引言
在21世纪的教育背景下，STEM教育模式因其跨学科的特性和对创新能力的培养而受到重视。STEM教育模式通过将科学、技术、工程和数学四个领域的知识整合在一起，为学生提供了一个综合性的学习平台。在小学数学教学中引入STEM教育模式，有助于激发学生的学习兴趣，提高他们的数学思维和解决问题的能力。本文将探讨STEM教育模式在小学数学教学中的应用，并提出相应的实施策略。
一、STEM教育理念的实施要点及其在小学数学教学中的表现
（一）学科间的融合
STEM教育理念的实施关键在于实现学科间的融合，即将科学、技术、工程和数学四个学科的知识进行整合，构建一个综合的教学框架。在小学数学教学领域，这表示数学不再是一个孤立的科目，而是与科学探究、技术操作和工程设计等领域紧密结合。例如，教师可以设计一个与建筑学相关的学习项目，引导学生在测量和计算中运用数学知识。学生需要运用数学技能来解决实际问题，例如计算材料的面积和体积，这不仅巩固了他们的数学知识，还帮助他们理解数学在现实生活中的应用。
（二）技能的实践培养
STEM教育理念强调通过实践操作来培养学生的技能。在小学数学教学中，这意味着学生不仅需要掌握数学理论，还需要通过动手实践和实验来加深对知识的理解。通过实践技能的培养，学生能够将抽象的数学概念具体化，从而提升他们的实践操作能力和问题解决能力。例如，教师可以组织学生进行数学实践活动，如使用几何工具测量物体的尺寸，或使用图表和统计方法分析数据。这些活动使学生能够在实践中学习数学，增强他们的观察力、分析力和创造力[1]。
（三）创新能力的激发
STEM教育理念鼓励学生发挥创新能力，通过探索和实验来发现新知识。在小学数学教学中，这意味着教师需要营造一个开放和包容的学习环境，鼓励学生提出问题、探索解决方案，并勇于尝试新方法。教师可以通过设计具有挑战性的开放性问题和任务来激发学生的创新能力。例如，教师可以让学生解决一个实际问题，如如何优化学校的垃圾回收系统，学生需要运用数学知识来分析数据、设计模型并提出解决方案。这样的活动不仅能够提升学生的数学技能，还能够培养他们的创新能力和批判性思维。
二、STEM教育模式在小学数学教学中的应用
（一）数学与科学知识的融合
在STEM教育模式下，数学与科学知识的融合是提高学生综合理解能力的重要途径。通过将数学问题置于科学探究的背景中，学生可以在探索自然现象的过程中学习和应用数学概念。教师可以设计一个关于植物生长的科学项目，让学生研究不同光照条件下植物生长的速度。在这个过程中，学生需要使用数学知识来测量和记录数据，计算生长速率，并使用图表来展示结果。通过这个项目，学生不仅学习了如何使用数学工具来分析科学问题，还理解了数学在解释自然现象中的作用。
在这个案例中，学生首先需要确定测量植物生长的方法，比如使用尺子来测量植物的高度。接着，他们需要记录每天的测量数据，并计算每天的生长量。通过这些数据，学生可以计算出平均生长速率，并使用图表来展示植物生长的趋势。这个过程中，学生不仅练习了测量、计算和图表绘制等数学技能，还学习了如何科学地提出问题、收集数据和分析结果[2]。
（二）数学与技术工具的应用
STEM教育模式鼓励学生使用技术工具来解决数学问题，这不仅提高了数学学习的趣味性，也培养了学生的信息素养和技术应用能力。以一个具体的案例为例，教师可以引导学生使用计算机编程软件来解决数学问题。例如，学生可以使用Scratch或Python等编程语言来创建一个模拟游戏，这个游戏的目标是解决数学问题以推进游戏进程。在这个过程中，学生需要将数学概念转化为编程逻辑，这不仅锻炼了他们的逻辑思维能力，也提高了他们解决问题的能力。
在这个案例中，学生可能会设计一个游戏，玩家需要解决一系列的数学问题，如加减乘除运算，才能解锁新的关卡。学生需要编写代码来生成随机数学问题，检查玩家的答案，并根据答案的正确与否给予相应的反馈。通过这个活动，学生不仅学习了编程的基础知识，还加深了对数学概念的理解。
（三）数学与工程设计的结合
STEM教育模式通过将数学与工程设计相结合，使学生能够在解决实际问题的过程中应用数学知识，培养他们的创新能力和工程思维。以一个桥梁设计项目为例，教师可以要求学生设计一个能够承受一定重量的桥梁模型。在这个项目中，学生需要运用数学知识来计算桥梁的承重能力，设计桥梁的结构，并预测其稳定性。在这个案例中，学生首先需要确定桥梁的设计参数，如长度、宽度和高度。接着，他们需要使用数学公式来计算不同材料的承重能力，并确定最佳的材料选择。学生还需要考虑桥梁的稳定性，使用几何知识来设计桥梁的支撑结构。通过这个项目，学生不仅练习了几何和力学的数学知识，还学习了如何将这些知识应用于实际的工程设计中。
三、实施STEM教育模式的策略和建议
（一）课程内容的整合设计
在小学数学教学中，整合课程内容意味着将数学与学生日常生活中可以接触到的科学现象、技术应用和工程设计相结合。例如，教师可以设计一个关于“植物成长”的单元，让学生通过种植植物来学习测量和数据记录。学生需要定期测量植物的高度，并记录数据，通过绘制生长曲线图来分析植物的生长速度。这样的活动不仅让学生在实践中应用数学知识，还让他们直观地理解数学在现实生活中的应用[3]。
（二）教学方法的创新实践
创新的教学方法应当注重学生的参与和体验。在小学数学课堂上，教师可以通过游戏化学习来激发学生的兴趣。比如，设计一个“购物游戏”，学生需要计算找零、比较价格和预算管理。在这个游戏中，学生使用真实的货币进行交易，通过解决实际问题来练习加减法和估算。这种方法不仅让学生在玩乐中学习数学，还帮助他们理解数学在日常生活中的重要性。
（三）评价体系的多元化构建
在评价小学生的数学学习时，除了传统的笔试之外，教师可以采用更多元化的评价方式。例如，教师可以观察学生在小组合作中的交流和合作能力，评价他们在解决问题时的创造性思维。此外，教师可以让学生自我评价他们在项目中的角色和贡献，以及他们如何使用数学技能来解决问题。通过展示和讲述他们的项目，学生可以向同学和老师展示他们的学习成果，这样的口头报告和展示也是评价学生学习效果的重要方式。
四、结论
STEM教育模式为小学数学教学提供了新的视角和方法。通过跨学科整合、实践技能培养和创新思维激发，STEM教育模式能够有效提升学生的数学学习兴趣和能力。实施STEM教育模式需要教师在课程内容、教学方法和评价体系上进行创新和改进。未来，我们应继续探索STEM教育模式在小学数学教学中的应用，以实现教育的持续改进和发展。