◇任寶生（甘肅：涇川縣玉都鎮(zhèn)郭馬村小學(xué)）

STEM 教育理念最早源于20世紀(jì)中期的美國，其在當(dāng)時屬于科學(xué)教育領(lǐng)域較為先進(jìn)的理念之一。近些年，STEM 教育理念傳入我國，并在原先的基礎(chǔ)上對其進(jìn)行了一定程度的修改，最終形成了一套適合我國當(dāng)前教育形勢、有著發(fā)展價值的教育理論體系，并越來越成為當(dāng)前教育的主流思想。STEM 包含了科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)四個不同的領(lǐng)域，而且，不僅僅是對這四個領(lǐng)域內(nèi)容的簡單概括，還將它們匯聚成了一個有機(jī)的整體，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的多元合一。這一教育思維也值得廣大教育工作者在教學(xué)的其他領(lǐng)域中參考借鑒，以達(dá)到相同的效果。

一、貫徹STEM教育理念，突顯教學(xué)融合價值

要想在教學(xué)中有效貫徹一種新的教學(xué)理念，首先必須找準(zhǔn)它的理論方向，其主要依據(jù)便是該理論的基本思想與主要目標(biāo)。順著這些線索前進(jìn)，自然能夠?qū)⑵溆行?yīng)用于教學(xué)實(shí)踐，充分體現(xiàn)其對教學(xué)的實(shí)際價值。

（一）認(rèn)清規(guī)律，降低教學(xué)難度

例如在小學(xué)數(shù)學(xué)（人教版）二年級上冊第7 課《認(rèn)識時間》的教學(xué)中，時間是一個相對抽象的概念，雖然時間每時每刻都在流逝，但我們無法直接觀察時間的變化。因此，教師教學(xué)時間這一概念就顯得格外困難。為了讓學(xué)生理解時間流逝的本質(zhì)及其對應(yīng)的速度，就引入了鐘表這一工具。學(xué)生只要觀察鐘表上數(shù)字的變化，就知道時間流逝的快慢和多少，發(fā)現(xiàn)時間的規(guī)律。認(rèn)清時間概念之后，學(xué)生在后續(xù)的學(xué)習(xí)及練習(xí)中，也能更好地發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)認(rèn)識水平和學(xué)習(xí)成績的提升。

上述方式，也是對STEM 教育理念的把握，突出了規(guī)律的發(fā)現(xiàn)與運(yùn)用對教學(xué)開展的作用。在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，還存在大量概念理解性內(nèi)容。教師要充分利用這種思維，為學(xué)生建立知識點(diǎn)系統(tǒng)性的理論框架，幫助學(xué)生打好數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。

（二）巧用多種工具，開拓教學(xué)途徑

STEM 教育理念強(qiáng)調(diào)，要脫離傳統(tǒng)教學(xué)模式的各項(xiàng)限制，靈活使用現(xiàn)代化工具，開展新時代教學(xué)。隨著時代的發(fā)展，近年來涌現(xiàn)出了許多新型的信息工具，如電子白板、平板電腦、學(xué)習(xí)機(jī)等。教師在教學(xué)中，要主動使用這些工具，幫助學(xué)生掌握各知識點(diǎn)以及數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)和解題的高效方法。

以小學(xué)數(shù)學(xué)（人教版）三年級下冊第5 課《面積》的教學(xué)為例。在教學(xué)這節(jié)課之前，學(xué)生對面積的概念及內(nèi)容所知有限。而面積問題在小學(xué)中又屬于常見但難度偏高的問題，因此，基礎(chǔ)對于學(xué)生而言尤為重要。面積雖然只是數(shù)據(jù)，但它不可能單獨(dú)存在，而必須依托于圖形。為此，教師在面積這一知識點(diǎn)的教學(xué)中，可以采用數(shù)學(xué)中的數(shù)形結(jié)合方法。以其中的一道課堂練習(xí)題為例。

例題：已知一個長方形的周長為120 厘米，長比寬要長12 厘米，問該長方形的面積為多少平方厘米？

引導(dǎo)：通過簡單的教學(xué)，學(xué)生已經(jīng)熟知了長方形、正方形中面積與邊長之間的關(guān)系，但本題中并未直接給出這個關(guān)系表達(dá)。為了方便學(xué)生計算，避免出現(xiàn)錯誤，宜采用數(shù)形結(jié)合的思維方法，可以先利用電子白板或傳統(tǒng)的黑板工具構(gòu)建一個符合題目要求的圖形。如下圖所示。

解析：由圖形及題中所給出的條件可以得知，長+寬=60 厘米，長-寬=12 厘米，由此便可以直接計算出，長方形的長為36厘米，寬為24厘米。再代入面積公式s=長×寬，得出S=864平方厘米。

（2）樣品濾筒溶液的制備［6］。將采樣后的濾筒撕碎放入250mL錐形瓶中,加100mL水浸沒,瓶口上放一玻璃漏斗于電爐或電熱板上加熱近沸,約30min后取下,冷卻后將浸出液用中速定量濾紙濾入250mL容量瓶中,用20～30mL水洗滌錐形瓶及濾筒殘?jiān)?～4次,洗滌液并入容量瓶中,用pH試紙?jiān)囼?yàn),加1.0或0.10mol/L氫氧化鈉溶液中和至溶液pH7～9,再用水稀釋至標(biāo)線。

當(dāng)然，在小學(xué)數(shù)學(xué)中，還存在許多其他的數(shù)學(xué)思維及解題方法。在以往的教學(xué)中，由于條件的限制，這些方法無法得到廣泛的運(yùn)用。教師必須緊跟時代的發(fā)展，在開展教學(xué)中主動引入新的工具，大膽進(jìn)行嘗試，這同樣是STEM 教育理念的方向之一。

二、透析STEM教育理念，豐富教學(xué)內(nèi)容

多門學(xué)科綜合，多種技術(shù)共用，促進(jìn)社會全面發(fā)展，個人水平全面提升，是STEM 教學(xué)的主要策略。此策略應(yīng)用在教學(xué)中，就是要采用多種方式、結(jié)合不同學(xué)科，對知識點(diǎn)及其所包含的例題進(jìn)行講解，在豐富課堂內(nèi)容的同時，強(qiáng)化學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。在當(dāng)前教育改革的背景下，這種教學(xué)模式有著獨(dú)特而又神奇的作用。

（一）介紹知識背景，積累學(xué)生常識

在以往的教學(xué)模式中，教師常常一開始展開教學(xué)就講解知識點(diǎn)或者以例題作為課堂的開頭。這樣的課堂設(shè)計雖然能在一定程度上給予學(xué)生思考聯(lián)想的空間，但也容易導(dǎo)致學(xué)生根基虛浮，知識點(diǎn)基礎(chǔ)知識掌握不夠。STEM 教學(xué)策略要求教師的教學(xué)從根本出發(fā)，重點(diǎn)鞏固學(xué)生對基礎(chǔ)知識及知識背景的理解。為此，教師在課堂的設(shè)計上，可以以知識點(diǎn)的由來或在生活中的表現(xiàn)為開頭。

例如在小學(xué)數(shù)學(xué)（人教版）六年級上冊第5 課《圓》的課堂教學(xué)中，教師教學(xué)的第一步就可以介紹圓這種形狀的由來及對其規(guī)律最早的發(fā)現(xiàn)。

在此之前，許多學(xué)生對圓往往會有這樣的想法：“圓只是人們想象出來的圖形，跟三角形、長方形等類似，都是由巧合情況被人所發(fā)現(xiàn)的?！比藗兘佑|到的最早的“圓”是太陽與月亮，在人的視角中，這兩個天體呈現(xiàn)的形狀就是標(biāo)準(zhǔn)的圓形。其實(shí)，早在數(shù)千年前，古人就已經(jīng)能利用“圓”完成一些生活活動。例如陶器時代人們制作的陶器中，底邊或開口有很大一部分就是呈圓形的；在春秋戰(zhàn)國時期，搬運(yùn)糧草或作戰(zhàn)時使用的馬車，其車輪同樣也是圓形的。直到兩千多年前，墨子提出了“圓”“一中同長”的概念模型，人們才對“圓”有了相對完整的認(rèn)識。這一模型也為后世圓面積與周長的計算，提供了指引，也就是“圓”在教材中的知識內(nèi)容。

對圓的由來及發(fā)展的具體講述，既豐富了課堂氛圍，提升了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，也強(qiáng)化了學(xué)生對知識的理解。從本質(zhì)出發(fā)，更激起了學(xué)生探索生活中事物的渴望，為學(xué)生建立了像古人一般敢于探索、敢于發(fā)現(xiàn)的理念。這種理念正是社會所需要的，在此指引下，一些當(dāng)前存在的問題，能夠得到有效解決，社會發(fā)展的速度也能得到一定提升，這對應(yīng)著STEM教育理念中人類社會持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

（二）引入視頻資料，啟發(fā)學(xué)生思路

隨著信息化時代的持續(xù)發(fā)展，從網(wǎng)絡(luò)中搜集資料已經(jīng)不再困難。尤其是在教育領(lǐng)域中，有著大量的相關(guān)視頻，值得教師在課堂中借鑒引用，以豐富課堂的內(nèi)容。教師在選取視頻資料的時候，可以重點(diǎn)關(guān)注這幾類內(nèi)容：科普類視頻、高效數(shù)學(xué)方法講解類視頻以及名校名師講堂等。在課堂中，播放這些優(yōu)質(zhì)視頻，不僅能提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能啟發(fā)其思維，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

以小學(xué)數(shù)學(xué)（人教版）四年級下冊第9 課《數(shù)學(xué)廣角——雞兔同籠》的教學(xué)為例。雞兔同籠問題在小學(xué)中屬于難度相對較高、需有一定推理能力才能解決的問題。同時，該問題解法多樣，不同的解法步驟過程也不相同。然而，一種解法并不一定適用于所有學(xué)生，掌握多種解法也能在很大程度上啟發(fā)學(xué)生的思維。為此，教師可以引入視頻《雞兔同籠問題解法集合》，讓學(xué)生了解不同的解法，并選擇其中一種或多種加以應(yīng)用。例如在課堂中有這樣一道例題：

雞兔同籠，有頭40 個，足116 只，問有雞、兔各多少只？

針對這一問題，視頻《雞兔同籠解法集合》中給出了四種具體的解題方法，這里介紹其中的兩種。

解法一：假設(shè)法，假設(shè)籠子里全為雞。首先，學(xué)生必須清楚，題中給出的數(shù)據(jù)，頭的數(shù)量實(shí)際上就是動物的數(shù)量。雞、兔在本題中唯一的區(qū)別就是雞只有兩只足，而兔有四只。因此，當(dāng)籠中全為雞時，足的數(shù)量應(yīng)該是40×2=80 只，而實(shí)際結(jié)果是116只，相差116-80=36 只。由于兔的足數(shù)比雞多兩只，因此可以得出兔的數(shù)量為36÷2=18只，雞的數(shù)量為40-18=22只。

解法二：公式法，經(jīng)過眾多教師多年的經(jīng)驗(yàn)綜合，對雞兔同籠問題建立了一套完整的公式體系，只要套用公式，便能有效解決問題。其公式為：總足數(shù)÷2-總頭數(shù)=兔的數(shù)量，總頭數(shù)-兔的數(shù)量=雞的數(shù)量。代入題中就是：兔的數(shù)量=116÷2-40=18 只，雞的數(shù)量=40-18=22 只。這種方法能較快解出答案，但存在一定的局限性，應(yīng)對靈活的題目，則常常表現(xiàn)得束手無策。因此，該方法僅作為學(xué)生在沒有思路時，備用的解題方案。

通過一個視頻，學(xué)生認(rèn)識了解決一類問題的多種方式，有基礎(chǔ)認(rèn)識部分，也有擴(kuò)展提升部分。將此類視頻引入課堂，既能豐富課堂內(nèi)容，提升教學(xué)效率，也能適應(yīng)不同學(xué)習(xí)情況學(xué)生發(fā)展的需要，符合STEM教育理念的策略要求。

三、應(yīng)用STEM教育理念，激發(fā)學(xué)生潛能

STEM 教育理念的優(yōu)勢在于其靈活性與綜合適應(yīng)性，能夠有效整合多種不同方向的內(nèi)容，形成一個有機(jī)的整體。這種教育方式，對學(xué)生潛能的激發(fā)也能起到重要作用。

（一）學(xué)科串聯(lián)，強(qiáng)化學(xué)生整合意識

學(xué)科的跨越性串聯(lián)是STEM 教育理念的核心部分，該部分在小學(xué)數(shù)學(xué)中的集中表現(xiàn)是“將小學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)習(xí)與數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)之間相互關(guān)聯(lián)”。科學(xué)技術(shù)與數(shù)學(xué)之間本就有著多重聯(lián)系，科學(xué)的學(xué)習(xí)也必須建立在一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)之上。為此，教師能夠較容易地將兩者知識點(diǎn)結(jié)合進(jìn)行講解。

例如可以將小學(xué)數(shù)學(xué)（人教版）三年級上冊第3課《測量》課堂教學(xué)與小學(xué)科學(xué)（人教版）第一冊第四章第三節(jié)《尺的使用》進(jìn)行串聯(lián)整合。尺子是小學(xué)生測量物體的常用工具，而許多學(xué)生對于“尺”的規(guī)范使用并不清楚。而在小學(xué)科學(xué)的學(xué)習(xí)中，學(xué)生清楚了尺子在測量物體時的規(guī)范用法。以測量正方體的邊長為例（如圖所示），首先必須對齊零刻度線，其次在測量中，要使尺子與待測的面垂直，最后測出實(shí)際數(shù)值，并進(jìn)行估讀。以本次測量數(shù)值為例，正確的讀數(shù)應(yīng)為10.1毫米。

由此可見，學(xué)科的串聯(lián)性對于教學(xué)的開展具有重要意義，其不僅能提升教學(xué)質(zhì)效，還能建立一個良性的教學(xué)模式，幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識內(nèi)容，提升思維路徑。

（二）齊頭并進(jìn)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展

STEM 教育理念對學(xué)生的全面發(fā)展提出了很高的期望，希望學(xué)生能夠借助STEM 教育的特殊模式，發(fā)揮長處，補(bǔ)齊短板，促進(jìn)自身的全面發(fā)展。為此，在該理念的引導(dǎo)下，教師要著重關(guān)注學(xué)生在當(dāng)前學(xué)習(xí)中存在的問題，及時進(jìn)行糾正。

教學(xué)并不是單方向一味前進(jìn)的過程，教師在開展教學(xué)時，也必須注意實(shí)時回顧。要以學(xué)生的學(xué)習(xí)情況為基礎(chǔ)，做到齊頭并進(jìn)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)成績與認(rèn)識水平穩(wěn)步提升，滿足STEM 教育理念在教育實(shí)踐中的需要。

綜上所述，STEM 教育理念作為教育體系改革下教學(xué)發(fā)展的主流思想，發(fā)揮著獨(dú)到的作用。實(shí)施STEM 模式的教學(xué)，也是教育發(fā)展的必然趨勢，教師要積極響應(yīng)，主動接受。