STEAM教學視角下小學數學“綜合與實踐”的教學探究

陳淑美

“綜合與實踐”作為《義務教育數學課程標準（2022年版）》設定的重要領域之一，重視學科內知識和學科之間知識的融合，是發展學生數學核心素養的重要載體。STEAM教學關注科學、技術、工程、藝術和數學之間的學科融合，其教學理念與“綜合與實踐”領域課程內容的價值取向高度契合，教師可以從真實情境創設、提出關鍵問題、設計實施方案、成果交流等方面以STEAM教學助力實現“綜合與實踐”的課程價值。

一、創設真實情境，激發實踐熱情

STEAM教學特別強調讓學生在真實的情境中開展探究活動，在教學中，教師要創設真實的生活情境，激發學生的實踐熱情。以教學人教版六上“確定起跑線”為例，教師組織一堂綜合實踐活動課，在教學前播放我國著名短跑運動員蘇炳添在2021年東京奧運會100米半決賽中以9秒83刷新亞洲紀錄，以及中國男子田徑隊獲4×100米男子接力銅牌的比賽視頻，利用激動人心的比賽情境激發學生愛國熱情的同時，引導學生根據生活經驗和數學眼光發現4×100米比賽項目每個賽道起跑線不在一條直線上。接著，組織學生對400米跑道進行觀察、比較和分析：相鄰兩條跑道起跑線的距離就是兩個彎道所組成兩個圓的周長差，πD-πd=π（D-d），而D-d等于跑道寬度的2倍，即1.25米×2×π就是標準體育場中4×100 米比賽相鄰賽道起跑線的距離。最后，再對學校操場的200米跑道進行實地測量，從而確定200米比賽各個賽道的起跑線，通過測量與計算，驗證兩條跑道的總長度，看看自己確定的起跑線是否準確。學生在綜合實踐活動中進一步體驗到數學與生活的密切聯系，有效地培養學生應用意識。在此綜合實踐的活動課中，讓數學的學科知識與工程、體育等學科得到有機融合，通過真實情境的引入，激發了學生參與實踐活動的激情，進而開拓了學生的思維。

二、提出關鍵問題，孕育高階思維

學生在學習伊始發現問題并提出問題，或者通過教師提出的關鍵問題，引導學生借助自身的知識經驗，通過團隊合作、查找資料、教師或家長的幫助等外部支持，進行分析問題并解決問題。為此，關鍵問題的提出就顯得尤為重要，它不但能提供問題化的活動方案架構，還能引發學生的高階思維，促進學生深度學習。以人教版四下“營養午餐”的教學為例，在課前教師布置資料搜集作業：關于10歲左右兒童健康飲食的營養配比。在課程進行過程中，教師引導學生根據自身的生活經驗及課前檢索資料提出關鍵問題：10歲兒童需要哪些營養物質？各種食物所含營養物質的比例是多少？如何設計午餐食譜，以符合10歲兒童的身體需求？針對各種食物具有的營養成分及其搭配方案等內容都可以用數學圖表的形式進行表達，將生命科學與數學知識相融合。“綜合與實踐”領域所涉及的問題大多是現實生活中的開放性問題，因此，在教學過程中，要引導學生把現實生活問題轉化為數學問題，再綜合應用各學科的知識和方法解決問題。

三、設計實施方案，實現跨界學習

在確定了學習內容與主題后，設計與實施學習方案（包括學習內容、學習目標、具體流程、時間安排、人員分工及開展該項目所需的課前準備等）是STEAM教學的核心環節。“綜合”是學習方案設計與實施的重要方法，也是STEAM教學的核心理念。這里的“綜合”包括數學內部各知識領域的綜合、數學與其他學科之間的綜合、課內與課外的綜合、校內與校外的綜合等。以人教版三下“年、月、日”為知識基礎，設計綜合實踐活動課“年、月、日的秘密”：1.制訂周末一天的時間規劃。結合具體的生活情境，讓學生理解24時計時法與12時計時法的聯系與區別，指導學生用自己喜歡的方式制訂周末一天的時間規劃，并組織學生小組內交流、互評。2.日歷中的發現。引導學生通過網絡查詢，翻看手機日歷、掛歷或臺歷等途徑，結合生活經驗認識年、月、日以及它們之間的關系。3.了解二十四節氣。組織學生搜集與二十四節氣相關的民間故事、傳說等，通過舉辦班級“二十四節氣故事會”或數學手抄報等形式，讓學生充分了解古人依據太陽運動周期劃分四季與二十四節氣，并指導農業生產。4.感悟土圭之法。指導學生查找資料，了解中國古代如何運用土圭之法判別四季。師生也可以在校園內嘗試“立桿測影”，觀察記錄一段時間內影子長度的變化，在增強文化自信的同時感受度量時間的意義。通過精心設計方案，實現STEAM教學的學科融合理念，把數學、自然科學、藝術等學科元素融合在學習方案的設計、實施和調整的全過程。STEAM活動是多學時的長程學習，在方案的設計與實踐時，可以根據實際情況把探究活動從課內延伸到課外、從校內拓展到校外，打破學生學習時間和空間的限制，發揮學生學習的自主性，促進學生的全面發展。

四、交流展示成果，促成交互評價

STEAM教學強調解決真實世界中的開放性問題，其課堂教學也應圍繞這些問題的解決而展開。在解決問題的過程中，最終形成一個物化成果，這個成果可以是一個可操作的方案，也可以是一個根據方案形成的作品，甚至是研究小論文或研究報告等。可針對STEAM的階段性學習成果進行可行性測評，即通過成果的交流展示，組織學生對各自成果交互評價，促進 學生完善各自方案，促成學生對學習內容的深度理解和學習成果的靈活應用。如在六年級下冊學完小學數學的所有課程內容后，讓學生以學校操場改建為問題背景，組織項目式學習：在一個長80米、寬60米的長方形里完成操場的平面設計，要求不但要滿足學校舉辦各種活動的功能需求，還要給同學們提供一個景色優美、愉悅舒適的學習生活環境。要完成這個項目式學習，學生必須掌握方向與位置、圖形的測量與計算、比例尺等數學的知識與方法，還要求學生要具備一定的藝術素養和工程項目的管理協調能力。交流評價活動應當貫穿于項目式學習的全過程：方案設計完成后組織各小組交流論證，取長補短；項目實施過程中及時分享經驗，完善提升；項目完成后交流展示，促進綜合應用。這種交流展示活動是交互式的，可以在STEAM學習的各個階段中進行。如在成果交流展示時，生1：“我的設計方案總感覺缺少點什么，請老師和同學們多提建議，幫我完善提升。”生2：“要是你能保證師生活動不受影響的情況下，在設計中再增加一些花壇或綠植，讓校園更綠色環保。”在類似的自評、他評、互評中實現了師生和生生之間多向的交流互動，開拓和修正學生的探究思路，激發學生的探究熱情，有效培養學生綜合應用數學、藝術、工程等學科知識解決實際問題的能力，實現STEAM教學的評價功能。

（作者單位：福建省德化縣實驗小學）