周何林1 梁碧瑜 2
1广东省雷州市第十二小学 524200
2广东省雷州市第七小学 524200
【摘要】STEM是科学、技术、工程、数学等综合跨学科的教育。科学在于认识世界、解释自然界的客观规律；技术和工程则是在尊重自然规律的基础上改造世界、实现与自然界的和谐共处、解决社会发展过程中遇到的难题；数学则作为技术与工程学科的基础工具。随着我国新课改的进行，社会对于人才的要求不断提升，为了培养更多适应社会发展的有用人才，小学数学教学近几年也在改革中，以加强培养思维能力为主，呈现从知识记忆、训练转向探究、合作等学习形式。如果能将 STEM教育与小学数学结合，借助基于问题的项目式学习，开展思维型教学，对数学学习质量的提升和学生学习能力的提升，有重大意义。
【关键词】STEM教学；问题教学；项目式学习；思维型教学
数学是一门抽象性和理论性较强的学科，教学核心在于培养一个人的思考能力，而不应把数学当成“计算工具”。小学阶段，由于学生处于还未形成完整的抽象逻辑思维， 对数学知识的学习会有些难度，因此较难培养学生的逻辑思维及知识的应用能力，而STEM教育理念正是注重科学教学，提高学生的知识应用能力及思维能力，若将小学数学教学与 STEM教育理念相融合，可有效提升核心素养。
现阶段数学教学问题普遍存在，主要体现以下方面：1.教学方式单一，多为教授型，应试教育的影响较大；2.多数学生只知其然而不知其所以然，缺乏“知识建模”的过程体验；3.教师对数学思想了解甚少，忽视数学知识承载的“数学思想方法”这条隐线；4.大量的习题训练，较少思维型的学习,割裂的知识记忆且少有多学科整合的综合应用。
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一、STEM教育理念在小学数学思维型教学中的指导作用
基于STEM教育问题，如何小学数学思维型教学，让课堂更有趣味性、体验性、挑战性、协作性？从而培养学生的思维？以跨学科项目学习为主要特点的 STEM教育，具备建构性学习所强调的探究、发现、协助等基本要求。它是多个学科资源的有机整合，课程设计遵循以“问题”作为导向的项目式学习的教学原则，以鼓励学习者通过运用批判思考、问题解决技能和内容知识，去解决真实世界的问题和争议的教学方法。STEM教育提倡培养学生的质疑精神与问题意识，让学生在学习中善于去发现问题、分析问题、解决问题，有助于促进学生思维的发展，将 STEM教育引入课堂教学中，用不同学科知识解答学生遇到的难题，并调动学生的探索欲，让学生发自内心的渴望探索未知的知识，并在不断探索中发展其思维及自信心。
曹培杰博士说过：“小学开设 STEM教育的直接目的不是培养‘能工巧匠’，而是培养‘全面发展的人’，……开展 STEM教育一定把握‘跨学科’这个核心，引导学生利用多学科知识解决实际问题，把知识学活、学透、学扎实，形成更加完善的知识体系和思维框架，以此应对未来社会的复杂挑战。”因此，我结合小学数学思维型教学特点，设计“问题”项目式学习，创设探究学习方法，引起学生主动积极思考，达到激发学生积极思维，自主建构知识，提升问题解决能力为目的。
二、STEM教育理念在小学数学思维型教学中的应用策略
（一）学科内（间）拆围墙、建通道
1.跨级式整合，促结构化思维形成
在教学中，应注重认识和解答，关心学生在生活运用中促进学习，若能同科学课一样在观察、实验、记录、统计中，将知识还原生活，知识从碎片化将走向系统化。但不同年级学生认知特点存在差异，知识本身具备学科安排特点，那么，这部分内容的“问题”项目式学习，应该在4～6年级尝试地培养结构化思维。例如，我与学生一起研究《长方体的认识》这一内容时，探究新知这部分内容分为两个环节来组织教学：搭建框架合作学习探究特征；拆长方体深入思考，引出长宽高。设计了搭建长方体框架活动，体现了由线面体螺旋上升的认识操作活动，不仅仅是停留在操作层面上，而是进一步引导学生对特征进行深入讨论与思考。每个学习小组的活动材料都不一样。通过搭建引起认知的冲突，进一步认识到长方体各部分的特征。棱如果拆掉一条，你能想象出这个长方体原来的样子吗？拆掉三条呢?至少保留几条棱？你就能够想象出这个长方体原来的样子，这个情景充满了挑战性，为学生展开空间想象留下了广阔的空间。对于第三个问题，大部分学生认为保留三条棱，也有学生认为要保留四条或五条，此时教师营造民主的课堂氛围，充分尊重了学生，允许这些搅局的学生发表不同意见，让他们交流争辩，将一个原本人为规定的数学知识，演绎成为了一次富有挑战性的想象过程，在学生充分讨论、交流环节充分发表自己的见解，增加了学生表达交流的机会，从而使学生的想象力，观察力，分析能力及空间观念均能得到有效的发展。
2.互补式整合，促批判性思维形成
我任教的小学数学与粤教科技版小学科学都有“测量”的教学内容，其中小学数学中的测量侧重运用工具，如使用直尺、米尺等，是一种技能学习，而科学中的测量则侧重于选择合适的测量手段探索并获取所需的信息，重在培养批判性思维。小学数学教学中常发现“单位混用”，原因在于“单位”离开了生活应用，则抽象性更强，对学生的要求便是想象力及推理能力。若在 STEM教育理念影响下，将其设计“选用合适的工具测量你身边的物体”为项目进行活动学习，小学生学习兴趣就来了，特别是小学生通过学用互补，从而培养学生的思维，避免一些不必要的学习问题。
3.延伸式整合，促探索性思维形成
结合 STEM教育理念，培养质疑的精神是教育教学的首要任务。学贵在疑，质疑是激发学生探索兴趣的源泉，解决问题的能力。我与学生一起共同研究《长方体的认识》这一内容为例，教学实践以下：
若只是单纯让学生通过看、摸、数的方式感知长方体的面、棱、顶点后完成学习单，则缺乏学习上的生长空间，学生的空间观念也无法得到更好的建立。于是，我们选与学生对话方法，确保学习的主线。
师问：你们想通过什么方式来研究长方体？（已为学生备好学具）
生1：动手操作；
生2：在动手操作时，我们还要注重合作、分工；
生3：我认为，在分工、合作中，有交流就尽量做一些记录，记录时不要太乱，要注意分类归纳；
师：也就是说，我们利用小棒完成学习单时，可以利用学习单给我们的指引，先观察思考如何搭好长方体，再有序地观察、填表等。
老师要适合适机地介入到学生的话题，学生就能够精准补充回答、追问，进行较为完整对话。前提必须时是良好的倾听习惯的养成，而倾听后的思考便是一个个的学生学会追问起点，在学与思、问与答中推动课堂向前，指引学生在探究活动中把握研究方法和方向，从而激发学生探究长方体特征的欲望，也更直接地在操作有所收获。
（二）STEM教育理念下问题项目式教学对学习场的要求
作为以“问题”项目式学习的导演者，我们应当明确不是听学生发言的内容，而是听其发言中所包含的心情、想法，与他们心心相印。应当追求的不是“发言热闹”， 而是“用心相互倾听”。以有效的学习活动为中介，促进知识的内化，才能真正提高学生的学习效率，促进学生真实学习。在STEM教育理念影响下，克服学科本位，倡导能力立意与学生立场，主张学生通过实践来实现项目式探究性学习。
三、结语
STEM教育理念下项目式学习本身是相当复杂的，并不是短期内就能让学生思维飞跃发展，而是需要一个坚定而漫长的时间。STEM教育的本质是跨学科，短期内也很难将小学数学与其他学科深度融合，教师只有从学科内到学科外的知识拓展的过程中不断思考，才能得以实现。初期阶段，学生的思维有了一定的提升，问题的解决能力也相应提高，如今是尽可能不影响教学情况下进行，从“确定预期结果→确定合适的过程评价→设计问题学习” 研究课程。接下来，我们还需要对学生在传统教育中学习什么、做什么、应该学习什么、应该做什么、做到什么程度等进行深入思考，才能更好培养学生思维，形成更系统的思维型课程结构，真正打开一扇 STEM教育之门。
参考文献
[1]赵中建.美国中小学 STEM 教育研究[M].上海:上海科技教育出版社，2017.
[2]陆亚宇.新课程标准下苏教版小学科学与数学可整合内容梳理[J].课堂经纬，2017.
[3]胡卫平.思维型教学理论引领下创客与STEM 融合的课程体系建构.[J].中国教育信息化 ，2019.02.
[4]该论文是广东省教育科学规划项目《小学数学“三环六步”课堂教学模式研究》成果。