基于STEAM教育理念的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)策略研究

摘 要：STEAM教育理念打破了學(xué)科與學(xué)科間、課程與課程間的知識壁壘，符合新時期教育改革的要求，在推動學(xué)生全面發(fā)展方面發(fā)揮著重要作用。STEAM教育理念是一種學(xué)科整合理念，將其應(yīng)用于小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)，對有關(guān)教師的綜合素養(yǎng)以及教學(xué)能力提出了更高的要求?；诖?，文章結(jié)合當(dāng)前STEAM教育理念在小學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，提出具有包容性、創(chuàng)新性和針對性的教學(xué)策略，以期為拓寬小學(xué)數(shù)學(xué)教育路徑、提升小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量提供思路。

關(guān)鍵詞：STEAM教育；小學(xué)數(shù)學(xué)；教學(xué)實踐；策略；研究

作者簡介：蘇紅偉（1980—），男，甘肅省平?jīng)鍪星f浪縣第三小學(xué)。

小學(xué)數(shù)學(xué)課程內(nèi)容非常豐富，并隨著時代發(fā)展不斷更新，包括科學(xué)理論、科學(xué)原理、邏輯推理、生活常識以及思維規(guī)律等方面的知識。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)存在與生活脫節(jié)的問題，小學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)時難以保持較長時間的專注狀態(tài)，也無法獲得沉浸式的學(xué)習(xí)體驗。這制約了小學(xué)生科學(xué)價值觀的形成以及探究和解決問題的能力的發(fā)展，難以從根本上提升小學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。而將STEAM理念融入小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)過程中，可以幫助學(xué)生深入?yún)⑴c教學(xué)活動，從而實現(xiàn)“教師樂教”和“學(xué)生樂學(xué)”的目標(biāo)。

一、STEM教育概述

STEAM教育是一種跨學(xué)科解決實際課程教學(xué)問題的理念，強調(diào)多學(xué)科內(nèi)容和方法的融合［1］。STEAM代表Science（科學(xué)）、Technology（技術(shù)）、Engineering（工程）和Art（藝術(shù)）。小學(xué)數(shù)學(xué)與科學(xué)融合，可培養(yǎng)學(xué)生的探索精神；小學(xué)數(shù)學(xué)與技術(shù)融合，能有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力；小學(xué)數(shù)學(xué)與工程融合，可培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)在驅(qū)動力；小學(xué)數(shù)學(xué)與藝術(shù)融合，可培養(yǎng)學(xué)生的人文精神和科學(xué)素養(yǎng)。STEAM教育理念為小學(xué)數(shù)學(xué)課程改革提供了新的視角，能為小學(xué)數(shù)學(xué)教育提供助力。教師如果能夠結(jié)合STEAM理念的四個領(lǐng)域整合小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)資源、優(yōu)化教學(xué)模式、調(diào)整教學(xué)思路，那么小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)活動就會變成集視覺、聽覺等于一體的感官盛宴，學(xué)生不僅可以從中獲得解決問題的方法，還可以在玩中創(chuàng)新、在創(chuàng)新中學(xué)習(xí)。

二、基于STEAM教育理念的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀

（一）理念融合力度不夠

盡管有不少小學(xué)數(shù)學(xué)教師對STEAM理念給予了很高的評價并嘗試將其融入小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)實踐中，但從整體來看，部分教師對STEAM教育理念的認知還不夠深刻和全面，導(dǎo)致融合力度不足。一方面，一些教師沒有將STEAM教育理念與教材知識進行深度聯(lián)系，提問時也很少涉及與生活相關(guān)的學(xué)科知識。在教學(xué)過程中，只有少數(shù)教師能夠?qū)?shù)學(xué)的核心概念與其他學(xué)科內(nèi)容進行交叉融合，而能夠?qū)?shù)學(xué)知識與多學(xué)科內(nèi)容有效整合的教師則寥寥無幾［2］。另一方面，部分教師未將STEAM教育理念與教學(xué)設(shè)計相融合，設(shè)計教學(xué)時未能以問題為導(dǎo)向，并脫離生活實際，導(dǎo)致學(xué)生無法正向遷移與創(chuàng)新應(yīng)用所學(xué)到的知識技能。

（二）教學(xué)形式和教學(xué)模式單一

在將STEAM教育理念與小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)相融合的過程中，仍有部分教師沿用傳統(tǒng)教學(xué)方法，導(dǎo)致課堂氣氛單一、教學(xué)內(nèi)容枯燥，難以培養(yǎng)學(xué)生的問題解決和創(chuàng)新能力，進而影響教學(xué)效果。單一化的教學(xué)模式使得學(xué)生被動地成為知識的搬運者和接收者，限制了學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展。在目前的小學(xué)數(shù)學(xué)STEAM教學(xué)中，一些教師總是在唱“獨角戲”，面對學(xué)生提出的問題，沒有及時給予指導(dǎo)和解答。

（三）小學(xué)數(shù)學(xué)教師整體STEAM素養(yǎng)不足

基于STEAM教育理念開展小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)活動從來不是一件容易的事，這對一線教師來說是一種考驗，要求他們具備STEAM素養(yǎng)，即與STEAM有關(guān)的技能、思維方式以及實踐能力。通過調(diào)查和訪談，我們發(fā)現(xiàn)很多教師缺乏STEAM思維，知識儲備相對薄弱，在進行小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)時難以將工程、技術(shù)等領(lǐng)域的知識與數(shù)學(xué)概念、公式、原理、運算法則、數(shù)學(xué)模型、數(shù)學(xué)文化等聯(lián)系起來，無法順利地實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

過去我國對數(shù)學(xué)教師的培養(yǎng)和選拔主要以綜合素質(zhì)和數(shù)學(xué)能力為依據(jù)，因此，許多數(shù)學(xué)教師只管自己的“一畝三分地”，極少基于STEAM理念進行自學(xué)或進修。這些因素導(dǎo)致許多小學(xué)難以找到具備STEAM素養(yǎng)的數(shù)學(xué)教師。

（四）評價方式缺失

當(dāng)前，為了讓STEAM教育理念能夠在學(xué)科教學(xué)中得以高效滲透，各學(xué)校主要采用的方式是基于STEAM教育理念組織體驗性學(xué)習(xí)活動。這樣做的目的是通過組織學(xué)習(xí)活動來幫助學(xué)生拓展學(xué)科知識。但是，很多小學(xué)缺乏相應(yīng)的科學(xué)評價工具和方法，導(dǎo)致教師只能在課堂上用語言對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進行簡單評價，或直接對小學(xué)生的數(shù)學(xué)作品、成果進行打分。這樣的評價方式不夠科學(xué)和客觀，無法及時反映學(xué)生的真實學(xué)習(xí)水平。

三、基于STEAM教育理念的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)策略研究

（一）加大STEAM教育理念與小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的融合力度

1.將STEAM教育理念與小學(xué)數(shù)學(xué)教材知識相聯(lián)系

教師應(yīng)該在充分理解教材內(nèi)容后，從STEAM教育理念的角度對教材中的知識進行整合。教師可以嘗試將數(shù)學(xué)知識與其他學(xué)科進行聯(lián)系，以便在處理某些數(shù)學(xué)知識時，能夠更好地拓展和延伸其他學(xué)科知識，讓學(xué)生不僅要知其然，還要知其所以然。在課堂中，教師還應(yīng)該提出一些貼近生活的數(shù)學(xué)問題，并從其他學(xué)科的相關(guān)知識中找到串聯(lián)點，鼓勵學(xué)生基于串聯(lián)點對問題發(fā)表個人見解和看法［3］。只有這樣，學(xué)生才能深刻認識到在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中融入STEAM教育理念的重要性，并開展更深刻、更系統(tǒng)、更全面的學(xué)習(xí)。

2.將STEAM教育理念與教學(xué)設(shè)計相融合

教學(xué)目標(biāo)的達成與科學(xué)、合理的教學(xué)設(shè)計是密不可分的，將STEAM教育理念與小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)設(shè)計相融合，是高效實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的前提條件。由于STEAM教育理念具有開放性、循環(huán)性、系統(tǒng)性、綜合性等特點，因此教師在進行教學(xué)設(shè)計時應(yīng)當(dāng)堅持以問題為導(dǎo)向，以貼近生活為原則，并在潛移默化中培養(yǎng)學(xué)生的小學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)技能、思維方式和實踐能力。

3.構(gòu)建小學(xué)數(shù)學(xué)STEAM教學(xué)資源庫

建設(shè)小學(xué)數(shù)學(xué)STEAM教學(xué)資源庫是加大STEAM教育理念與小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)融合力度的有效途徑之一。因此，各學(xué)校應(yīng)該注重數(shù)學(xué)資源庫的建設(shè)。這一資源庫應(yīng)該涵蓋小學(xué)數(shù)學(xué)的學(xué)科知識、教學(xué)資料、案例、課件和習(xí)題等資源，還應(yīng)該以教材的內(nèi)容為基點進行擴充和豐富，將一些有參考價值的學(xué)科資源和課例以視頻、文字、圖片、PPT等形式收錄其中［4］。需要注意的是，教師要經(jīng)常利用智能分析、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)對小學(xué)數(shù)學(xué)資源進行動態(tài)管理和更新。小學(xué)數(shù)學(xué)STEAM教學(xué)資源庫的構(gòu)建，可以實現(xiàn)數(shù)學(xué)知識和教學(xué)方法的共享，并且對小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革起到積極的促進作用。

（二）基于STEAM教學(xué)理念完善教學(xué)方法和模式

1.優(yōu)化教學(xué)策略

基于STEAM教學(xué)理念完善小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)方法，可以參考Daniels、Hyde等人針對STEAM教育所提出的十大教學(xué)策略，內(nèi)容如下：（1）提問與推測；（2）討論和探究；（3）運用教具以及開展實踐；（4）小組合作學(xué)習(xí)；（5）整合教育資源和技術(shù)；（6）運用問題解決方式；（7）教師作為促進者；（8）運用思維修正；（9）形成反饋和問題解決的書面報告；（10）在教學(xué)中運用評價。如果教師能夠有的放矢地將這些教學(xué)策略應(yīng)用于數(shù)學(xué)教學(xué)中，那么教學(xué)效果將會大大提升。

2.采用項目式學(xué)習(xí)模式

項目式學(xué)習(xí)模式是一種新型的教學(xué)模式，其主要特點是以學(xué)生為主體，具有針對性、自主性和創(chuàng)新性，將其與小學(xué)數(shù)學(xué)STEAM內(nèi)容相結(jié)合可以有效地解決問題情境中的各種復(fù)雜問題。具體來說，教師可以參照以下三種模式開展教學(xué)：一是中心項目模式，由小學(xué)數(shù)學(xué)教師負責(zé)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)核心知識和概念，學(xué)生通過小組合作形式完成學(xué)科知識的搜集和信息整合，最終一起解決問題，完成核心任務(wù)；二是學(xué)生主導(dǎo)項目模式，先讓學(xué)生依據(jù)所學(xué)知識來自主設(shè)計項目，然后由教師為不同層次的學(xué)生提供個性化的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)；三是讓學(xué)生小組自主提出懸而未決的數(shù)學(xué)問題，然后由數(shù)學(xué)教師負責(zé)解答。上述的教學(xué)模式能突出學(xué)生的主體地位，給予學(xué)生自主搜集信息、自主思考、自主探究以及自主創(chuàng)新的空間。

實現(xiàn)STEAM教育理念與小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的深度融合，需要經(jīng)歷以下過程：首先，教師應(yīng)基于STEAM教育理念設(shè)計需求，這些需求要能引發(fā)一個亟待解決的問題；其次，學(xué)生要對探究結(jié)果進行預(yù)設(shè)，并設(shè)計和探討問題解決方案；再次，由學(xué)生來實施方案，教師對實施的過程以及獲得的數(shù)據(jù)進行記錄和分析；最后，教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)、分享和評價成果。

（三）學(xué)校要加強STEAM理念培訓(xùn)

培養(yǎng)教師的STEAM理念不是一件容易的事情，學(xué)?？梢酝ㄟ^建立STEAM教育實驗室的方式來搭建以教師為主體的多學(xué)科教師交流平臺，進而培養(yǎng)具備良好STEAM素養(yǎng)的教師。STEAM教育實驗室主要為教師們提供共同備課、共同教研、共同培訓(xùn)的環(huán)境，讓他們可以跨學(xué)科、跨專業(yè)相互學(xué)習(xí)。實驗內(nèi)容主要包括教學(xué)問題討論、STEAM教育資源整合、課題研討、STEAM教育知識培訓(xùn)、基于STEAM教育理念的教學(xué)成果展示等。為了保證STEAM教育實驗室的順利運行，學(xué)校應(yīng)該選擇各學(xué)科教研組組長作為核心負責(zé)人，負責(zé)組織和主持平日里的跨學(xué)科交流、研究等方面的事宜，并制訂相應(yīng)的激勵機制和保障制度，以培養(yǎng)出具有STEAM素養(yǎng)的教師。在教育實驗室中，不同學(xué)科的教師可以就某一數(shù)學(xué)問題展開跨學(xué)科討論，小學(xué)數(shù)學(xué)教師也會在一次次交流中總結(jié)出更加科學(xué)合理的教學(xué)策略。

學(xué)校還可以邀請STEAM教育專家來為數(shù)學(xué)教師進行STEAM教育知識培訓(xùn)，拓寬數(shù)學(xué)教師的知識面，提升他們反思教學(xué)的能力。在條件允許的情況下，學(xué)校還可以讓教師到工廠、企業(yè)或社會機構(gòu)進行實習(xí)，讓教師在真實情景中感受STEAM教育理念在日常生活中的應(yīng)用價值。

（四）基于STEAM構(gòu)建科學(xué)系統(tǒng)的小學(xué)數(shù)學(xué)評價體系

1.建立大數(shù)據(jù)分析評價體系

為了基于STEAM教育理念構(gòu)建小學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)系統(tǒng)，教師可以參考當(dāng)前先進的大數(shù)據(jù)評價分析體系。目前，由美國國家教育進展評估（NAEP）探索出的多學(xué)科素養(yǎng)評估方案，具有全面性、系統(tǒng)性、科學(xué)性等特點，能夠反映學(xué)生的真實學(xué)習(xí)水平，并已經(jīng)在實踐中取得不錯的教學(xué)效果。學(xué)生的評價標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)包括學(xué)習(xí)水平、學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)態(tài)度和練習(xí)情況等內(nèi)容。借鑒NAEP的經(jīng)驗，我們可以建設(shè)符合中國特色的小學(xué)數(shù)學(xué)STEAM大數(shù)據(jù)分析評價體系，真正發(fā)揮STEAM教育理念在我國小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的教育價值。

2.評價方法多元化

在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，為了更好地貫徹STEAM教育理念，我們需要對教學(xué)評價方式進行細化，并采用多元化的評價方式，如自評、互評和師評等。小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)評價應(yīng)遵循主體性原則、激勵性原則和多元化原則。在制訂評價機制時，小學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)以學(xué)習(xí)項目為基礎(chǔ)，以小學(xué)生的學(xué)習(xí)特點為依據(jù)，多采用過程性評價。例如，在進行小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)評價設(shè)計時，教師可以以某一教學(xué)主題為單位，評價內(nèi)容應(yīng)包括學(xué)生參與教學(xué)活動的態(tài)度、回答問題時的表現(xiàn)、是否基于STEAM理念對某一問題進行了延伸、隨堂練習(xí)成績等，從而顯性化學(xué)生學(xué)習(xí)過程。

結(jié)語

STEAM教育理念是一種適用于全學(xué)科教學(xué)的優(yōu)秀教學(xué)理念，為消除學(xué)科之間的壁壘和培養(yǎng)高素質(zhì)綜合人才指明了方向。因此，小學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)著眼于綜合教學(xué)設(shè)計，將科學(xué)、技術(shù)、工程、人文等學(xué)科的知識遷移應(yīng)用于數(shù)學(xué)課堂中，讓學(xué)生建立更加全面、系統(tǒng)的數(shù)學(xué)知識結(jié)構(gòu)。

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