推动来保持它的稳定性。2018年6月6日，“济南市小学基于STEM教育的学科教学观摩研讨活动”如期而至。济南市燕柳小学刘玮老师在本次研讨活动中，向在场领导和老师们成功展示了一节小学基于STEM教育的四年级数学教学观摩课《玩转三角形》。STEM教育的主要目的是培养学生的创新思维能力和科技创新能力，小学数学课程是培养学生的综合学习能力、自主创新能力和理性感知能力，跨学科融合的教學模式不是简单地让学生做实验，而是从学生的创新思维能力建立起来的一种新的教育方式，要求教师树立正确的教育目标。教师创建情境教学模式就是为了让学生在轻松的教学环境中培养自己的综合素养。

7结束语

我国STEM教育发展因为受到应试教育的影响，在很多教学当中并没有完全的发挥出它的优势。在小学数学教学中融入STEM教育理念，主要是为了培养学生的数学素养、科学素养、创新思维能力、动手能力等。

参考文献

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