在综合与实践模块中践行STEM教育理念

◇王越波（江苏：昆山市城北中心小学）

一、STEM教育理念的定义与特征

（一）定义

STEM 的主要内容包含了Science、Technology、Engineering 和Maths，这其实代表的是4门不同学科的有机结合，强调的是不同学科之间的融合教学。将其运用于小学数学教学的过程中，就是以学生活动为授课的重点形式，同时以解决生活问题为任务驱动，在日常教学中促进多学科素养的融合。本文提出了STEM 教育理念在小学数学教学中的不同应用策略，将文本学习的内容项目化，通过情境化微型主题任务的设计开展小学数学教学，同时以实践活动的形式探索解决问题的方法。学生能够在主题项目式学习过程中收获知识，得到进步，同时提高其他学科素养。

（二）特征

1.融合性特征

综合性是STEM 课程的一个最显著的特点，这一教学理念本身就是课程融合教学的重要组成部分，也承担着全面型人才培养的重任。因此在运用这一教学理念的时候，教师首先应该重视课程教学的综合性，将每一个与之匹配的教学内容都融合到教学体系之中，从而促进小学数学课堂教学的迅速发展。STEM 教育理念提出了学科融合性与主题探究性的教育特征，启发小学数学教师关注学生的主体性，通过创新教学方式开发学生的潜力与智力，将更多学科的知识融入数学教学，打破不同学科之间的壁垒，进一步促进学科的融合发展，实现小学生的全面发展。数学本身就是一项基础的、复杂的学科，贯穿于学生日常生活的方方面面，在各个学科中都能够看到数学知识的影子，而这也正是数学的魅力所在。

2.实践性特征

与传统的小学数学教学不同，STEM 的教学理念更加注重教学知识的生活化展现，即拉近学生的课堂学习与实际生活之间的距离，让学生能够在课堂上学习更多的生活化知识，实现对教学知识的情境化构建，从而提高课堂教学的质量。从STEM 的教育理念来看，其中涉及了科学、技术、工程以及数学，更加强调教学的实践性与探究性。因此，数学教师可以在课堂中创设真实的教学情境与任务，让学生能够发现生活中以及情境中存在的问题，并通过数学知识的应用解决问题。STEM 教学方法的一大特征就是情境性，教师可以通过创建生活化情境的形式，引导学生理解数学知识的深层内涵，让学生能够掌握自主探究与学习的能力，进而提高学生的知识应用能力。

3.探究性特征

自主性与探究性是目前很多教师都在积极探究的重要教学方向，从小学数学的教学来看，自主性的融入主要在于激发学生课堂学习的积极性，让学生能够主动融入教学活动，从而让学生的课堂主体性能够得到有效发挥。同时，学生的主动参与能够更好地提高学生解决问题的能力，促进学生的全面发展。STEM 课程能够为学生创设生活化情境，带领学生开展数学实践活动，不断创新教育教学的形式，让学生在实践与体验的过程中正确理解数学知识，自主构建数学知识体系，形成逻辑思维，加深数学感悟，同时提高自己的思维能力与学习能力。教师可以从STEM 教育理念出发，为学生创造更多自主探究的机会，使其在不断试错与总结的实践过程中，掌握理论知识要点，进而培养自己的空间思维。

二、STEM 教育理念在小学数学教学中应用的意义

（一）促进学科融合发展

在传统的小学数学教学过程中，教师将教学任务独立出来，在授课的过程中并没有开发数学学科与其他学科的联系性，导致数学教育与其他学科之间出现了隔离现象。学生在接受小学数学教育的时候，很难将其中的知识与生活中其他范畴的知识与现象联系起来，严重影响了学生知识应用能力以及创新思维能力的发展。而STEM 教育理念的出现启发了更多的数学教师，使其能够关注数学学科的综合性特征，进而转变之前单一化的教学模式。在具体的教学过程中，小学数学教师应该开发利用生活化案例，充分利用网络教学资源，创建实践性与综合性的数学课堂。在充分挖掘小学数学中丰富教学资源的基础上，教师还应该引导学生建立数学知识与其他学科之间的联系，通过这样的方式提升学生的综合能力。

（二）构建新型师生关系

在STEM 教育理念中，教师应该重视学生的课堂主体性，及时转变自己传统的教学理念，形成以学生为主体、教师为主导的课堂教学模式，注重对师生之间、学生之间合作关系的培养。这样能够增进师生之间的感情，同时加强学生的合作意识，有效提高课堂教学效率。

三、STEM 教育理念在小学数学教学中应用的理论基础

（一）多元智能理论

所谓智慧教育理论，指的是对学生实践能力以及知识运用能力的教育。这也是当前人才培养的重要内容。小学数学教师应该运用智慧环境开发新的理论和知识，引导学生的思考，培养学生的创造能力。多元智能理论提出，学生个体之间智能存在差异性，每个学生个体体现出的智能都是多种多样的，而其中的每种智能经过挖掘与培养都能够达到较高的水平，促进学生认知世界和改造世界。另外，还有有效教学理论。该理论认为，教学的效果并不单纯取决于教育维持的时间，还与教育方法、教学环境等相关。因此要想实现减负增效，小学数学教师应创新课堂教学方法，提高教学效率，能够在较少投入的情况下达到更好的教学目标，实现智慧教育。

（二）构建主义理论

所谓建构主义理论，核心在于强调学习知识的成长性。知识本就不是一成不变的，而是随着时代与科技的发展不断变化和完善。当下所学习以及接触到的知识更加贴合当下的情境与需求，但这并不意味着学习只能够关注当下的知识，学习者自身应当具备终身学习的意识与能力，能够以超前的目光预测未来的发展，并敏锐察觉到适应未来所需的知识，在这样的发展驱动中不断学习和吸收新的知识。学生在学习新知识的时候，会将新知识与已经掌握的知识进行联系，以旧知识为铺垫，理解新的知识，并实现新知识的内化，这就是构建学习。教师在构建学习过程中起到了重要的引导作用，其中课堂教学情境、协作学习以及互动交流推动了构建学习的发展，以上内容也构成了学习的最终目标。STEM 教育理念就是将以上要素融合在一起，通过新旧知识的相互作用，帮助学生构建自己的知识体系，调整其经验结构，促进学生的发展。

（三）教育反思理论

教学反思理论，指的是教师在整个教学过程中的思考与总结。教师只有不断反思自己的教学情况，才能够找到教育中存在的问题并解决，实现自我的提升。教师应正确认知自己在课堂教学中所做出的行为与决策，分析导致的后果。正确审视教育过程，不断提高自己的觉察水平与反思水平，能够发现自己教学过程中存在的问题，进一步提高教育实践的合理性与有效性，通过反思的方式增加自己的实践智慧，提高教育水平。

（四）做中学理论

国内外教育名家均提出过生活教育、实践教育、经验教育等理念，强调以学生为教育主体，构建实践情境，让学生能够在实践体验中学习和感受全新的知识，实现知识的内化，这就是做中学理论。该教育理论认为，当学生能够调动自然冲动参与学习实践活动时，就会产生学习的兴趣，不再将学习看作一种负担，进而提高课堂教学的效率。做中学理论包含以下要素：①实践型教学情境的创设；②能够启发学生思考的真实问题；③通过对真实资料的分析产生解答问题的思考与假设；④学生根据自己的想法实践和检验解决方案。

四、STEM 教育理念在小学数学综合与实践模块中的应用策略

（一）整合教学内容，拓展教学目标

应用STEAM 课程的小学数学课堂与传统的教学课堂有着本质的区别，这一区别首先表现在教学目标和教学内容上。从课程目标的角度来看，STEAM 课程的存在是对传统课程目标的高效整合。在以往的教学活动中，许多教师会将小学数学的教学等同于对数学知识的讲解。事实上这两者并不相同，尤其是在小学数学的教学中，教师更应该从学生的能力和素养的提升入手，引导学生掌握独立思考的能力。而从教学内容的角度来看，教师设计的课堂内容必须符合学生的发展需求，为学生的终身发展奠定良好的基础。这才是STEAM 课程对新时期小学数学教学提出的要求。所以，教师要开展高质量的小学数学教学，就必须从STEAM 课程的基本要求入手，对传统的教学目标和教学内容进行积极改进，从而更好地契合当下的教育需求，为学生的全面发展创造更好的条件。

（二）创设生活情境，提高应用能力

工程和数学的关系其实类似于技术，因此工程与技术之间也存在紧密的联系：技术应用的结果与价值将会体现在具体的工程成果中；数学学习的价值也能够通过工程质量来呈现。生活中常见的工程项目都需要数学知识的参与，比如，房屋工程、交通工程、航天工程等。生活中有很多工程实例，教师可以运用相关工程实例开展数学教育，让学生了解基本工程建设的知识，拓宽其眼界，同时还能够意识到数学知识与工程建设之间的关系，知晓数学知识对社会进步的重要意义，进而产生数学学习与研究的兴趣，感受到数学知识的魅力。

比如，当教师在进行“运动与身体变化”模块教学时，可以组织学生开展实践活动，请学生尝试测量自己以及他人不同运动状态之后一分钟之内的脉搏，并计算得到最终的平均值，将不同运动状态之后的平均值进行对比，尝试分析运动与身体参数之间的关系。经过这样的实践，学生能够掌握计算平均值的基本方法，加深学生对平均值的认知，同时还能够深化学生对数学知识实践性的理解，能够合理应用数学知识解决实际问题，实现数学与工程的完美衔接。

（三）创新教学形式，培养创新思维

技术与数学知识的联系也是非常紧密的，小学数学教师应融合技术知识设计数学课堂，提高学生的实践能力与数学素养，进一步激发和培养学生的自主探究意识。当前数学与技术结合的最佳形式就是信息技术的应用，网络资源以及多媒体设备的联合应用能够创设直观的学习情境，突出数学知识的逻辑性，降低数学的抽象性，帮助学生突破学习难点，解决数学问题。

（四）开展合作交流，强化知识构建

除了以上教学方法之外，数学教师还应为学生创造合作探究的机会，培育学生的自主性与创新思维。STEM 教育同样体现出协作性的特征，学生在协作过程中能够接受不同的理念，补充自己的知识，完成最终的知识构建。因此，小组合作模式也是STEM 教育的基本方式。教师可以设计一个教学实践主题，为学生创设一个探究合作的氛围，将学生分为不同的学习小组，让学生在交流与实践过程中掌握所学知识，体验合作的乐趣。

综上所述，STEM 教育理念给小学数学教师带来了新的教育灵感，因此教师应践行STEM 教育理念，在综合与实践模块中融合各学科资源开展实践教学，强化学生对数学学科价值的认知，发挥数学的魅力，培养学生的学习兴趣，促进学生的全面发展。■