融入STEM教育理念实现多维度学习

林卿海

〔摘    要〕  将STEM教育理念融入数学课堂，实现多学科关联，让学生从不同的维度感受数学知识，既能带给学生与众不同的学习体验，增强其数学核心素养，又能培养其关联思维，并有效打破学生碎片化学习的现状。然而，如何正确开发STEM理念，科学改革课堂教学方案，并实现预期的教学效果，还需要我们在接下来的教研与备课中做出深入思考。

〔关键词〕  STEM教育理念；多维度学习；教学研究

〔中图分类号〕  G424               〔文献标识码〕  A        〔文章编号〕  1674-6317  （2023）  13-0043-03

STEM教育理念是跨学科的教育理念。将STEM理念融入课堂，能有效打破数学课枯燥乏味的局面，让学生从不同的领域出发，深切感受到数学知识的特征和意义。而随着新型教学模式的推进，不但能增强学生的学习兴趣，也能助力其核心素养的提升，从而实现理想的高效教学。然而，个别教师在引入STEM理念时，未能对其做深入性的思考，只是在表面整改了教学，导致课堂换汤不换药，学生依然缺乏学习动力。那么，到底如何将STEM与数学教学有效整合，才能发挥最佳的教学效果呢？对此，我们需要从两个方向着手：第一，重置教学方式，构建交叉式学习体验平台，实现多维度学习；第二，构建多元化数学活动，引领学生从不同角度探究数学知识，优化实践活动质量。

一、构建交叉式数学课堂，实现多维度学习

STEM理念的核心思想是学科与学科间的穿插共融。换言之，我们在教学中可以融入不同领域的知识点，以此带给学生不一样的学习视角。这样，不但便于他们更全面地感受数学，同时还能增强课堂的趣味性。由此，让被动学习转变为主动探索，并为高效教学的实现奠定基础。在构建交叉式数学课堂实践中，我们可以针对学情从以下三个角度着手。

（一）多角度观察知识特征

引导学生从多个角度观察知识，能让学习过程变得更有趣。这样，数学将不再局限于图形、数字等元素，其中还会涵盖美学、工程学等内容。这不但丰富了学生在课堂上的体验，同时也让整个学习过程都将充满无尽的灵动性，由此带给学生截然不同的学习体验。

以人教版小学数学五年级上册第六单元“多边形的面积”的教学为例。讲授新课前，我给学生展示了几组花坛的图片，如图1、图2所示。在欣赏图片的过程中，有的学生表示图1的三角花坛更漂亮，也有学生认为图2中的长方形花坛更漂亮。于是，我进一步询问原因，以此启迪学生的美学思想。例如学生针对图2表示“这個花坛只有绿色和紫色，整体是长方形，看上去格外地规整！”当然，在学生审美的基础上，我还引出之前所学的数学知识，比如询问学生“哪个花坛的面积最大？”由此启迪学生回忆三角形和长方形的面积公式。在学生作答的基础上，我又趁热打铁地引出平行四边形（如图3），然后提问“如果同学们是园林大师，要设计一款图3形状的花坛，该如何确定面积大小呢？”留给学生5分钟的思考时间。随后，有学生提出“可以拆分计算。将图中的图形切分成两个三角形与一个长方形，它们的面积和就是这个图形的面积。”我先是对他的回答给予了好评，而后追问“有没有更简单的计算方法呢？”在学生思考的过程中，我顺势引出“平行四边形”的概念，由此让学生在不知不觉中融入新课。

在这次教学中，我主要以美图欣赏作为切入点，逐步引出新课知识。而在欣赏与思考中，学生不但联系到了多边形面积计算的方法，同时也让平行四边形的概念无缝衔接到了授课内容中，从而提高了教学效率。

（二）多角度设计提问

提问是课堂教学的重要组成部分，能获得一石激起千层浪的效果。在STEM理念指导下设计数学课堂教学方案，我们也要对提问的方式进行适当调整，多元化地启迪学生的思维和创造性。如此，不但能带给学生更多有趣的体验，也能有效增强数学课的氛围。

以人教版小学数学五年级下册“长方体和正方体”单元教学为例。当学生初步掌握了二者的体积计算公式后，我引出了《乌鸦喝水》的故事。

师：这则故事揭示了哪些数学原理？（注：留给学生5分钟的思考时间，此时他们可以个人思考，也可以互动探究。）

生：当乌鸦在瓶子内放入石子时，瓶内的空间变小了。但是，由于瓶子的容积没有发生改变，所以水平面会上升。

师：能否验证一下？

于是学生拿出矿泉水瓶，注入一半的自来水。而后，他们将自己在外面捡来的石子一颗颗地放入瓶内。不一会儿，水平面果然上升了。随后其中一名学生将手指放入瓶口，触碰到了里面的自来水（注：在放入石子前，他的手指还无法触碰到里面的水）。于是得出结论，《乌鸦喝水》的原理可行。

为了进一步启迪学生思考，我又顺势追问：“结合乌鸦喝水的原理，是否可以计算一些体积不是很大的不规则物体的体积？”随后，我将菠萝、榴莲、西瓜等水果的图画展示在电子白板上。

生：根据《乌鸦喝水》的原理，可以准备一个长方体的鱼缸，事先计算出水的容积。然后将某个水果放入鱼缸内，当水平面上升后，重新计算水的容积。后者的容积减去前者的容积，就是水果的体积。

STEM更注重多元结合的实践教育。在这节课中，我从一则故事入手，启迪学生探究故事中的原理，再付诸实践，而后再利用另一个问题，进一步验证原理的可行性。这不但有效地打破了教学常规，而且让学生身临其境，更为灵活地掌握了体积公式的运用方法。

（三）多角度整合知识

为了避免学生出现碎片化学习的情况，我们要引导学生整合知识点，建立完整的认知框架。与传统教学不同的是，在整合知识点过程中，同样要从多角度、多维度出发，让理论知识与实践经验完美融合。仍以“多边形的面积”单元教学为例。学生在我的引导下从三个角度整合知识点。

第一，整合目前已学的面积公式，包括三角形、正方形、长方形，以及新课中提到的平行四边形。

第二，整合实践探究过程。例如某多边形花坛，将其面积的计算过程进行详细地梳理。譬如：不同的图形分割方法，可以列出哪些算式？哪一种分割方法能提高该多边形面积计算的效率？等等。

第三，总结多边形面积计算中常见的问题，其中包括容易失误的部分。

这种多角度的整合，不但能让学生扎实地掌握多边形面积计算方法，同时也能促进核心素养的提升。

当然，还可以纳入第四点，即多边形面积计算方法与生活关系的整合。而在这个过程中，可以事先给学生提供具体的实践方向，让学生通过身临其境的体验来完善认知结构，从而提升学习效率。

需要注意的是，在整合知识点过程中，不能一味地由教师引导，也要适当地启迪学生思考整合的方法和路径。久而久之，不但能帮助学生养成良好的习惯，同时还能提升他们的反思意识。

二、构建交叉式训练活动，实现多元化训练

小学生数学能力的培养是一个循序渐进的过程，单纯地通过几次STEM的介入还远远无法实现最终的目的。因此，在改革课堂教学模式的基础上，我们也要将STEM理念落实于课下活动之中。只有这样，才能丰富学生的学习体验，拓宽他们的学习视野，由此为其数学能力的提升埋下伏笔。笔者认为，构建交叉式训练活动期间，可以从以下两个角度着手。

（一）体会数学在生活中的妙用

教学学习的最终目的并不是为了获取高分，而是实现学以致用。只有学生能运用知识解决生活中的难题，他们才真正地掌握了数学。也只有实现该目标，才能讓学生彻底摆脱“书呆子”形象，实现人才培养的目的。因此，在构建交叉式训练活动的实践中，我们还要引导学生深入生活，体验数学的妙用。

以人教版小学数学六年级上册第七单元“扇形统计图”为例。在学完这节课后，我要求学生利用信息技术调查本市在2022年1月至12份的降雨量情况。其中，需要详细统计每个月的降雨量，以及降雨量的变化幅度，还有某月份降雨量占全年降雨量的百分比。随后，再酌情设计具体的统计图。这样，既能让学生将所学的知识运用到生活中，同时还能启迪他们重温折线统计图与条形统计图。另外，通过在互联网中查找和整理数据，也能间接锻炼学生搜集整合资料的能力。如此，让学生得到了更为全面的锻炼。

同理，在教学“多边形的面积”后，我鼓励学生在课下收集不同的树叶。在这一活动过程中，学生可以对树叶的轮廓进行勾勒，再在描边的过程中，将其逐渐改为规则图形，并通过相对应的面积计算公式，简单估算树叶的面积。而后，再结合绘画的知识，将树叶进行拼贴，设计成优美的拼贴画。在欣赏画面时，学生可以描述自己共用了多少片树叶，以及这些树叶的面积的和为多少。当然，还可以顺势引入概率的知识点，比如估算相同面积的树叶同时出现的概率。如此一来，既丰富了学生的课下体验，让数学与生活发生紧密关联，同时也间接帮助学生回忆了其他的知识，可谓一举多得。

可见，基于STEM理念构建数学活动，并以生活作为切入点，打破了学习常规，让学生摆脱了书面和试卷的束缚。但需要注意的是，适当地进行书面训练同样非常重要，因此我们也要酌情提供习题训练的契机。只有这样，才能让学生更好地运用所学知识，提高学习效率。

（二）构建竞技式主题活动

小学生正处在身心发育的关键时期，在培养其数学能力的同时，也要关注他们身体的健康。在设计课下主题活动中，可以将体育和数学结合在一起，并引入竞争机制，在培养学生数学能力的基础上，锻炼他们的身体素质。以“分数的加法和减法”单元教学为例。在学完这节课时，我组织学生开展接力赛跑活动。但与传统的接力赛不同的是，我新增了几项规则。

第一，在每一个交接棒区域设置一张桌子，上面有事先准备好的笔和纸，纸上是3～5道分数加减法计算题。

第二，传棒者抵达接棒者区域时，不能立即交接棒，而是要先把纸上的习题解答完。若直接交接棒，则判为犯规。

第三，在考核比赛成绩时，不能只看哪个小组最先抵达终点，也要看他们对练习题的完成情况。其中，如果率先跑到终点的小组，其解题的准确率低于百分之六十，同样会判定为失败。

这样，学生便不能为了跑而跑，还要将心思放在解题上面。所以，若想取得比赛的胜利，他们还要扎实地掌握“分数的加法和减法”知识，并灵活地运用其中的算理，提升解题的效率。

同理，在组织羽毛球比赛时，我融入了几何知识，比如要求计算何种角度可以提高竞技的胜率。当然，也可以融入概率的知识，比如要求学生计算自己在三局两胜的竞技赛中可以拿到冠军的概率。

三、结语

总而言之，数学教学不能局限于固有的内容，还要融入其他领域的知识，只有这样，才能让学生从不同的视角去体会数学，从而增强他们对知识的理解与运用能力。STEM理念的介入，能让数学知识更具代入感，让学习更具直观性，从而引发与小学生的形象思维的碰撞，促进学生的认知。需要注意的是，学生个体之间能力参差不齐，教师制订的教学方案未必符合全体学生的认知规律。因此，我们还要适当地融入分层理念，以此确保全体学生共同进步。

参考文献

[1]王冬菊.STEM教育与小学数学教学的有效融合的实践研究[J].求知导刊，2022（10）：20.

[2]胡东平.基于STEM教育理念的小学数学教学策略研究[J].学周刊，2022（4）：21