基于STEM教育理念的小学数学教学方法研究
马立意
【摘要】STEM教育的根本目的是培养学生的动手实践能力和创新意识，并且强调学科间的纵横交错，其理念与小学数学课程标准理念相同.为更好地完成小学阶段数学教学任务，一些研究者把STEM教育理念引进数学课程教学中，以发散学生的思维，培养学生的创新能力，实现学生综合素质的提升.本文首先阐述了STEM教育的内涵，其次探讨了STEM教育理念的必要性，通过分析影响小学数学教学策略的因素，实现基于STEM教育理念的小学数学教学方法的构建.
【关键词】STEM教育理念;小学数学;教学方法
STEM教育理念是20世纪80年代由美国科学促进会在人才教育改革计划中所提出的，其主要内容是培养科学精神、提升数学素养、提高科技创新能力等，并将这些内容进行有效的整合，实现共同发展，立足于国家教育战略层次之上培养数学领域人才，加强独立知识体系间的内在关联性，为学生构建运用数学与科学的情境，实现数学知识体系与实际情况相结合的教学方式.
1 SETM教育的内涵
STEM是四个学科英文单词首字母的缩写：Science（科学）、Technology（技术）、Engineering（工程）、Mathematics（数学）.Science（科学）是了解自然并对自然界客观规律做出解释的学科;Technology（技术）和Engineering（工程）是以尊重自然规律为前提，持续改造世界、合理利用并有效控制大自然的学科，使人们面对社会发展过程中遇到的问題加以科学合理的解决;Mathematics（数学）则是开展工程与技术、STEM教育的理论基础学科.
20世纪90年代末，美国国家科学基金会对STEM做的定义指出，其既包含了科学、技术、计算机科学和技术，还包含了社会科学.在学术界看来，STEM教育不仅应包含科学、技术、工程、数学四个学科，还应当包含医学、环境、农业与教育等学科.部分学者认为STEM中还应融入创新元素和艺术元素.目前，对于STEM教育，学界仍未做出权威的定义，但通过对各方表述的了解，不难看出，STEM教育旨在对学科进行整合，促进学生综合素养和创新能力的提升.
2 STEM教育理念的必要性
数学内容涉及人们生活与工作的方方面面，其基本概念包含了科学理论、生活常识、推理逻辑，由于小学生的思维能力处于萌芽时期，学习习惯也处于初期形成阶段，所以数学向来都是这一时期的教学难点.在小学数学教学中，一些教师仍沿用传统的教学形式，以单向传授知识为主，学生被动地获取知识.另一些教师可能会运用一些现代信息技术视频、音频等为学生展示知识，但举的例子大都脱离学生的实际学习与生活.学生学习兴趣不浓，参与不积极，对概念的推导过程认识不足，理论掌握程度低，理解不全面，从而阻碍了学生探索问题能力的发展与提升，这与新课程标准所提出的“核心素养”相差甚远.将STEM教育理念融入数学教学，通过利用STEM的整合能力把数学方法和数学思维突显出来，以数理内涵为主干，多个学科协调互补，加上STEM的趣味性、技术性等优势，教师能更好地完成小学数学教学任务.
3 影响小学数学教学方法的因素
人类的进步发展与数学紧密相连，数学不仅是人类文化的重要组成部分，也是推动学生全面发展的重要动力之一，贯穿于整个社会生产和人们生活与工作之中.在教学过程中，想要帮助学生树立正确的学习数学的方法，教师必须采用正确的教学策略.然而，当今社会经济文化的迅猛发展，仍存在诸多因素影响小学数学教学策略的开展与实施.
3.1 社会环境因素
3.1.1 社会需求是研究小学数学教学方法的内在因素
小学数学教学方式改革在一定程度上的依据是社会需求.与个体需求相同，社会需求也是人类需求的重要组成部分，是集体通过个体所展现出的要求.它随着社会和经济的发展而处于持续改变之中.
数学涉及人们生活与工作的方方面面，数学学习的基础时期就是小学阶段，该阶段也是培养学生学习兴趣的最佳时期.科学的数学教学方法能够充分激发学生的学习欲望和学习动力，开拓学生的思维，为学生将来更好地服务于社会奠定良好的基础.
3.1.2 STEM教育是研究小学数学教学方法的背景
近年来，国家越来越重视教育的改革与发展，并及时发布了与STEM相关的文件政策，加强学科本质的认知，着重培养科学素养，以实现我国教育事业的改革创新和持续发展.在STEM教育理念背景下，小学数学的教学目标是提升学生的学习兴趣，培养学生的创新意识和实践能力.
3.1.3 数学课程标准是研究小学数学教学方法的根据
《义务教育数学课程标准（2011年版）》中着重强调了应在数学的整个学习过程中培养学生的推理能力.现代教育的基本任务是培养学生的创新意识和独立思考能力.因此，教师必须从小学开始培养学生的创新意识和独立思考能力.
3.2 教师专业素养因素
3.2.1 教师的敬业精神
教师从事教育事业的基本前提是热爱教育事业，这也是教师发展的动力所在.教师的职责就是教书育人，教师不仅要言传身教、因材施教，还要提升自我、充实自我，以便于更好地服务于学生，服务于教育事业.
3.2.2 教师的专业知识水平
教学活动的开展依托于教师的专业知识水平，因此教师不仅要具备专业学科知识，还要具备相关的教学理论知识.在教学过程中，教师必须不断完善自己，以更好地引导学生.教学过程具有复杂性，其复杂性表现在过程和对象两方面，这也为教师开展的教学活动提出了更高的要求.
3.2.3 教师的思维能力发展
教师既要适时研究教学活动，又要不断进行自我反思，教师的思维应兼具连续性、多元性、生成性.在各种突发教学状况下，拥有良好思维能力的教师可以应对自如.
3.3 学生因素
3.3.1 学生缺乏学习的兴趣与动力
在小学数学教学中，想要达到预期的课堂效果就必须先激发学生的学习兴趣，只有以兴趣为导向才能充分调动学生学习数学的积极性.有效的学习动力能够激发学生学习数学的兴趣，并有利于学生保持良好的学习状态.目前最先进的教学方法和理念之一就是STEM教育理念，其在小学课堂中的应用将大幅度提升学生的学习兴趣，实现学生的全面发展.
3.3.2 学生主观学习意识不足
学生是教学活动的主体，教师应在教学过程中突出学生的主体地位，引导学生进行自主学习.在传统的教学模式下，一些教师采用灌输式教学法，学生处于被动的学习状态，并且教学内容脱离实际，阻碍了学生产生主观学习意识.优秀的教师能够将学生的注意力集中起来，引导学生自主思考，使学生始终处于思维活跃的状态之中，充分凸显学生的主体地位.
3.3.3 独立思考和解决问题的能力较差，创新意识低
在学习过程中遇到问题或困难时，一部分学生能够独立思考并解决问题，而有些学生选择逃避或放弃，这表明这些学生解决问题的解决能力较差.基于这种情况，教师应培养学生的探索意识，训练学生解决问题的能力，培养学生独立思考的习惯.会提出问题才有创新的可能，疑问是主动探索的体现，创新能力就体现在提出疑问中.在应试教育的影响下，一些教师过分注重成绩而忽视了学生创新意识的培养.教师应营造轻松愉悦的教学环境，加深学生对问题的认识，提升学生的自主学习意识，从而实现学生创新意识的提升.
4 基于STEM教育理念的小学数学教学方法的构建
4.1 教学准备
4.1.1 合理选择教材内容
有关部门应按照课程标准的核心思想编写教材，并充分考虑学生学习数学的兴趣.在课程开展过程中，教师既要充分发挥教材的作用，又要将知识与实际生活相结合.教师应对教材进行深入的分析，关注重点与难点，合理把握与运用教材，在授课过程中突出STEM教育理念，把数学的相关知识进行整合，重点讲解重难点，打造开放性的教学课堂.
4.1.2 明确教学目标
教学目标在教学过程中的作用很大，其是教学活动开展的指示牌，是教学实施的根本所在.教师在开展教学课程前应明确教学目标.教学目标的制订应以学生的实际情况为出发点，教师应客观对待学生间的差异，综合考虑基础较好的学生和基础较差的学生的学习需求.
4.1.3 科学选择教学手段
在小学数学教学过程中，教师应根据不同的教学内容采用不同的教学手段.当前小学数学教学中教学的手段各式各样，常见的有自主学习法、多媒体教学法、合作探究法等.教师在选择教学手段时应全面考虑教学手段对学生的影响.
4.2 教学实施
4.2.1 STEM教育理念与教材知识的融合
在充分认识和掌握教材内容后，教师应把STEM教育理念融入数学教学活动，尽可能地把数学知识同其他学科结合起来开展知识内容的讲解，这样做不仅能拓展学生的知识体系，还能使学生了解学科间的关系.STEM教育理念强调学科融合及强化学生的知识体系，培养学生的创造性思维.STEM教育理念不仅使教学内容和教学方式得到丰富，还有效推动了学生的全面发展.在教学过程中，STEM教育理念不仅丰富了学生综合文化知识，还有助于学生数学综合素养的提升.
4.2.2 STEM教育理念与教学设计的融合
教学设计是实现教学目标的关键之一，将STEM教育理念融入小学数学教学设计之中，有利于教师更好地设计教学，使学生的学习与实践能力都得到提升.STEM教育理念的特点包含综合性、真实性等，教师应把问题作为教学设计的核心，与学生的实际生活相契合，充分发挥学生的自主能动性，提高学生的综合性素养.
4.2.3 STEM教育理念与教学方式的融合
学生的学习状态在一定程度上取决于教师采用的教学方式，STEM教育理念与教学方式方法相融合，有助于提升学生的学习兴趣与动力.教师通过采用STEM教育理念，以学生的学习兴趣为出发点，培养学生的观察与思考能力，实现培养学生的创新意识;通过小组间的协作，增强了学生的团体协作意识、沟通能力、实践能力和创新能力.
4.3 教学评价
首先，基于STEM教育理念的教学评价强调重评价主体的多元化，不同主体的不同观点相结合，提炼出有关数学发展的相应建议.教师需按照评价结果适时改进与调整教学计划和策略，做到评以致用.
其次，学生学习的积极性在一定程度上受评价方式的影响.在STEM教育理念引导下，教师对教学过程和结果运用多种评价方式，有利于学生学习信心和学习兴趣的培养.
最后，STEM教育评价强调评价过程，通过评价过程与评价结果的相辅相成，获得全面真实的评价.
STEM教育理念下，小学数学教学方法应有利于学生的发展，培养学生的创新思维能力.
小学阶段是学生数学学习并积累基础知识的重要时期.把STEM教育理念融入小学数学教学方法之中，不仅能使教学活动的开展多样化、趣味化、综合化、整合化，还能培养学生的实践能力和创新思维，为我国未来的发展奠定了良好的综合型人才基础.
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