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STEM教育与小学数学各学段教学融合的案例式研究

发表时间：2020/12/22 来源：《教学与研究》2020年12月上作者：郑梦婕

[导读] 在小学数学教学中运用STEM教育理念可以让学生将数学与其他学科知识建立有效的联系，以此培养学生科学素养和技术能力。

江苏省盐城市松江路小学郑梦婕 224007

摘要：在小学数学教学中运用STEM教育理念可以让学生将数学与其他学科知识建立有效的联系，以此培养学生科学素养和技术能力。小学数学和学生的实际生活及实践有很强的联系性，而STEM教育就集合了科学、技术、工程和数学等综合性知识，有助于培养学生的综合能力和素养。本文通过实例教学探讨了STEM教育与小学数学各学段教学融合的策略，仅供参考。
关键词：STEM教育；小学数学；学段教学；途径
        前言
        小学阶段是学生思维和实践能力处于初步形成和发展的关键时期，因此培养和提升学生的这些能力可为其今后的学习奠定扎实的基础。STEM教育重点是培养学生的数学综合能力，通过不同的方向将数学与之进行融合，从而达到提高数学教学质量的目的。S即科学（Science）、T即技术(Technology）、E即工程（Engineering）、M即数学（Mathematics）。在实际的教学中，教师要依据学生的学习和心理发展需求，结合教学内容，将STEM教育理念逐渐渗透在教学中。
        1 STEM教育与小学数学低段教学的融合
        数学是一门实用性较强的学科，在学习过程中要通过不断实践和应用培养学生的数学思维和学习力。特别是在小学低段教学中，此时是学生从直观形象思维向逻辑思维转变的初期阶段，在教学中融入STEM教育，运用工程技术渗透数学知识。生活中无不和数学知识息息相关，如小到图形的认知大到建筑工程学等。因此教师要积极利用生活中的内容，使学生体会到数学知识的魅力。
        如在一年级的“认识图形”课程中，教师在教学中可通过积木搭建引入教学内容。先为学生创设情境，通过多媒体或课件展示由不同形状构成的平面图形，然后引导学生用搭积木的方式将这些图形搭建出来（让学生构建平面图形和立体图形的联系）。接着让学生通过自主探究对积木进行分类，最后引导学生由积木的形状分离出不同的平面图形，使其由形象思维向逻辑思维过度。从搭建积木过程中引导学生认识各种图形，这对学生来说就是一项工程项目，通过搭建各种组合图形，让学生在实践中收获快乐，同时对图形形状有了深入的了解，为培养其数学逻辑思维和进一步开展STEM教学奠定了基础。
        2 STEM教育与小学数学中段教学的融合
        数学知识在有关科学研究中也发挥了重要作用。因此在数学教学中对学生进行科学知识的渗透是学习数学知识的重要手段之一。在小学数学中段教学中融入STEM教育，需要融合科学、技术、机械等方面的知识，增强学生知识储备量，促使其用科学的思维理解数学，构建数学学习模型，激发学习兴趣，培养其计算、探索和思考的能力。数学几何图形是小学阶段重要的基础组成部分，在低段教学中，学生只是对其有了一定的认知，到中、高段教学时，数学几何图形教学增加了认识图形特点和计算等方面的内容。

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        以四年级“三角形、平行四边形和梯形”为例，在第一部分三角形教学中教师可结合STEM教育设计“小小建筑师”的教学案例（教学时需要使用积木机器人教具），设计目标是通过直观形象化的方式使学生发现和理解三角形稳定性的特征，课堂教学以如何提高空间结构的稳定性来展开，学生通过课堂实践活动思考和研究空间结构的稳固需要具备哪些科学原理，进而培养学生的科学、工程设计思维，提高其动手操作能力。在课堂教学中，教师先指导学生对三角形的特点进行了解，同时引入空间结构中的对称概念，使学生理解三角形具有的稳定性特点，并逐步引导学生探索搭建建筑工程其形状、材质或连接的形式对建筑工程结构的稳定性的影响。接着教师指导学生确定建筑结构搭建的设计图和制作的详细方案，最后用积木机器人结合设计图搭建建筑工程，让学生通过动手操作验证自己的想法。对于空间结构的稳固方式的探究要以STEM设计方案为核心，以数学概念为切入点，融合工程技术和建筑原理，最终回到数学教学中。通过此案的教学使学生理解了空间的立体结构，增强了对三角形概念及其特点的理解，并对建筑工程等方面的知识形成一定的认知，对培养学生的科学素养、数学探索思维和动手操作能力均发挥了重要作用。
        3 STEM教育与小学高段教学的融合
        在进入到小学数学高段学习时，数学知识的难度不断增加，并且更加凸显出抽象性思维的运用，这就为学生在理解上增加了难度，所以在教学中教师可结合STEM教学理念，将数学抽象性知知识和生活实践进行融合，教学中以工程、技术等为基础，积极鼓励学生进行大胆实践，允许学生对数学问题进行开放性思考，培养创新性思维。在六年级数学中，学生接触到比例问题，这个概念比较抽象且注重于数学计算，学生一般通过地图的比例尺来进行学习和计算，很难突出和生活的联系性。以“大树有多高”为例设计STEM教学方案，教师带学生计算大树的高度时，可让学生以小组为单位，选择自己喜欢的测量方式，如利用影子比较法先测量大树和旗杆的影子，再对比旗杆的实际高度。还可利用相机成像原理，分别在大树和旗杆的同一个方向拍摄图像，通过图片来计算他们的比例，结合旗杆实际高度计算大树高度。也可使用参照法，分别测量木棒（已知长度2.5米）和大树的影子长度，按照木棒的比例推算出大树的高度。这些方法贴合实际生活，并帮助学生解决实际问题。由此可见在STEM教育理念下，让学生将数学知识与生活进行充分联系，通过不同的数学方法，在不断的实践过程中使其树立科学的学习意识，培养学生观察和分析数学问题、独立思考和合作探索能力。
        结束语
        总之，STEM教育与小学数学各学段融合教学，可为教师提供创新性的教学理念，能够为学生提供更多的实践平台，有助于增强学生对不同学科知识的了解，进而不断提升其综合能力。
参考文献
[1]曾令鹏,叶育枢.STEM教育与小学数学的深度融合及启示[J].课程.教材.教法,2019,39(05):139-143.
[2]傅骞,刘鹏飞.从验证到创造——中小学STEM教育应用模式研究[J].中国电化教育,2019(04):71-78+105.