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STEM教育在小学数学“综合与实践”教学中运用的实践研究

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  摘要:Stem是近年来出现的一个新的教育概念,组织结构包括科学、技术、工程和数学。在目的和要求上,STEM和数学教育有很多相似之处。因此,数学教师必须充分利用STEM教育提高学生的问题解决能力。只有在STEM理念下的小學数学综合实践教学,才能全面构建高效的小学数学教学,才能在学习数学的过程中提高学生的综合素养和实践技能。本文从小学数学与STEM教育概念整合的角度分析了小学数学“综合与实践”的创新教学,希望能为提高小学数学的有效性提供一些参考。
  关键词:小学数学;STEM教育;综合与实践
  中图分类号:G4 文献标识码:A
  义务教育《数学课程标准》指出:小学数学“综合实践”课的教学是以数学为依据,注重数学学科与其它学科,生活与社会之间的整体联系,旨在促进学生的 综合发展,初步形成探索和解决问题能力,具有初步的创新意识和科学态度。这一目标与STEM理念是不谋而合的,都具有跨学科特点,重在培养综合能力和创新能力。
  一、STEM教育的基本概述
  STEM实际上就是“科学”“技术”“工程”“数学” 等四个词语英文单词的简称,以STEM 为基础的教育理念是比较新颖的,它不仅关注各学科的独立教育价值,还关注四门学科知识之间的内在逻辑关系。在实践教学中,它甚至可以打破学科界限,使四个学科可以重叠,让学生从中学习到更丰富的知识。因此,在数学教学中引入STEM教育理念,是符合STEM理念内涵特征的重要举措,有助于数学教师更有效地完成教学任务,实现新时期小学数学复合型创新人才的培养目标。因此,在STEM教育理念的指导下,教师应为学生搭建良好的知识桥梁,促进学生综合问题解决能力、科学素养、创新能力等的健康发展。
  二、STEM教育理念引入教学的意义
  一直以来由于传统教学观念的影响,教师普遍采用灌输式教学来提高学生的数学成绩,这种方法相对简单。教师在教学过程中始终处于主导地位,学生被动地跟随老师的想法,导致学生的思维被阻塞,无法有效地掌握数学学习方法。此外,课堂上的学习氛围比较枯燥,学生感到无聊,逐渐失去学习兴趣和动机,产生学习疲劳,无法有效地实现课堂教学目标。STEM教育模式的引入,有效地优化了传统的教学观念,使数学课呈现出多种形式,融合了多学科知识点,拓展了学生的思维,使教学更符合当今社会的发展需要。STEM教育模式的广泛应用,创新了教师传统的教学观念,有效地促进了小学数学的发展,有效地提高了学生的学习效果。根据学生学习的重点和难点,将补救措施应用到案例中,消除了学生学习数学的恐惧。在STEM教育理念下,教师从学生的领导者转变为学生的领导者和组织者,将抽象的数学知识具体化,让学生更好地内化知识内容,保证数学教学活动的顺利开展。在课堂上引入STEM教育将有助于提高学生应用知识的能力,并满足现代教育对小学生数学素养的要求。通过老师的概念渗透,引导学生养成良好的学习习惯,为学生的未来发展打下良好的基础。
  三、数学教育与STEM的关系
  STEM的四种要素,科学是指运用科学知识来解释自然活动和原理;技术代表在管理层对技术进行评论;工程是指理解工程开发和工程设计的过程;数学是运用理论知识解决生活问题。从数学教育学的角度来看,解决数学问题实际上包括几个步骤,包括问题发现、问题推动、问题沟通和问题解决。不难看出,学习数学不仅是为了获得数学知识,也是为了培养学生的数学习惯和数学思维。它强调学生应该从不同的角度分析和思考问题,以解决问题。STEM最重要的特点是跨学科、跨领域使用和理解知识的能力。虽然知识有一个固定的系统和分化模式,但它是按照特定的系统共享方法进行划分的。然而,从实际应用的角度来看,无论工业革命后出现了什么知识。未来社会的发展必然对高素质人才、创新型人才和协作型人才提出更高的要求。个人才能不能适应社会的发展。作为学生成长和学习的重要阶段,小学教师必须将STEM这一多元化的教学理念应用到课堂中,以激发和提高数学教学的有效性,提高学生的综合素质水平。
  四、小学数学教育与STEM的融合
  1.小学数学与S(科学)融合
  科学和数学有着非常密切的关系,数学是科学研究的最重要手段之一,凡是需要计算、计量的,都需要数学,不同的学科互相结合后会产生不同的新的学科,而数学则融入到各学科中,成为科学的共同语言。从地理、化学、物理等学科的角度来看,数学模型是解决问题的关键技术,并且,,数学不是孤单的一个山头,它融合在群山之中,如果是孤单的山头,数学就不会成功。因此,将科学内容融入数学教学体系,可以有效提高教学水平,提升教学涵养。
  如在《面积》一课的教学中,教师可以通过地图知识进行面积的讲解。比如各个省市面积、我国国土面积。这些内容都是科学知识常常会涉及到的内容。通过对这些内容的了解,帮助学生获得更加立体化的知识形象,可以有效解决学生无法理解的抽象内容。学生在这样的过程中将能够逐步形成科学素质。
  2.小学数学与T(技术)融合
  数学和技术也有着非常密切的关系,可以相互体现。数学教育与技术知识的整合,可以在提高学生数学能力的基础上,促进学生的创新能力和自学能力。技术与数学结合最明显的表现就是信息技术教学。近年来,信息技术作为一种广泛应用的教学技术,优化和完善了数学教学体系,为数学教学注入了新的活力。数学本身的逻辑性和抽象性很突出,这是学生不能学好数学的一个重要原因。信息技术可以通过巧妙的变换和直观的图像来解决这些矛盾。
  如在《图形的运动》一课的教学中,教师就可以通过信息技术设备为学生播放车子匀速行驶、风车转动、荡秋千、钟表摆动等方面的视频,让学生从中观察 图形的运动过程,进而使其掌握好图形运动的重要知识点,如几何图的平移、对称、旋转等要点,甚至让学生根据图形运动的特点画出相应的图。在烘托课堂教学气氛的同时,提高了教学有效性。

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