STEAM教育在小學數學教學中的實踐

歐啟東

【摘要】以人教版五年級上冊《位置》教學為例，小學數學教師通過設立多元學習目標、創建現實性學習情境、預設探究性學習過程、采取建構性教學策略、使用多元性教育評價，能將STEAM教育理念與數學教學實踐深度融合起來，從而培養學生全方位的認知和能力，提升學生多學科綜合素養，為提高教育質量奠定良好的基礎。

【關鍵詞】STEAM教育;小學數學;教學實踐

STEAM教育將Science（科學）、Technology（技術）、Engineering（工程）、Art（藝術）、Mathematics（數學）這五個學科融為一體，以學科整合的教學方式解決真實的問題，強調教育的互動性、創造性和開拓性，目標是培養學生的跨學科思維和創造力。

數學是STEAM各領域的基礎。如何在數學教學中融合STEAM教育理念？教師應該從教學的目標、情境、模式、策略和評價等角度進行審慎考量。現在以人教版數學五年級上冊的《位置》為例，談一談STEAM教育在小學數學教學中的實踐。

一、設立多元性學習目標

STEAM教育被通俗的稱為美國的素質教育，著重培養學生探索學習、科學實踐、思考問題、溝通合作、創意革新等全方位的能力，它的跨學科整合教學的模式，從本質上決定了學習目標的多元性。數學教師在教學設計時，既需要考慮數學單學科知識和技能的傳授，也需要更全面地考慮跨學科內涵和能力等素養的培養。

《位置》在《義務教育數學課程標準（2011年版）》的相應的學習目標為：“了解確定物體位置的一些基本方法”，“在具體情境中，能在方格紙上用數對（限于正整數）表示位置，知道數對與方格紙上點的對應”。結合STEAM教育的特點，將《位置》的跨學科學習目標設定為：1.科學素養：①經歷“在平面內確定某個位置的方法”的思維過程（“要有兩個數”→“統一橫排與豎排的名稱”→“統一行、列的順序和方向”→“統一數對的表示方法” ）發展邏輯思維能力，樹立科學的態度。②初步了解地理學上的經度和緯度，知道在地球上確定一個地點的方法。2.技術素養：在生活中搜集表示物體位置的方法，培養信息搜集能力。3.工程素養：小組成員能主動提出設想，能與人積極合作并互相幫助，增強合作意識。4.藝術素養：經歷把具體情境中的物體抽象成點的過程，能使用方格紙設計并繪制簡單的圖案。5.數學素養： ①知識與技能：在具體的情境中初步理解數對的含義，會用數對表示具體情境中物體的位置。②過程與方法：經歷用數對確定物體位置的過程，發現點與數對的一一對應關系，理解用數對確定位置的方法，體會到數形結合的數學思想，發展空間觀念。③情感、態度與價值觀：滲透數形結合的思想，體會數學在生活中的廣泛應用。

二、創建現實性學習情境

學科知識來源于生活，應用于生活，而如何解決生活中遇到的真實的問題呢？STEAM教育強調以整合多學科的教學方式解決現實的問題。基于此，教師要充分了解學情，包括學生的身心發展規律和原有的知識能力基礎，通過創建兒童喜聞樂見的真實情境，吸引學生注意，讓學生有了對學習的渴求，樂于獲得新的知識技能。STEAM教育下的小學數學情境的創建要以真實為基礎，既要提高學生的學習興趣，避免枯燥無味，更要扣準教學目標的實施，避免華而不實。

《位置》教學時，筆者通過新聞圖片《汕頭海事局及時救助受傷外輪船員》引入，引發學生思考“在一望無際的大海上，救援人員怎么找到這艘油輪的呢……”，進入引導那么“兩個簡單的數是如何確定位置呢？讓我們一起學習吧！” 選材方面在真實事件和貼合課時目標的基礎上，滲透地理學方面的知識，采用學生們身處的城市所發生的一件普通的事作為素材來創設情境，拉近的不僅是地域的距離，也是學生對素材心理的距離，既能激發學生的學習興趣，調動學生樂于學習的情感，同時也讓學生對“兩個數”可以“確定位置”有了初步的印象，為接下來繼續學習知識鋪墊基礎。

而在學生達成知識與技能目標后，筆者和學生一起展示搜集到“用數對表示物體的位置”的生活例子——電影院里確定座位、飛機上確定座位、圍棋比賽解說棋子的位置、經緯線等等，進一步體會學科知識在真實生活情境中的廣泛應用。

三、預設探究性學習過程

STEAM教育作為新世紀形成的教育理念，倡導教師引導學生通過進行探究性學習建構新認知。在探究性學習活動中，教師要“到位”但不能“越位”，教師應改變告訴學生“怎么做”的傳統教學方式，要創設情境在情境中發現問題，多問“怎么辦”和“為什么”，引導學生在“做中學”， 尋求問題的解決方法，經歷問題解決的全過程，突破“怎么辦”和“為什么”，培養學生的創新精神和思維能力。

教學《位置》一課時，教師要善于把“必須要有兩個數”→“必須統一橫排與豎排的名稱”→“必須統一行、列的順序和方向”→“必須統一數對的表示方法”轉換成“為什么要有兩個數”→“為什么要統一橫排與豎排的名稱”→“為什么要統一行、列的順序和方向”→“為什么要統一數對的表示方法”。四個“必須”轉換成四個“為什么”，使學生經歷發現問題→研究問題→解決問題的研究全過程，讓學生的思維真正的參與到教學活動中來，從而發展思維能力，提升思維品質，提高解決實際問題的能力。

四、采取建構性教學策略

建構主義理論認為學生是學習的主體，學生建構新認知是對原認知結構重塑和同化的過程。這個過程是漫長的，它存在于學習的全過程;這個過程同時也是曲折的，在建構新認知時，出現原有知識經驗與新學知識經驗的“不平衡”，學習者在學習的過程中是不斷“平衡——不平衡——新的平衡”的循環過程。批判性建構是STEAM教育的特征，學生以原認知為基礎，通過延展、質疑、修正、驗證，建構新認知。

在日常生活中根據需要按一定順序排列是學生本節課課前已有的經驗。但是用數對表示位置，學生還是第一次接觸，教學時教師要讓學生在具體情境中認識行、列的含義，知道確定第幾列、第幾行的規則及規則產生的意義，經歷由語言描述實際情境中物體的位置抽象成用數對表示具體情境中物體位置的過程，從而建構新認知，獲得新發展。其中，用數對表示位置需要統一表示方法是本節課的關鍵點，教師可以讓學生分組設計表示物體位置的方案，對方案進行質疑→修改完善→再質疑→再修改完善……，在質疑中不斷地修改完善方案，直至師生形成一致意見——用數對表示位置需要統一表示方法。

五、使用多元性教育評價

STEAM教育的目標多元性決定了評價多元性。評價時應注意：1.多角度（學生自評、小組成員互評、教師評），2.全過程（學習前、學習中、學習后）、3.綜合性（科學素養、技術素養、工程素養、藝術素養、數學素養）。根據實際情況，教師可以著重某一方面對學生進行評價。教師一般在學習一開始便向學生介紹評價量規，并讓學生提出看法。評價量規在學習活動過程中用來檢查學生的學習進度，在學習結束時也用它來對學生進行評分。同時，評價量規與其他評價工具使用，引導學生通過評價量規的要求，反思自己的學習過程和設定學習目標，使評價量規中的較高層次的要求內化成對學生自己的學習指引和學習目標。

下表是我擬定的《位置》學習過程的評價量規：

總之，小學數學教師通過設立多元性學習目標、創建現實性學習情境、預設探究性學習過程、采取建構性教學策略、使用多元性教育評價，能將STEAM教育理念與數學教學實踐深度融合起來，從而培養學生全方位的認知和能力，提升學生多學科的綜合素養，為提高教育質量奠定良好的基礎。

【參考文獻】

[1] 中華人民共和國教育部制定.義務教育數學課程標準（2011年版）[M].北京：北京師范大學出版社，2012.

[2]徐燕.STEAM教育理念在小學數學“綜合與實踐”課堂教學中的應用[J].教育觀察，2020，9：116-118.

[3]史哲宇，錢立凱.小學數學“綜合與實踐”領域的教學策略研究 ——基于 STEAM 教育[J].曲靖師范學院學報，2020，39：20-23.