摘 要：隨著科技的迅速發(fā)展，STEM教育理念在全球范圍內(nèi)日益受到重視.本文以小學(xué)數(shù)學(xué)中的“梯形面積”教學(xué)為例，探討了STEM教育理念在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂中的具體應(yīng)用.通過(guò)設(shè)計(jì)和實(shí)施基于STEM教育理念的教學(xué)活動(dòng)發(fā)現(xiàn)這種教學(xué)方法能有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)其問(wèn)題解決能力，并促進(jìn)跨學(xué)科知識(shí)的整合.

關(guān)鍵詞：STEM教育理念；小學(xué)數(shù)學(xué)；梯形面積；跨學(xué)科整合

STEM教育理念強(qiáng)調(diào)科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)學(xué)科的融合，旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力.在小學(xué)數(shù)學(xué)教育中引入STEM教育理念，不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能培養(yǎng)其綜合運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力.本文以小學(xué)數(shù)學(xué)中的“梯形面積”教學(xué)為切入點(diǎn)，探討如何將STEM教育理念有效融入課堂教學(xué)，以期為小學(xué)數(shù)學(xué)教育的改革與創(chuàng)新提供實(shí)踐參考．

1 STEM教育理念：數(shù)學(xué)課堂的變革之風(fēng)

STEM教育理念在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中具有重要意義，它將科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)有機(jī)結(jié)合，為學(xué)生提供了一個(gè)綜合性的學(xué)習(xí)環(huán)境.通過(guò)將STEM教育理念融入數(shù)學(xué)教學(xué)，學(xué)生能夠?qū)⒊橄蟮臄?shù)學(xué)概念與實(shí)際生活緊密聯(lián)系，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)機(jī).這種跨學(xué)科的教學(xué)方法有助于培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維、問(wèn)題解決能力和創(chuàng)新精神.同時(shí)，STEM教育理念融入數(shù)學(xué)教學(xué)也為學(xué)生未來(lái)的職業(yè)發(fā)展奠定基礎(chǔ)，使他們更好地適應(yīng)日益復(fù)雜的科技社會(huì)．

2 梯形面積大變身：STEM教學(xué)設(shè)計(jì)的藝術(shù)

2.1 目標(biāo)星圖：繪制STEM教學(xué)藍(lán)圖

基于STEM教育理念的梯形面積教學(xué)設(shè)計(jì)中，教學(xué)目標(biāo)設(shè)定需多維度考慮.核心目標(biāo)是確保學(xué)生掌握梯形面積的計(jì)算方法和概念理解.教師還應(yīng)著重培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，如設(shè)計(jì)和優(yōu)化空間利用.通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證面積公式，可發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力.設(shè)計(jì)和制作特定面積的梯形物品有助于培養(yǎng)工程思維.同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生使用電子表格進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和可視化，提升技術(shù)工具應(yīng)用能力.［1］

2.2 創(chuàng)意工坊：梯形面積的趣味探索

2.2.1 測(cè)量大冒險(xiǎn)：探究梯形面積的秘密

教師準(zhǔn)備不同形狀的梯形卡片，如等腰梯形、直角梯形等，每組學(xué)生領(lǐng)取一套.學(xué)生使用直尺測(cè)量梯形的上底、下底和高，并在工作紙上記錄數(shù)據(jù).隨后，學(xué)生運(yùn)用梯形面積公式計(jì)算各個(gè)梯形的面積.為驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果，學(xué)生將兩個(gè)相同的梯形分別剪成小三角形和長(zhǎng)方形，拼接成大長(zhǎng)方形，通過(guò)測(cè)量大長(zhǎng)方形的長(zhǎng)和寬來(lái)計(jì)算面積，與公式計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比.探究結(jié)束，學(xué)生比較不同梯形的面積，討論在周長(zhǎng)相同的情況下，哪種梯形面積最大，并嘗試解釋原因.通過(guò)這一系列操作，學(xué)生不僅加深了對(duì)梯形面積公式的理解，還培養(yǎng)了測(cè)量、計(jì)算和分析能力．

2.2.2 工程小能手：打造最優(yōu)梯形容器

將梯形面積知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際工程問(wèn)題能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力.教師提出一個(gè)實(shí)際情境“設(shè)計(jì)一個(gè)底面為梯形的儲(chǔ)水容器，要求在使用相同面積材料的情況下，容器的容量最大”.學(xué)生分組討論影響容器容量的因素，如底面積、高度等.隨后，每組使用相同面積的硬紙板，設(shè)計(jì)并制作不同形狀的梯形容器.學(xué)生需要計(jì)算每個(gè)容器的底面積和體積，并在組內(nèi)比較.接著，學(xué)生使用量杯向容器中倒水，驗(yàn)證哪個(gè)組設(shè)計(jì)的容量最大.在實(shí)踐過(guò)程中，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)等腰梯形底座的容器容量最大.設(shè)計(jì)完成后，學(xué)生總結(jié)過(guò)程，分析為什么某些設(shè)計(jì)更符合要求，并思考如何將這一原理應(yīng)用到其他工程設(shè)計(jì)中.這種實(shí)踐不僅強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)梯形面積公式的應(yīng)用，還培養(yǎng)了學(xué)生的空間思維和工程設(shè)計(jì)能力.［2］

2.2.3 技術(shù)應(yīng)用：使用電子表格計(jì)算和可視化梯形面積

引入技術(shù)工具能幫助學(xué)生更好地理解和應(yīng)用梯形面積知識(shí).教師演示如何使用電子表格軟件創(chuàng)建梯形面積計(jì)算器.學(xué)生跟隨教師的指導(dǎo)，在電子表格中輸入公式，創(chuàng)建一個(gè)可以自動(dòng)計(jì)算梯形面積的工具.這個(gè)工具在使用者輸入上底、下底和高后，自動(dòng)計(jì)算出相應(yīng)梯形的面積.學(xué)生使用這個(gè)工具計(jì)算不同梯形的面積，并比較結(jié)果.為了可視化這些數(shù)據(jù)，學(xué)生學(xué)習(xí)制作柱狀圖或餅圖，直觀地展示不同梯形的面積.進(jìn)階任務(wù)包括創(chuàng)建一個(gè)可以同時(shí)計(jì)算多個(gè)梯形面積的表格，并自動(dòng)生成比較圖表.學(xué)生還探索如何使用電子表格的條件格式功能，以不同顏色標(biāo)注特定范圍的面積值．

2.3 成果檢驗(yàn)：STEM學(xué)習(xí)的多維評(píng)估

評(píng)估包括形成性評(píng)估和總結(jié)性評(píng)估兩個(gè)方面.形成性評(píng)估通過(guò)觀察學(xué)生在活動(dòng)中的參與度、小組合作情況和問(wèn)題解決能力來(lái)進(jìn)行.教師可使用觀察量表記錄學(xué)生在實(shí)踐操作、數(shù)據(jù)分析和技術(shù)應(yīng)用等方面的表現(xiàn).總結(jié)性評(píng)估則包括傳統(tǒng)的筆試題目，考查學(xué)生對(duì)梯形面積概念的理解和計(jì)算能力，以及開(kāi)放性的項(xiàng)目評(píng)估，要求學(xué)生設(shè)計(jì)并完成一個(gè)涉及梯形面積應(yīng)用的小項(xiàng)目.此外，學(xué)生的自評(píng)和互評(píng)也是重要的評(píng)估組成部分，有助于培養(yǎng)其反思能力和批判性思維．

3 課堂實(shí)驗(yàn)室：STEM教學(xué)的現(xiàn)場(chǎng)直播

3.1 學(xué)習(xí)熱潮：學(xué)生參與度的驚人提升

在探究活動(dòng)中，學(xué)生熱衷于測(cè)量不同梯形，小組內(nèi)討論熱烈，相互驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果.有趣的是，在拼接梯形成長(zhǎng)方形的環(huán)節(jié)，一些學(xué)生創(chuàng)造性地提出了不同的拼接方法，引發(fā)了全班的討論.在工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，學(xué)生展現(xiàn)出極大的創(chuàng)造力，有的組嘗試設(shè)計(jì)不規(guī)則梯形.值得注意的是，在遇到困難時(shí)，如容器漏水或計(jì)算錯(cuò)誤，學(xué)生并未輕易放棄，而是通過(guò)小組合作尋求解決方案.［3］在使用電子表格的過(guò)程中，雖然部分學(xué)生初期操作不熟練，但很快就能互幫互助，共同完成任務(wù).整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生之間的互動(dòng)頻繁，不僅限于小組內(nèi)部，還經(jīng)?？缃M交流，分享各自的發(fā)現(xiàn)和心得．

3.2 關(guān)鍵時(shí)刻：教學(xué)效果的精彩瞬間

驗(yàn)證環(huán)節(jié)，當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)拼接后的長(zhǎng)方形面積與公式計(jì)算結(jié)果一致時(shí)，大部分學(xué)生表現(xiàn)出恍然大悟的神情，這標(biāo)志著他們真正理解了梯形面積公式的本質(zhì).工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)是學(xué)生普遍認(rèn)為最有趣的部分.通過(guò)設(shè)計(jì)和制作梯形容器，學(xué)生不僅應(yīng)用了梯形面積知識(shí)，還培養(yǎng)了空間思維能力.在比較不同設(shè)計(jì)時(shí)，學(xué)生自發(fā)地討論了為什么等腰梯形設(shè)計(jì)更優(yōu)，體現(xiàn)了學(xué)生批判性思維的發(fā)展.技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)中，學(xué)生快速掌握了電子表格的基本操作，并能創(chuàng)造性地使用條件格式功能可視化數(shù)據(jù)．

4 揭秘STEM效應(yīng)：教學(xué)創(chuàng)新的深度剖析

4.1 STEM教育理念對(duì)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的影響

4.1.1 數(shù)學(xué)概念理解的深化之旅

通過(guò)動(dòng)手操作和跨學(xué)科應(yīng)用，學(xué)生不再將梯形面積公式視為抽象的公式，而是理解其實(shí)際意義.在制作梯形容器的過(guò)程中，學(xué)生直觀地感受面積變化如何影響容量，這種體驗(yàn)使他們更深入地理解了面積概念.［4］學(xué)生開(kāi)始主動(dòng)探索其他圖形的面積計(jì)算方法，如將梯形分割成長(zhǎng)方形和三角形來(lái)計(jì)算面積，反映出他們對(duì)幾何概念的靈活運(yùn)用．

4.1.2 問(wèn)題解決能力的飛速提升

在梯形面積的學(xué)習(xí)中，學(xué)生不再局限于固定的解題模式，而是能夠靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題.在設(shè)計(jì)最優(yōu)梯形容器的任務(wù)中，學(xué)生需要綜合考慮材料限制、容量最大等多個(gè)因素，這培養(yǎng)了他們的多維思考能力.觀察發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)STEM教學(xué)活動(dòng)學(xué)生在面對(duì)新問(wèn)題時(shí)，更傾向于先分析問(wèn)題本質(zhì)，然后制定解決策略，而不是盲目套用公式.學(xué)生在團(tuán)隊(duì)協(xié)作解決問(wèn)題時(shí)表現(xiàn)出色，能夠有效分工、交流想法，并綜合各方意見(jiàn)得出最佳解決方案．

4.1.3 學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)機(jī)的涌動(dòng)

通過(guò)將梯形面積與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，學(xué)生不再將數(shù)學(xué)視為枯燥的科目，而是充滿(mǎn)趣味和實(shí)用價(jià)值的知識(shí).課堂觀察顯示，學(xué)生在STEM活動(dòng)中表現(xiàn)出高度的專(zhuān)注和熱情，主動(dòng)提問(wèn)和探索的頻率明顯增加，學(xué)生開(kāi)始主動(dòng)將數(shù)學(xué)知識(shí)與日常生活聯(lián)系起來(lái).

4.2 挑戰(zhàn)與突破：STEM教學(xué)的成長(zhǎng)之路

在實(shí)施基于STEM教育理念的梯形面積教學(xué)過(guò)程中，筆者遇到了幾個(gè)主要挑戰(zhàn).首先是時(shí)間管理挑戰(zhàn)，STEM活動(dòng)往往需要更多時(shí)間，這與傳統(tǒng)課程安排存在沖突.因此，可以采取模塊化教學(xué)策略，將活動(dòng)分解為可在不同課時(shí)完成的小單元.其次是學(xué)生能力差異帶來(lái)的挑戰(zhàn)，部分學(xué)生在跨學(xué)科整合方面表現(xiàn)吃力.針對(duì)這一問(wèn)題，可以實(shí)施分層教學(xué)和同伴互助機(jī)制，讓能力強(qiáng)的學(xué)生幫助其他同學(xué).此外，教師對(duì)STEM教學(xué)方法不夠熟悉也是一個(gè)挑戰(zhàn).通過(guò)組織專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)和建立教師學(xué)習(xí)社區(qū)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，鼓勵(lì)教師分享經(jīng)驗(yàn)和資源.最后是材料和設(shè)備限制的挑戰(zhàn).為此，可以積極尋求家長(zhǎng)和社區(qū)的支持，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生使用可回收材料進(jìn)行創(chuàng)作，不僅解決了資源問(wèn)題，還培養(yǎng)了學(xué)生的環(huán)保意識(shí).［5］

4.3 可能性與限制：STEM教育的現(xiàn)實(shí)思考

研究表明，STEM教學(xué)能有效提升學(xué)生的數(shù)學(xué)理解能力和學(xué)習(xí)興趣.特別是在“梯形面積”這樣的具體單元中，STEM教育理念為抽象概念提供了生動(dòng)的實(shí)踐背景.可行性還體現(xiàn)在其對(duì)培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的契合度上，如批判性思維和創(chuàng)新能力.然而，STEM教育理念在小學(xué)數(shù)學(xué)中的應(yīng)用也存在一些局限性.首先，它要求更多的教學(xué)時(shí)間和資源，這在當(dāng)前的教育體系中可能難以全面實(shí)施.其次，教師需要具備跨學(xué)科知識(shí)和技能，這對(duì)教師培訓(xùn)提出了更高要求.再次，在標(biāo)準(zhǔn)化考試占主導(dǎo)的評(píng)價(jià)體系下，STEM教學(xué)的一些軟性成果（問(wèn)題解決能力的提升）可能難以得到充分體現(xiàn).最后，對(duì)于某些抽象度很高的數(shù)學(xué)概念，純粹的STEM教學(xué)可能不如傳統(tǒng)教學(xué)有效．

5 結(jié)語(yǔ)

將STEM教育理念引入小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)，特別是在“梯形面積”這一具體單元中的應(yīng)用，展現(xiàn)了顯著的教育效果.通過(guò)設(shè)計(jì)和實(shí)施跨學(xué)科的實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生不僅加深了對(duì)數(shù)學(xué)概念的理解，還提高了解決實(shí)際問(wèn)題的能力.研究表明，STEM教育理念能夠有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)其創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力.然而，在實(shí)施過(guò)程中也面臨諸如課時(shí)安排、資源整合等挑戰(zhàn)，需要教師進(jìn)一步探索和優(yōu)化.教師應(yīng)繼續(xù)深入研究STEM教育理念在不同數(shù)學(xué)主題中的應(yīng)用，并探討如何在更大范圍內(nèi)推廣這種教學(xué)模式，以便更好地培養(yǎng)適應(yīng)未來(lái)社會(huì)需求的創(chuàng)新型人才．

參考文獻(xiàn)

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［2］張熹.基于STEM教育理念的小學(xué)數(shù)學(xué)跨學(xué)科整合教學(xué)策略［J］.數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與研究，2024（22）：156-158．

［3］張燕霞.“雙減”背景下基于STEM教育的小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)模式研究［J］.求知導(dǎo)刊，2024（19）：95-97．

［4］王興平.基于STEM教育理念的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)創(chuàng)新性探索［J］.小學(xué)生（下旬刊），2024（6）：88-90．

［5］何金樁.基于STEM教育理念的小學(xué)數(shù)學(xué)創(chuàng)新探究［J］.河南教育（基教版），2024（4）：74-75．