《融入STEM教育理念的小學數(shù)學教學設計案例綜述》5600字

融入STEM教育理念的小學數(shù)學教學設計案例綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u17654融入STEM教育理念的小學數(shù)學教學設計案例綜述 167981.《自行車里的數(shù)學》 111791（1）知識與技能: 213533（2）過程與方法： 28684（3）情感態(tài)度價值： 217927（1）創(chuàng)設情境，提出問題 22256（2）自主探究，解決問題 38281（3）拓展應用 512930（4）課外活動 618534（5）評價 6239512.《三角形的面積》 79669（1）掌握三角形面積的計算公式 720866（1）創(chuàng)設情境，提出問題 811997（2）合作探究，推導公式 827656(3)應用公式，鞏固新知 94095（4）拓展小結 10小學數(shù)學課程標準對教學的建議是要加強數(shù)學與生活、其他學科之間的聯(lián)系，同時還要注重學生的學習體驗和探索感受。此外，新課標還強調(diào)要培養(yǎng)學生提出問題、分析問題和解決問題的能力。在新課標所展示的教育理念中學生是學習的主體，教師應該將課堂還給學生，新課程標準提倡合作學習、自主學習和探究學習。新課程標準所體現(xiàn)的教育理念與STEM教育理念是相契合的。STEM教育重視學生能力的發(fā)展，旨在培養(yǎng)能解決復雜問題的復合型人才。通過查閱文獻資料以及對STEM教育理念的剖析，筆者認為融入STEM教育理念都小學數(shù)學教育并非要摒棄傳統(tǒng)的教學模式，而是要在傳統(tǒng)教學的基礎上進行改進。在融入STEM教育理念的小學數(shù)學教學中要做到以生為本，加強學生學習積極性，要注重知識遷移的能力，運用所學方法去處理現(xiàn)實問題，同時STEM教育理念雖然強調(diào)學生的探索過程，但是也并非不重視知識的學習，而是要求教師將復雜的、抽象的數(shù)學知識變得形象、簡明以便學生理解與掌握。本研究運用兩案例進行分析，將STEM教育理念融入小學數(shù)學的課堂。1.《自行車里的數(shù)學》【教材分析】這節(jié)課是人教版小學數(shù)學六年級下冊的內(nèi)容，本節(jié)課需要學生運用排列組合、圓、比列等知識去解決問題，要讓學生經(jīng)歷提出問題——分析問題——建立數(shù)學模型——求解——解釋與應用的過程。教材安排了兩個活動，活動1主要探究式的是前齒輪、后齒輪的齒數(shù)與轉數(shù)之間的關系，然后去計算自行車蹬一圈能走多遠，活動2是探究變速自行車的變速。【教學目標】（1）知識與技能:了解自行車的運行原理，理解并掌握自行車“蹬一圈走多遠”的計算方法,探索變速自行車的速度與其內(nèi)在結構的關系。（2）過程與方法：綜合運用所學知識,在解決問題的過程中親歷數(shù)學探究的過程。（3）情感態(tài)度價值：感受數(shù)學與生活及各學科的聯(lián)系，增加數(shù)學學習的興趣?！窘虒W重難點】探究普通自行車的速度與內(nèi)在結構的關系?！窘虒W準備】活動1：學生課前通過網(wǎng)上查找資料，了解自行車的運行原理活動2：以小組合作的形式利用課余時間完成以下的自主探究：找一輛普通自行車，思考這輛自行車蹬一圈能走多遠，把你的方法記錄下來。【設計意圖】根據(jù)STEM教育的能力結構，要培養(yǎng)學生多方面的能力，讓學自己去查找資料了解自行車的運行原理有利于培養(yǎng)學生的信息處理能力。此外，活動2的設置打破了教學中時間和空間的限制，給了學生更多的思考空間，有利于培養(yǎng)學生自主探究和合作交流能力以及創(chuàng)新思維?！窘虒W過程】（1）創(chuàng)設情境，提出問題①師：同學們都騎過自行車，誰能來說一說自行車的運行原理？（學生一邊說，教師一邊動畫演示）【預設】踩腳踏板帶動前齒輪轉動,前齒輪帶動后車輪轉動,后車輪轉動推著前車輪往前走?！驹O計意圖】讓學生說一說自行車的運行原理，既是對學生信息獲取能力的檢驗同時又能提高學生的認知能力，此外，還能為下面的教學掃清障礙。②師：今天我們就來學習自行車里的數(shù)學。你有什么想研究的嗎？【預設】輪胎為什么是圓形的？【預設】自行車蹬一圈能走多遠？師：今天我們先來解決自行車蹬一圈，能走多遠？這里的走多遠指的是什么？【預設】車子輪胎行駛的距離【預設】車子輪胎行駛的距離也就是后輪在地面上滾動的距離。（動畫演示）師：說明一點,今天我們研究的這個距離是不含滑行距離的,因為路面不同、坡度不同、蹬的力度不同,自行車滑行的距離有很大的差別,所以滑行距離不作為本節(jié)課研究的內(nèi)容,今天只研究蹬的過程中鏈條帶動自行車后輪所行駛的距離。【設計意圖】讓學生自己先來說一說想研究什么，有利于激發(fā)學生的求知欲和好奇心。這是STEM教育對學生態(tài)度的要求。針對學生給出的研究方向，教師來進行定向。此外，STEM具有技術性，在課前活動中，可能有部分同學對所研究的問題仍處于似懂非懂的狀態(tài)，結合現(xiàn)代技術手段，對走多遠進行分析，使學生形成直觀的認識。說明“不含滑行距離”，也體現(xiàn)了數(shù)學的探究像科學一樣需要控制變量，需要嚴謹?shù)膽B(tài)度。（2）自主探究，解決問題①交流討論,選擇方法師：該怎么解決這個問題呢？【預設】直接測量法：將自行車沿著直線蹬一圈，然后用尺子量出自行車所行的距離。展示學生課前測量的各組數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)用這種方法存在很大的誤差。師：還有別的方法嗎？想一想以前所學的知識【預設】計算法：蹬1圈自行車前進的距離=車輪的周長×車輪轉動的圈數(shù)【設計意圖】STEM教育強調(diào)實踐性，所以我讓學生在課前先進行自主的探究，課堂上來進行分享，既然學生體會了方法多樣性又讓學生體會了方法最優(yōu)化，此外，STEM教育也強調(diào)用綜合知識去解決問題，所以我接著引導學生用圓的周長的知識來解決問題，將新舊知識結合。另外，這將實際問題抽象為數(shù)學模型加以解決,總結出計算方法,初步構建一個模型框架。②逐層探究，分析問題活動1：轉動自行車模型，小組討論并思考：自行車蹬1圈,是什么轉了1圈?車輪轉動的圈數(shù)實際是誰轉動的圈數(shù)?小組匯報，教師用動畫再次展示，最后得出：師：看來解決問題的關鍵在于知道當前齒輪轉1圈時,后齒輪轉多少圈.【設計意圖】借助模型、動畫來幫助學生解決問題這符合STEM教育的技術性以及工程思維?；顒?：用同一型號的自行車模型去轉一轉，完成實驗報告。并思考，你有什么發(fā)現(xiàn)，請和你的組員交流討論一下學生一邊匯報，教師一邊動畫演示。最后完成實驗報告【設計意圖】STEM教育重視學生程序性知識的掌握以及學生信息處理能力和人際交際能力的發(fā)展，所以在活動2中，我讓學生自己動手操作去完成各項數(shù)據(jù)，然后再進行小組討論，說說看你有什么發(fā)現(xiàn)。③師生互動，建立模型師：你有什么發(fā)現(xiàn)？【預設1】每一行轉過的總齒輪數(shù)是一樣的。（追問：誰能說一說為什么轉過的總齒輪數(shù)是一樣的？）【設計意圖】我們不但要知其然，還要知其所以然，STEM教育認為知識不是割裂的，而是互相交融的，在這里，學生根據(jù)表格能說出轉過的總齒輪數(shù)是一樣的，那么教師可以深究一下，為什么會一樣，這里涉及到了科學知識。【預設2】前齒輪齒數(shù)×前齒輪轉數(shù)=后齒輪齒數(shù)×后齒輪轉數(shù)追問：你能把這個等式變?yōu)楸攘惺絾?？追問：所以，當?shù)乓蝗r，前齒輪轉一圈，那么后齒輪轉數(shù)等于？師：誰能完整的說一說剛才的公式？【預設】師：請大家把數(shù)據(jù)代入公式，算一算。（3）拓展應用①師：先估一估哪輛自行車蹬一圈走得最遠，在進行計算。②如果要3號自行車蹬一圈走得最遠，你想怎么改？③師：我們可以通過改變前后齒輪的數(shù)，來改變后輪轉動圈數(shù)，這就是我們生活中的變速自行車的應用原理，你在生活中有見過變速自行車嗎？它是怎樣實現(xiàn)變速的？【預設】變速自行車前后有好幾個齒輪，連接前后不同的齒輪可以進行變速。④師：如果一輛變速自行車有2個前齒輪，有6個后齒它能變化出多少種速度呢?課件出示數(shù)據(jù)【預設】12種⑤師：你覺得哪種搭配蹬一圈走得最遠？【預設】48和14搭配的走得最遠，因為后輪直徑一樣，如果前后齒輪數(shù)比值越大，蹬一圈就走得越遠。⑥師：完成下面的表格，說說看你有什么發(fā)現(xiàn)？【預設】有兩組比值一樣，都是2，所以一共有11種速度【設計意圖】在學生掌握了知識后，再安排一組練習，能增強學生對知識的運用能力，這與STEM要求學生能運用知識解決現(xiàn)實的問題相符合。（4）課外活動①教師介紹自行車的歷史②課外作業(yè)：用今天所學知識設計一輛自行車，把你的想法畫在紙上，標出數(shù)據(jù)。或者選擇自己感興趣的一個研究內(nèi)容進行研究，以文章、視頻或者手抄報等形式上交【設計意圖】讓學生自己選擇一項作業(yè)，然后以自己喜歡的方式呈現(xiàn)出來，給了學生極大的自主性，有利于培養(yǎng)學生的自主探究能力和發(fā)展學生的創(chuàng)新思維。（5）評價教師評價評價內(nèi)容小組內(nèi)分工明確小組內(nèi)學生的參與度認真傾聽，互助學習合作交流中能解決問題自主、合作、探究的氛圍第1組第2組組員互評姓名在活動中的參與度在活動中提出的意見對我很有用能認真傾聽別人的意見能按時完成自己的工作他對小組的貢獻突出成員1自我評價姓名參與活動很積極能認真傾聽與組員溝通交流在活動中自己的能力提高了改進措施【設計意圖】STEM不但對學生的知識、技能有要求，也重視學生的態(tài)度和價值觀，所以我設計了三份評價表，教師評價、組員互評、自我評價，這也做到了評價主體多元化，評價標準多樣化，有利于學生的反思和成長。2.《三角形的面積》【教材分析】三角形的面積是五年級上冊第六單元的內(nèi)容，是屬于“圖形與幾何”的范疇。學生在學習這塊內(nèi)容之前已經(jīng)學習過三角形的內(nèi)角和、三邊關系、平行四邊形面積等內(nèi)容，為學習三角形的面積奠定了基礎。這節(jié)課的難點在于讓學生自主參與推導出三角形面積公式的整個過程，教師要讓學生經(jīng)歷“發(fā)現(xiàn)問題——提出問題——提出猜想——驗證假設”等一系列探究活動，將教材中靜態(tài)的知識轉化為動態(tài)的過程?！窘虒W目標】（1）掌握三角形面積的計算公式（2）通過動手操作，經(jīng)歷把三角形面積轉化為已經(jīng)會求的圖形的面積的過程，從而推導出三角形面積的計算公式（3）發(fā)展圖形想象能力，培養(yǎng)推理能力（4）體會數(shù)學與生活的聯(lián)系，增強數(shù)學學習的興趣和信心?！窘虒W重難點】教學重點：理解三角形面積計算公式，并能熟練地應用教學難點：經(jīng)歷推導的過程，在操作中發(fā)現(xiàn)內(nèi)在的聯(lián)系?！窘虒W準備】學習單、各類的三角形【教學過程】（1）創(chuàng)設情境，提出問題①師：同學們，看看掛在你胸前的紅領巾，你們知道做一面紅領巾需要多少布料嗎？求需要多少布料，實際上是求什么？【預設】求三角形的面積②師：這節(jié)課我們就一起來研究三角形的面積【設計意圖】STEM教育主張培養(yǎng)學生解決問題的能力，以學生情境導入新課，調(diào)動學生學習的積極性，使他們認識到數(shù)學與生活的聯(lián)系。（2）合作探究，推導公式①師：我們上節(jié)課學習了平行四邊形的面積，誰還記得它的推導過程？【預設】把平行四邊形通過剪拼轉化為長方形。PPT展示：【設計意圖】以學生已有的知識經(jīng)驗作為新知識學習的起點，利用轉化和知識遷移，喚起學生對于面積公式推導的相關經(jīng)驗，這與建構主義學習理論相符合，學習的學習過程就是在已有經(jīng)驗基礎上，吸收新知識，進行知識的主動構建的過程。基于STEM教育理念使學生便于把方法遷移至新知識中，并熟練應用加強對學生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。②師：你準備將這個三角形轉化成哪些我們之前學過的圖形來計算面積？轉化后的圖形與原三角形之間有什么關系？以小組為單位，請動手試一試?！绢A設1】合拼法：我們用兩個完全一樣的直角三角形拼成了一個平行四邊形。追問:用了幾個三角形？（生：2個）追問：2個怎樣的三角形？（生：完全一樣的三角形）師：剛才這組同學用的是兩個完全一樣的直角三角形拼成了一個平行四邊形，哪兩個完全一樣的銳角三角形能不能拼成一個平行四邊形呢？鈍角三角形呢？請動手嘗試一下。追問：大家有什么發(fā)現(xiàn)嗎？師：三角形和我們轉化后的圖形有什么關系？【預設2】割補法（以盈補虛法）：沿三角形兩條邊的中點的連線剪下，“以盈補虛”拼成一個平行四邊形。課件展示:追問：你是怎么找到兩邊的中點的？（生：通過對折）追問：三角形和我們轉化后的圖形有什么關系？（生：三角形面積等于平行四邊形的面積，平行四邊形的底相當于三角形的底，平行四邊形的高相當于三角形高的一半）師：還有不同方法嗎？（學生說，教師用課件動態(tài)展示）課件展示：追問：三角形和我們轉化后的圖形有什么關系？（第一個圖形中，拼成后長方形的面積相當于三角形的面積，長方形的長相當于三角形的底，長方形的寬相當于三角形高的一半；第二個圖形中，長方形的長相當于三角形的高，長方形的寬相當三角形底的一半）③師：你能根據(jù)剛才的過程寫一寫三角形面積的計算公式嗎？【預設】三角形的面積=底×高÷2師：誰能說一說你的推導過程？【設計意圖】學生在操作過程中，將三角形面積轉化為學生熟悉的平面圖形的面積，這滲透了轉化的思想，同時將現(xiàn)代技術融入課堂中，有利于將抽象的知識變得生動形象，將STEM教育理念與小學數(shù)學教學活動緊密相連。此外，讓學生觀察原來的三角形和轉化后圖形的關系，這能培養(yǎng)學生的觀察能力，讓學更具剛才的過程寫一寫公式并說一說推導過程，能培養(yǎng)學生的推理能力。在這個環(huán)節(jié)中，學生通過動手操作、討論交流、觀察總結出三角形面積的計算公式，學生體會到了成功的喜悅，發(fā)展的STEM要求的各項能力。(3)應用公式，鞏固新知①紅領巾的底是100厘米，高是33厘米，它的面積是多少平方厘米？②一塊玻璃的形狀是一個三角形，它的底是12.5dm，高是7.8dm。每平方米玻璃的價錢是68元，買這塊玻璃要用多少錢？③師：仔細觀察這幾個三角形，你覺得哪個三角形的面積最大？為什么？（引導學生發(fā)現(xiàn)規(guī)律：等底等高的三角形的面積相等。此外，課件再展示《幾何原本》中的相關命題）【設計意圖】學生已經(jīng)學習了三角形面積的計算公式，STEM教育關注學生對知識的運用能力。練習能將理論與實踐相結合，尤其是第二題，需要學生分步解答，先求三角形的面積，再求需要多少錢，這能培養(yǎng)學生分析、解決問題的能力，同時進一步幫助學生深化理解面