STEM教育在小学数学教学中的应用

蔡春晖

STEM教育以“创新型的复合人才培养”为教学的最终目，在全球科技竞争环境下在全球掀起STEM教育的浪潮。了解我国对STEM教育理念的认知及发展状况 ，有助于进一步推动STEM教育的发展。本文从STEM教育在小学数学中的应用，结合课例，从以下几个方面进行小学数学教学的创新教育探索：

STEM教育的概况

STEM教育的内涵。STEM是科学、技术、工程、数学英文首字母的缩略语，最早由美国国家科学基金会提出。STEM教育并不是这门学科的简单叠加，而是要将四门学科内容组合成有机整体，以更好的培养学生的创新精神与实践能力。

STEM课程重点是加强对学生四个方面的教育：一是科学素养，即运用科学知识（如物理、化学、生物科学和地球空间科学）理解自然界并参与影响自然界的过程;二是技术素养，也就是使用、管理、理解和评價技术的能力;三是工程素养，即对技术工程设计与开发过程的理解;四是数学素养，也就是学生发现、表达、解释和解决多种情境下的数学问题的能力。¹

STEM教育的特征。STEM教育主要通过（PBL）项目式教学，培养学生独立思考解决问题的能力，创新能力，动手能力，锻炼学生的逻辑思维、空间思维，学会协作，从而实现个性化发展，培养复合型人才。

余胜泉和胡翔指出STEM教育中四门学科的教学必须紧密相连，以整合的教学方式培养学生掌握知识和技能，并能进行灵活迁移应用于解决真实世界的问题，提出跨学科、趣味性、体验性、情境性、协作性、设计性、艺术性、实证性和技术增强性9个特征。²

STEM教育理念在小学数学课堂中的应用

以小学四年级数学《三角形的稳定性》这节课的教学为例，对比传统课堂教学，STEM教育理念下的数学教学设计是怎样的，教学效果的差异性体现在哪些方面？

《三角形的稳定性教学设计》

STEM教育理念通过PBL教学法在教学中的应用，情境教学的方式，课堂过程中让学生更加融入课堂，引发思考。

对比课堂，整个教学中，更加注重以学生为主体，促进学生的自主学习，主要体现在以下几个方面：1，课前准备过程中，把现代教育技术和多种器材融合，提高课堂策效率。2，教学过程设计中，主要通过PBL项目式教学方法，情境导入，引出问题，环环相扣，让学生“做中学，玩中学”。学会思考，学会拓展。3，在知识的跨学课中，打破的传统的单一知识教学，根据学生的学情，把信息技术的知识融入数学学科知识的理解和应用过程中去，体现的对学生科学素养的要求。4，在拓展延伸中，也把多个知识点进行串联，让学生协作中，通过不同的方式解决问题，从而达到相互启发，不断思考。5，课后的教学评价，也已知识的理解应用为主，推动知识的进一步拓展学习，同时尊重学生的个性化学习。打破了传统的书本理论知识为主线的学习方式。

STEM教育理念，对提升学生的独立思考解决问题能力和创新能力有很大提升，但是也存在很大不足，主要体现在，STEM教育理念下学科教学目标不清晰，课程体系不完善，教学资源不充足，师资力量不足，跨学科能力较弱，课程评价体系缺失的等几个方面。³

加强STEM教育理念在教育教学中的建议

建立STEM教学的核心素养。STEM教育核心素养是STEM教育目标、科学的STEM教育课程体系开发的“指挥棒”，也是STEM教育评价的依据。探索并建立STEM教育的核心素养是首要任务。

开发科学的STEM的课程体系。面对传统的分科教学，最迫切的是在学科教学目标下，建立系统、科学的课程体系，支撑教师教学教研，同时丰富配套的教学设备和教具。

培养具有跨学科能力的专业教师教研队伍。教师跨学科能力及教研水平是决定STEM教育理念是否能够落实应用的关键要素。面对传统的分科教学教育，如何加强职前教育和教师成长激励中提升教师的跨学能力，非常重要。同时数学学科在STEM教育理念的应用中任重道远。

建立科学的STEM教育评价体系。科学合理的STEM教育评价体系是检验STEM教育在教学应用成果的重要反馈，改进教师教学水平的重要保障，也是推动STEM教育有效发展的重要保障。结合多元智力理论，注重总结性评价和过程性评价结合，重视每个学生潜能和个性化发展。

参考文献 

王 素. 《2017 年中国 STEM 教育白皮书》解读[J]STEM教育专题，教育与教学，2017，14：1-3.

余胜泉，胡翔STEM教育理念与跨学科整合模式[J]开放教育研究，2015（04）：13-22

赵慧臣 ， 陆晓婷 . 开展 STEAM 教育 ， 提高学生创新能力——访美国 STEAM 教育知名学者格雷特·亚克门教授 [J]. 开放教育研究 ， 2016， 22（5）：4-10.

殷朝晖，王鑫. 美国 K-12 阶段 STEM 教育对我国中小学创客教育的启示[J]. 中国电化教育，2017（02） ： 42-46 + 81.