智慧课堂与STEM教育融合

◇刘克红（甘肃：平凉市崆峒区解放路小学）

科学技术在高速推动社会发展的同时，也在加速学校教育体系中教学设备的迭代进阶、更新发展，信息技术、网络技术、多媒体技术纷纷入驻数学教学课堂，因而为数学课堂提供了前所未有的先进设备与科技平台，打造出智慧课堂。同时，STEM 教育理念以其独有的多样性、兼容性、互通性以及拓展性而在数学课堂上脱颖而出，逐渐成为数学课堂上的主流教育理念。因此，智慧课堂及STEM 教育两种先进元素在融合发展中掀开了数学课堂教学的崭新一页。

一、智慧课堂简介

智慧课堂是高科技应用于学校教育的最新代表，是小学生认知环境与成长环境与时俱进的强大推动力，因而为小学生的信息获取与知识诠释带来了直接利好。

（一）智慧课堂的概念

智慧课堂是指教师立足教室配置的多媒体设备这一物质基础，利用信息技术、网络技术以及多媒体技术为小学生的数学认知、信息处理、知识积累与能力发展提供的时代化、科技化、直观化以及虚拟化的认知平台。因此，数学课堂正走向信息化、先进化、趣味化以及高效化，能够获得互联网上提供的海量教学课件支持，从而使数学教学拥有强大的资源支持、科技支持与设备支持，逐步走向智能化、便捷化、电子化、高效化的智慧课堂。

（二）智慧课堂在教学中的作用

智慧课堂拥有突出的时代气息、科技优势、先进元素与发展理念，因而能够促进数学教学走入科学转型、平台革新、理念飞跃的良好状态之中。

1．提供形象化、游戏化的教学方式

智慧课堂以多媒体大屏幕为小学生的信息获取来源，尊重、遵循与满足小学生进行直观认知与形象思维的主体认知需求，因而能够为小学生提供一个直观化、游戏化、形象化的认知方式，借助科技元素助力小学生的数学认知与快乐成长。

例如，在教科版一年级上册第四章“认识图形（立体）”的智慧课堂上，本部分内容主要帮助小学生了解“长方体、正方体、球体”三种图形。在传统教学中，教师一般采用说教式方式授课。然而在智慧课堂上，教师使用多媒体设备可以让小学生直观看到三种立体图形的联系与区别。教师首先使用12 根等长的小棒在大屏幕上为小学生展示搭建正方体的过程，然后又用12 根不等长的小棒搭建长方体，借此帮助小学生看到二者的区别。最后，教师在大屏幕上为小学生展示了一个“小熊开小车”的动画视频。第一次轮胎是“球体”，小车运行很平稳，小熊美滋滋地开车兜风；第二次轮胎是“正方体”，小车运动很颠簸，小熊皱着眉头坚持开车；第三次轮胎是“长方体”，小车运动时颠簸非常剧烈，小熊被颠簸得晕车了，跑到一边哇哇直吐。这样，教师就用多媒体设备将“正方体”“长方体”与“球体”三者的联系与区别非常直观地展示出来，因而对小学生就此三者开展深度学习与透彻理解非常有帮助。

2．提供科技化、电子化的教学资源

智慧课堂以信息技术、网络技术以及多媒体技术为科技支持与平台辅助，因而能够将大量的科技元素、先进符号、电子信息融入数学教学，自然能够为小学生提供一个充满时代气息与科技含量的现代化教学平台，实现小学生的科学发展。

例如，在教科版一年级上册第二章“位置”的智慧课堂上，本部分主要帮助小学生培养“左、右”与“东、南、西、北”的空间位置感。教师要先培养小学生对“左与右”的感知，可以为其提供一些直观信息与生活素材，如写字的手是“右手”；马路上靠“右”走；军人用“右手”敬礼，少先队员行队礼也用“右手”等等，以此培养小学生的“左与右”的位置观念。关于“东、南、西、北”空间位置感的培养具有一定难度，需要教师长期坚持、循序渐进。判断“东、南、西、北”一般借助太阳的位置开展，太阳升起的位置在“东方”，太阳落下的位置在“西方”。因此，教师可在大屏幕上展示一个直立的男生：太阳冉冉升起，男生面对太阳站好，大声说出“面向东方，身后为西，右手为南，左手为北，东南西北顺时针排列”的口诀。这样，小学生就在多媒体设备的帮助下看到如何利用“太阳”判断“东西南北”的方法。而且，教师也可以让小学生在教室内跟随着视频内容演练几遍，强化小学生对判断位置方法的理解与记忆，提升小学生的认知效果。

3．提供趣味化、简易化的教学过程

智慧课堂能够借助声光电三维信息元素为小学生提供强烈的感官刺激、心理震撼以及情感体验，能够将抽象复杂深奥的数学知识一一具化展示，因而能够为小学生提供一个趣味横生、浅显易懂、生动形象的认知界面。

例如，在教科版一年级下册第五章“认识人民币”的智慧课堂上，小学生对于“人民币”非常熟悉。然而，教材内容却将“人民币”定位于“元、角、分”三级单位，从而使小学生的数学认知产生困难，因为很多小学生没有见过更没有用过“分”一级的硬币或纸币。因此，教师可以使用多媒体设备为小学生展示早已淡出商品流通市场的“分”，如壹分、贰分与伍分，而且，教师还要为小学生展示纸币与硬币两种形式，帮助小学生看到“文物级别”的“分”。为了帮助小学生更好地理解“分”的用途，教师可以使用多媒体设备为小学生展出二十世纪七八十年代的老电影或电视剧片段，让小学生亲眼看见“分”的使用历史，快快乐乐地认识“分”的用途。由上可知，教师使用多媒体设备将“认识人民币”的知识学习过程演变成“文物欣赏”与“视频欣赏”，不仅可帮助小学生积累下很多人民币知识，而且也能让他们在丰富多彩的视频信息中感受到智慧课堂的趣味性、生动性与形象性，切身体验到电化教学的快乐。

二、STEM教育简介

STEM 教育是一种非常先进的课程融合理念，主张打破课程知识界限，推动多学科知识的融会贯通、兼容互助，有效拓展小学生的认知思维与想象空间。

（一）STEM教育理念

STEM 教育理念倡导科学、技术、工程以及数学四大基础学科的课程融合、知识互通、多元整合，有效培养小学生的发散思维、融合理念、拓展意识、创新精神，帮助小学生立足多个课程基点去探究同一个知识内容，以此实现对课程知识的发散考量、触类旁通、多元理解，实现小学生对知识点的全面掌握。因此，STEM 教育理念具有突出的高端化、指导化、创新化特点，能够为数学教学提供一种科学先进的指导思想与实施方案，实现数学教学的提质增效与创新发展。

（二）STEM教育在数学教学中的教学作用

STEM 教育理念能够为数学教学提供先进化、策略化、拓展化的教学思想，实现数学教学的科学定位、精准引导，提升数学教学的先进性与拓展性。

1．培养学生的发散思维、拓展意识与创新精神

STEM 教育理念能够帮助小学生从多个课程知识的角度去剖析一个知识点的多面性，因而能够有效培养小学生的发散思维、拓展意识与创新精神，也切实帮助小学生形成较强的表现意识、求异思想与开放思维，提升小学生的思维素养。

例如，在教科版一年级上册第三章“1～5 的认识与加减法（第二课时）”的STEM 教育理念应用中，教师为小学生每人分发3 个彩色塑料球，然后让小学生与同桌之间进行“石头剪刀布”游戏，每次输赢一个彩球。这样，“1～5 的加减法”知识学习就转变为“1～5 的加减法游戏活动”，让小学生借助游戏活动慢慢理解与逐渐掌握“加与减”的数学含义。因此，教师在STEM教育理念的指导下，以游戏活动帮助小学生理解“赢”与“加”的关系、“输”与“减”的关系以及得到一个、失去一个的直接结果，以此达到“移形换位”的良好学习效果。而且，小学生具有一定的占有欲，因而借助“赢”理解“加法”、借助“输”理解“减法”，对小学生来说是一个非常有效且记忆深刻的好方法。由上可知，小学生在教师设计的游戏教学氛围的启迪与帮助下，实现了由“赢”向“加”、由“输”向“减”的思维过渡、思维拓展与思维固化，创造性地理解了“加与减”，从而体现出STEM 教育理念的发散性、拓展性、创新性。

2．优化学生的课程学习、知识诠释与体系构建

STEM 教育理念主张弱化课程知识之间的界限，将四大课程内容融为一体，利用尽可能多的课程知识去诠释一个探究对象，以此弱化知识内容之间的课程界限，帮助小学生形成四通八达、融会贯通、指向一致的全新型知识体系。

例如，在教科版二年级下册第二章“表内除法（一）”（第一课时）的STEM 教育理念应用中，本部分主要培养小学生的“平均分”理念，以此为“除法学习”奠定良好的知识基础与思维基础。在“6÷2 =？”中，教师要引导小学生形成对“2”的科学认识，以此培养小学生的“平均分”理念。教师先将小学生进行分组，对每组小学生给予充足的玻璃球与小盘或小盒，然后，让小学生将6 个玻璃球以2 个一份的标准分开，让他们在亲自动手、慢慢体验中逐渐领悟“平均分”的数学内涵。这样，教师就运用了STEM 教育理念中的“工程学知识”，将“6 个玻璃球的大工程”以“2 个一份”的标准分成3 个“子工程”，在主体实践中潜移默化地培养了小学生的“平均分”理念。因此，STEM 教育理念立足数学知识选择一种最人性化、最简易化的认知方式，并提供给小学生，实现小学生的高效认知。

三、智慧课堂与STEM教育的融合

智慧课堂具有突出的科技化、时代化与先进化特点，而STEM 教育具有突出的策略化、拓展化与创新化特点。因此，智慧课堂与STEM 教育的科学融合能够为数学教学提供强大的科技支持与先进的理念指导，自然能够促进数学教学科学发展，为小学生提供一个科学先进、理念指导、务实高效的生命成长乐园。

例如，在教科版二年级下册第五章“混合运算”的融合教学中，教师利用多媒体设备为小学生设计了“混合运算大挑战”活动，将一系列“混合运算计算题”储存在电脑中，让挑战者进行随机抽选，答对即可开启下一轮挑战，直至失败。随后，该名小学生的挑战成绩就会在大屏幕的右侧进行比较排列，成绩好者居上。其他小学生扮演评委，同时也参与挑战者的计算活动，并评价挑战者的对与错。这样，小学生在智慧课堂的帮助下真正成为认知主人。而且，教师以STEM教育理念为指导将习题强化训练转变为游戏大挑战，因而更加刺激有趣，实现了优化小学生认知体验、强化表现动机、激发学习热情的目的。

综上所述，智慧课堂是数学课堂进行科技应用、设备更新、平台建设、环境优化后的先进课堂，而STEM 教育则是数学教学提质增效、理念创新、课程拓展、区域融合的时代理念。因此，智慧课堂与STEM 教育是数学课堂内部优化、与时俱进的两大重要推动力，二者的科学融合，必然开启数学课堂推陈出新、创新发展的新局面，助力小学生的知识学习、能力训练与素养发展。