《融入STEM教育理念的小学数学教学设计案例综述》5600字

融入STEM教育理念的小学数学教学设计案例综述目录TOC\o"1-2"\h\u17654融入STEM教育理念的小学数学教学设计案例综述 167981.《自行车里的数学》 111791（1）知识与技能: 213533（2）过程与方法： 28684（3）情感态度价值： 217927（1）创设情境，提出问题 22256（2）自主探究，解决问题 38281（3）拓展应用 512930（4）课外活动 618534（5）评价 6239512.《三角形的面积》 79669（1）掌握三角形面积的计算公式 720866（1）创设情境，提出问题 811997（2）合作探究，推导公式 827656(3)应用公式，巩固新知 94095（4）拓展小结 10小学数学课程标准对教学的建议是要加强数学与生活、其他学科之间的联系，同时还要注重学生的学习体验和探索感受。此外，新课标还强调要培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。在新课标所展示的教育理念中学生是学习的主体，教师应该将课堂还给学生，新课程标准提倡合作学习、自主学习和探究学习。新课程标准所体现的教育理念与STEM教育理念是相契合的。STEM教育重视学生能力的发展，旨在培养能解决复杂问题的复合型人才。通过查阅文献资料以及对STEM教育理念的剖析，笔者认为融入STEM教育理念都小学数学教育并非要摒弃传统的教学模式，而是要在传统教学的基础上进行改进。在融入STEM教育理念的小学数学教学中要做到以生为本，加强学生学习积极性，要注重知识迁移的能力，运用所学方法去处理现实问题，同时STEM教育理念虽然强调学生的探索过程，但是也并非不重视知识的学习，而是要求教师将复杂的、抽象的数学知识变得形象、简明以便学生理解与掌握。本研究运用两案例进行分析，将STEM教育理念融入小学数学的课堂。1.《自行车里的数学》【教材分析】这节课是人教版小学数学六年级下册的内容，本节课需要学生运用排列组合、圆、比列等知识去解决问题，要让学生经历提出问题——分析问题——建立数学模型——求解——解释与应用的过程。教材安排了两个活动，活动1主要探究式的是前齿轮、后齿轮的齿数与转数之间的关系，然后去计算自行车蹬一圈能走多远，活动2是探究变速自行车的变速。【教学目标】（1）知识与技能:了解自行车的运行原理，理解并掌握自行车“蹬一圈走多远”的计算方法,探索变速自行车的速度与其内在结构的关系。（2）过程与方法：综合运用所学知识,在解决问题的过程中亲历数学探究的过程。（3）情感态度价值：感受数学与生活及各学科的联系，增加数学学习的兴趣。【教学重难点】探究普通自行车的速度与内在结构的关系。【教学准备】活动1：学生课前通过网上查找资料，了解自行车的运行原理活动2：以小组合作的形式利用课余时间完成以下的自主探究：找一辆普通自行车，思考这辆自行车蹬一圈能走多远，把你的方法记录下来。【设计意图】根据STEM教育的能力结构，要培养学生多方面的能力，让学自己去查找资料了解自行车的运行原理有利于培养学生的信息处理能力。此外，活动2的设置打破了教学中时间和空间的限制，给了学生更多的思考空间，有利于培养学生自主探究和合作交流能力以及创新思维。【教学过程】（1）创设情境，提出问题①师：同学们都骑过自行车，谁能来说一说自行车的运行原理？（学生一边说，教师一边动画演示）【预设】踩脚踏板带动前齿轮转动,前齿轮带动后车轮转动,后车轮转动推着前车轮往前走。【设计意图】让学生说一说自行车的运行原理，既是对学生信息获取能力的检验同时又能提高学生的认知能力，此外，还能为下面的教学扫清障碍。②师：今天我们就来学习自行车里的数学。你有什么想研究的吗？【预设】轮胎为什么是圆形的？【预设】自行车蹬一圈能走多远？师：今天我们先来解决自行车蹬一圈，能走多远？这里的走多远指的是什么？【预设】车子轮胎行驶的距离【预设】车子轮胎行驶的距离也就是后轮在地面上滚动的距离。（动画演示）师：说明一点,今天我们研究的这个距离是不含滑行距离的,因为路面不同、坡度不同、蹬的力度不同,自行车滑行的距离有很大的差别,所以滑行距离不作为本节课研究的内容,今天只研究蹬的过程中链条带动自行车后轮所行驶的距离。【设计意图】让学生自己先来说一说想研究什么，有利于激发学生的求知欲和好奇心。这是STEM教育对学生态度的要求。针对学生给出的研究方向，教师来进行定向。此外，STEM具有技术性，在课前活动中，可能有部分同学对所研究的问题仍处于似懂非懂的状态，结合现代技术手段，对走多远进行分析，使学生形成直观的认识。说明“不含滑行距离”，也体现了数学的探究像科学一样需要控制变量，需要严谨的态度。（2）自主探究，解决问题①交流讨论,选择方法师：该怎么解决这个问题呢？【预设】直接测量法：将自行车沿着直线蹬一圈，然后用尺子量出自行车所行的距离。展示学生课前测量的各组数据，发现用这种方法存在很大的误差。师：还有别的方法吗？想一想以前所学的知识【预设】计算法：蹬1圈自行车前进的距离=车轮的周长×车轮转动的圈数【设计意图】STEM教育强调实践性，所以我让学生在课前先进行自主的探究，课堂上来进行分享，既然学生体会了方法多样性又让学生体会了方法最优化，此外，STEM教育也强调用综合知识去解决问题，所以我接着引导学生用圆的周长的知识来解决问题，将新旧知识结合。另外，这将实际问题抽象为数学模型加以解决,总结出计算方法,初步构建一个模型框架。②逐层探究，分析问题活动1：转动自行车模型，小组讨论并思考：自行车蹬1圈,是什么转了1圈?车轮转动的圈数实际是谁转动的圈数?小组汇报，教师用动画再次展示，最后得出：师：看来解决问题的关键在于知道当前齿轮转1圈时,后齿轮转多少圈.【设计意图】借助模型、动画来帮助学生解决问题这符合STEM教育的技术性以及工程思维。活动2：用同一型号的自行车模型去转一转，完成实验报告。并思考，你有什么发现，请和你的组员交流讨论一下学生一边汇报，教师一边动画演示。最后完成实验报告【设计意图】STEM教育重视学生程序性知识的掌握以及学生信息处理能力和人际交际能力的发展，所以在活动2中，我让学生自己动手操作去完成各项数据，然后再进行小组讨论，说说看你有什么发现。③师生互动，建立模型师：你有什么发现？【预设1】每一行转过的总齿轮数是一样的。（追问：谁能说一说为什么转过的总齿轮数是一样的？）【设计意图】我们不但要知其然，还要知其所以然，STEM教育认为知识不是割裂的，而是互相交融的，在这里，学生根据表格能说出转过的总齿轮数是一样的，那么教师可以深究一下，为什么会一样，这里涉及到了科学知识。【预设2】前齿轮齿数×前齿轮转数=后齿轮齿数×后齿轮转数追问：你能把这个等式变为比列式吗？追问：所以，当蹬一圈时，前齿轮转一圈，那么后齿轮转数等于？师：谁能完整的说一说刚才的公式？【预设】师：请大家把数据代入公式，算一算。（3）拓展应用①师：先估一估哪辆自行车蹬一圈走得最远，在进行计算。②如果要3号自行车蹬一圈走得最远，你想怎么改？③师：我们可以通过改变前后齿轮的数，来改变后轮转动圈数，这就是我们生活中的变速自行车的应用原理，你在生活中有见过变速自行车吗？它是怎样实现变速的？【预设】变速自行车前后有好几个齿轮，连接前后不同的齿轮可以进行变速。④师：如果一辆变速自行车有2个前齿轮，有6个后齿它能变化出多少种速度呢?课件出示数据【预设】12种⑤师：你觉得哪种搭配蹬一圈走得最远？【预设】48和14搭配的走得最远，因为后轮直径一样，如果前后齿轮数比值越大，蹬一圈就走得越远。⑥师：完成下面的表格，说说看你有什么发现？【预设】有两组比值一样，都是2，所以一共有11种速度【设计意图】在学生掌握了知识后，再安排一组练习，能增强学生对知识的运用能力，这与STEM要求学生能运用知识解决现实的问题相符合。（4）课外活动①教师介绍自行车的历史②课外作业：用今天所学知识设计一辆自行车，把你的想法画在纸上，标出数据。或者选择自己感兴趣的一个研究内容进行研究，以文章、视频或者手抄报等形式上交【设计意图】让学生自己选择一项作业，然后以自己喜欢的方式呈现出来，给了学生极大的自主性，有利于培养学生的自主探究能力和发展学生的创新思维。（5）评价教师评价评价内容小组内分工明确小组内学生的参与度认真倾听，互助学习合作交流中能解决问题自主、合作、探究的氛围第1组第2组组员互评姓名在活动中的参与度在活动中提出的意见对我很有用能认真倾听别人的意见能按时完成自己的工作他对小组的贡献突出成员1自我评价姓名参与活动很积极能认真倾听与组员沟通交流在活动中自己的能力提高了改进措施【设计意图】STEM不但对学生的知识、技能有要求，也重视学生的态度和价值观，所以我设计了三份评价表，教师评价、组员互评、自我评价，这也做到了评价主体多元化，评价标准多样化，有利于学生的反思和成长。2.《三角形的面积》【教材分析】三角形的面积是五年级上册第六单元的内容，是属于“图形与几何”的范畴。学生在学习这块内容之前已经学习过三角形的内角和、三边关系、平行四边形面积等内容，为学习三角形的面积奠定了基础。这节课的难点在于让学生自主参与推导出三角形面积公式的整个过程，教师要让学生经历“发现问题——提出问题——提出猜想——验证假设”等一系列探究活动，将教材中静态的知识转化为动态的过程。【教学目标】（1）掌握三角形面积的计算公式（2）通过动手操作，经历把三角形面积转化为已经会求的图形的面积的过程，从而推导出三角形面积的计算公式（3）发展图形想象能力，培养推理能力（4）体会数学与生活的联系，增强数学学习的兴趣和信心。【教学重难点】教学重点：理解三角形面积计算公式，并能熟练地应用教学难点：经历推导的过程，在操作中发现内在的联系。【教学准备】学习单、各类的三角形【教学过程】（1）创设情境，提出问题①师：同学们，看看挂在你胸前的红领巾，你们知道做一面红领巾需要多少布料吗？求需要多少布料，实际上是求什么？【预设】求三角形的面积②师：这节课我们就一起来研究三角形的面积【设计意图】STEM教育主张培养学生解决问题的能力，以学生情境导入新课，调动学生学习的积极性，使他们认识到数学与生活的联系。（2）合作探究，推导公式①师：我们上节课学习了平行四边形的面积，谁还记得它的推导过程？【预设】把平行四边形通过剪拼转化为长方形。PPT展示：【设计意图】以学生已有的知识经验作为新知识学习的起点，利用转化和知识迁移，唤起学生对于面积公式推导的相关经验，这与建构主义学习理论相符合，学习的学习过程就是在已有经验基础上，吸收新知识，进行知识的主动构建的过程。基于STEM教育理念使学生便于把方法迁移至新知识中，并熟练应用加强对学生创新意识的培养。②师：你准备将这个三角形转化成哪些我们之前学过的图形来计算面积？转化后的图形与原三角形之间有什么关系？以小组为单位，请动手试一试。【预设1】合拼法：我们用两个完全一样的直角三角形拼成了一个平行四边形。追问:用了几个三角形？（生：2个）追问：2个怎样的三角形？（生：完全一样的三角形）师：刚才这组同学用的是两个完全一样的直角三角形拼成了一个平行四边形，哪两个完全一样的锐角三角形能不能拼成一个平行四边形呢？钝角三角形呢？请动手尝试一下。追问：大家有什么发现吗？师：三角形和我们转化后的图形有什么关系？【预设2】割补法（以盈补虚法）：沿三角形两条边的中点的连线剪下，“以盈补虚”拼成一个平行四边形。课件展示:追问：你是怎么找到两边的中点的？（生：通过对折）追问：三角形和我们转化后的图形有什么关系？（生：三角形面积等于平行四边形的面积，平行四边形的底相当于三角形的底，平行四边形的高相当于三角形高的一半）师：还有不同方法吗？（学生说，教师用课件动态展示）课件展示：追问：三角形和我们转化后的图形有什么关系？（第一个图形中，拼成后长方形的面积相当于三角形的面积，长方形的长相当于三角形的底，长方形的宽相当于三角形高的一半；第二个图形中，长方形的长相当于三角形的高，长方形的宽相当三角形底的一半）③师：你能根据刚才的过程写一写三角形面积的计算公式吗？【预设】三角形的面积=底×高÷2师：谁能说一说你的推导过程？【设计意图】学生在操作过程中，将三角形面积转化为学生熟悉的平面图形的面积，这渗透了转化的思想，同时将现代技术融入课堂中，有利于将抽象的知识变得生动形象，将STEM教育理念与小学数学教学活动紧密相连。此外，让学生观察原来的三角形和转化后图形的关系，这能培养学生的观察能力，让学更具刚才的过程写一写公式并说一说推导过程，能培养学生的推理能力。在这个环节中，学生通过动手操作、讨论交流、观察总结出三角形面积的计算公式，学生体会到了成功的喜悦，发展的STEM要求的各项能力。(3)应用公式，巩固新知①红领巾的底是100厘米，高是33厘米，它的面积是多少平方厘米？②一块玻璃的形状是一个三角形，它的底是12.5dm，高是7.8dm。每平方米玻璃的价钱是68元，买这块玻璃要用多少钱？③师：仔细观察这几个三角形，你觉得哪个三角形的面积最大？为什么？（引导学生发现规律：等底等高的三角形的面积相等。此外，课件再展示《几何原本》中的相关命题）【设计意图】学生已经学习了三角形面积的计算公式，STEM教育关注学生对知识的运用能力。练习能将理论与实践相结合，尤其是第二题，需要学生分步解答，先求三角形的面积，再求需要多少钱，这能培养学生分析、解决问题的能力，同时进一步帮助学生深化理解面