(河北省保定市滿城區(qū)實驗小學,河北 保定 072150)
在小學數(shù)學教育中,STEM 教育理念和學科的融合已經(jīng)成為新課程改革背景下的重要教學發(fā)展趨勢。在STEM 教育理念的引導下,教師將會大幅度提高課堂組織效率,引導學生完善他們的解題能力、創(chuàng)新能力以及實踐能力,真正幫助學生夯實基礎(chǔ)、培養(yǎng)核心素養(yǎng),令學生在數(shù)學教育中獲得健康發(fā)展。
STEM 實際上就是“科學”“技術(shù)”“工程”“數(shù)學”等四個詞語英文單詞的簡稱,以STEM 為基礎(chǔ)的教育理念是比較新穎的,它既關(guān)注各門學科的獨立教育價值,也關(guān)注這四門學科知識之間的內(nèi)在邏輯關(guān)系,在實際教學中甚至可以打破學科界限,讓這四門學科可以相互交叉,讓學生從中汲取更豐富的知識與營養(yǎng)。因此,在數(shù)學學科教學中引入STEM 教育理念,這是符合STEM概念內(nèi)涵特點的重要舉措,有利于實現(xiàn)復合型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標。教師應該在STEM 教育理念指導下為學生搭建一個良好的知識橋梁,以促進小學生在綜合問題解決能力、科學素養(yǎng)、創(chuàng)新能力等方面的健康發(fā)展。
STEM 教育理念與小學數(shù)學課程具有極高的契合性,實現(xiàn)了對小學教學內(nèi)容的高度重要,對學生的計算能力培養(yǎng)、科學創(chuàng)造思維培養(yǎng)均具有促進意義。對于小學階段的學生來說,圖形認知能力是他們應該且必須掌握的基本能力和素養(yǎng)。只有對圖形的認識到位,學生后期的幾何學習道路才能順暢無阻,而STEM 教育理念的應用則在極大程度上提高了圖形認知教學效率,為學生基礎(chǔ)的夯實提供了助力。以三角形的認識教學為例,教師可以采用STEM 理念設計教學方案,為學生建構(gòu)起“我是建筑師”的教學背景,告知學生本節(jié)課的主要內(nèi)容是利用積木機器人認識三角形特點。首先,教師應該認識到本堂課的核心教學目的是為學生介紹三角形具有穩(wěn)定性的基礎(chǔ)知識,所以整體教學活動應該以空間結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性提升為基石,循序漸進的引領(lǐng)學生探究提高空間穩(wěn)定性的方法策略以及其背后所蘊含的科學原理,培養(yǎng)學生的時間操作能力以及工程設計思想。其次,為提高知識教學的整體效率,教師可以引導學生對所學過的平行四邊形知識進行系統(tǒng)性回顧,并引入空間結(jié)構(gòu)的對稱性概念,讓學生掌握三角形的穩(wěn)定性特質(zhì),并以此為依據(jù)對積木的形狀、連接方式進行設計。再次,當學生確定設計和制作的最終方案后,教師可以鼓勵班級內(nèi)學生對自身關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性的想法進行簡要介紹,確定學生的思維發(fā)散以基本數(shù)學概念為出發(fā)點,并最終回歸于數(shù)學實際問題。在這一方案中,學生不僅掌握三角形的概念和性質(zhì),同時對空間立體組合形成了深層次認知,還對工程建筑方面的關(guān)于結(jié)構(gòu)搭建、材料選擇、連接方式等知識有一定了解,培養(yǎng)了學生的科學精神,學生在動手實踐的過程中也收獲了知識與快樂,這是STEM 教育理念對教學帶來的改變。
引入STEM 這種旨在培養(yǎng)學生綜合素養(yǎng)的教育理念,有利于課堂形式選擇上出現(xiàn)多樣化發(fā)展趨勢,教師選擇的方向更全面,其優(yōu)選出的活動主題,更符合學生的興趣切入點。比如,在圓的教學中,學生對圓的一些周長、面積概念不容易理解,以“套圈”這一STEM方案為例,學生制作任意不同形狀的鐵絲“套”進行套圈游戲,制作過程中,學生獨立探索使用鐵絲長度的計算方法,包括繩測法、滾動法等。在游戲開始,學生自由選擇“圈”的形狀、周長計算方式,然后對比不同形狀的鐵絲對套圈效果的差異,此時,引入周長計算方法,利用機器人模擬圓的“割補法”、機器人沿圖形計算周長等方法。這樣,學生通過親自參與日?!疤兹Α庇螒蛑?,對圓的周長、面積公式,都有了深刻理解。
教師根據(jù)STEM 教育理念構(gòu)建綜合型數(shù)學課堂,實際上就是將數(shù)學學科與科學學科、技術(shù)學科、工程學科等進行有機融合,旨在打破各學科之間的界限,拓展學生在數(shù)學學習中的認知面,提高學生的綜合素養(yǎng)與學習能力。如在《圖形的放大與縮小》這一數(shù)學課的教學中,教師可讓學生圍繞著地圖的放大和縮小初步了解本節(jié)課的重要知識點,在這個基礎(chǔ)上利用多媒體技術(shù)為學生靈活地展現(xiàn)圖形的放大和圖形的縮小過程,讓學生在直觀形象的知識演示過程中更好地掌握數(shù)學知識。此外,教師可以提出建筑工程圖形設計方面相關(guān)的數(shù)學問題,讓學生對其數(shù)學問題展開探究,提出解決數(shù)學問題的方法。
綜上所述,教師要正確認識到STEM 教育理念在數(shù)學教學中的重要價值,積極地將其融入實際的教學過程中,打破四大學科之間的界限,采取相適應的教學策略提高數(shù)學課的教學實效性,讓學生在STEM 理念指導下的數(shù)學課堂中提高學科素養(yǎng)與學習能力。