踐行STEAM理念 實現跨學科教學

〔摘 要〕 隨著教育理念的不斷更新，跨學科教學逐漸成為重要趨勢。STEAM教育理念作為一種融合了科學、技術、工程、藝術、數學的綜合教育模式，對于培養學生的綜合素質、創新能力具有重要意義。特別是在小學數學與科學的跨學科教學中，STEAM理念的應用能夠更好地激發學生的學習興趣，提高學生的學習效率和綜合素質。基于此，本文闡述STEAM理念下小學數學與科學跨學科教學的重要性與有效策略，以期為基礎教育改革提供參考。

〔關鍵詞〕 STEAM理念；小學數學；小學科學；跨學科教學

〔中圖分類號〕 G424 〔文獻標識碼〕 A 〔文章編號〕 1674-6317 （2025） 01 070-072

在當今這個快速發展的時代，教育已經不再是單一學科知識的傳授，而更加注重學生的全面發展，特別是注重對學生創新能力、問題解決能力的培養。在這樣的背景下，STEAM教育理念應運而生，其提倡將科學、技術、工程、藝術、數學等多個領域的知識進行有機融合，從而幫助學生更好地理解、應用知識。對于小學數學與科學的跨學科教學來說，STEAM理念的應用具有深遠的意義。

一、STEAM理念下小學數學與科學跨學科教學的重要性

STEAM理念下小學數學與科學的跨學科教學，在促進學生全面發展，培養和提高學生創新能力以及激發學生學習興趣、學習動力等方面都具有深遠的意義。首先，在傳統的教學模式中，數學、科學往往被看作是孤立的學科，學生很難將數學知識與科學實踐相結合。然而，在STEAM理念的指導下，教師可以將數學和科學的知識進行整合，形成一個連貫的、系統的知識體系。這樣，學生在學習數學的同時，也能夠理解數學在科學中的應用，從而更全面地掌握數學知識，培養綜合素質，使其不僅具備扎實的數學基礎，還能夠在科學實踐中靈活運用數學知識，更好地適應未來的社會和生活。其次，創新是推動社會進步的關鍵動力，而創新能力則需要從小培養。在STEAM理念的指導下，學生可運用數學知識解決科學問題。這一過程本身就是一種創新實踐，需要不斷思考、嘗試、探索，能夠培養學生的創新思維、批判性思維，不斷增強其創造力，使學生能夠更好地應對未來的挑戰。最后，在傳統的教學模式下，學生往往只是被動地接受知識，很難真正感受到學習的樂趣。而在STEAM理念的指導下，學生可參與各種實踐活動和項目，感受數學的魅力和科學的神奇，更主動地參與學習，提高學習興趣和積極性。同時，可以促使學生更好地理解數學和科學之間的聯系及差異，更全面地認識這兩個學科的關聯，提高學習的有效性，增強育人的可靠性。

二、STEAM理念下小學數學與科學跨學科教學策略

（一）整合跨學科教學內容

在小學數學與科學跨學科教學中，有時會出現教學內容無法順利融合的情況。這可能是由于教師對兩個學科的理解不夠深入，或者對教學目標、內容的把握不夠準確。為解決這個問題，教師應充分做好備課工作，深入理解兩個學科的知識體系、教學方法，找出共通之處，以便順利地將科學知識融入數學教學中。具體而言，教師應根據學生的年齡、興趣、認知水平，將數學、科學的相關內容進行整合，形成跨學科的教學主題和項目，設計一些與學生生活相關的“測量季節的變化”“探索天氣的變化”等主題，引導學生運用數學知識解決科學問題。

例如，在小學數學《比高矮》的教學中，教師可以引入人體比例這一科學概念，展示不同年齡、性別、體型的人體模型，觀察不同人體尺寸的比例關系，從而讓學生更好地理解“高矮”這一概念；引入視覺錯覺的元素，展示常見的視覺錯覺圖片，讓學生分析視覺感知的復雜性、可變性。在教學過程中結合生活實際，引導學生思考高矮在不同情境下的應用：為什么我們在排隊時通常要排隊站立看齊？為什么我們在測量建筑物高度時通常要選擇合適的參照物？思考、討論以進一步理解比高矮數學概念在實際生活中的應用。又如，在小學科學“測量季節的變化”主題教學中，教師可以設計以下教學步驟：首先，進行簡單的科學知識介紹以激發學生的興趣，同時也可以引入數學中的測量、圖表繪制技能，分析如何使用溫度計、尺子進行測量、如何繪制圖表記錄數據。其次，學生需設計一個實驗方案，明確何時進行測量、如何記錄數據、如何分析數據，根據季節變化的特點，選擇春季的植物園、夏季的公園、秋季的果園、冬季的室外等合適的測量時間、地點。在記錄數據的過程中，使用數學中的測量、計算技能，用溫度計測量氣溫、用尺子測量植物的長度。再次，在實施實驗的過程中，需按照之前設計的方案進行操作，并注意控制變量、重復實驗。實驗完成后，將數據繪制成圖表，并嘗試使用科學知識解釋四季變化對植物生長的影響。在這個階段，教師需引導學生使用數學技能測量、計算收集數據，并使用科學知識解釋結果。最后，觀察學生在實踐活動中的表現，了解具體的實驗報告、數據分析結果，評價學生的實踐能力、探究精神；也可以引導不同學生之間互相評價，促進其不斷提高學習積極性和主動性，這在一定程度上能夠提升跨學科育人的有效性。

（二）設計跨學科實踐活動

在跨學科教學中，實踐活動的設計是非常重要的。然而，有時數學與科學融合實踐活動的設計效果并不理想。這可能是由于教師對科學實驗的原理、方法不能深入分析，或者對小學生的認知水平和能力缺乏準確把握。為了提高實踐活動設計的效果，教師應充分考慮小學生的認知特點和興趣愛好，設計有趣的、生動的、安全的跨學科實踐活動，并給予必要的指導、幫助，確保學生能夠積極參與并從中得到收獲。具體而言，教師可以組織學生進行“水的密度”“空氣的壓力”等一些簡單的科學實驗，讓學生在實驗中運用數學知識進行測量、記錄和分析。

例如在“水的密度”實踐活動中，第一，教師可為學生講解密度的基本概念：“密度，簡單來說，就是單位體積內物質的質量。”為了讓學生更直觀地理解這一概念，教師可以準備一些不同密度的物體，并分別測量其質量、體積，然后計算出各自的密度。第二，在實驗設計階段，學生需確定實驗的目標，即觀察不同物質加入水中后水的密度變化；選擇天平、量筒、水、鹽、糖、沙子等合適的實驗材料；在設計實驗方案時，學生需要注意控制變量，確保除了加入的物質不同外，其他條件都保持一致。在此基礎上，學生還需考慮如何收集數據，以便于后續的數據分析、解釋。第三，在實驗實施階段，學生需要使用天平稱出相同質量的水，并將其倒入量筒中測量體積；分別將相同質量的鹽、糖、沙子等不同物質加入量筒的水中，并觀察水的密度變化，記錄每個步驟的數據，如加入物質前后的水的質量、體積，還需注意控制變量，確保實驗結果的準確性。第四，學生可以使用數學方法（如計算平均值、制作折線圖等）處理、展示數據，從而更清晰地看到密度變化的趨勢。具體而言，學生可以制作一個表格，列出不同物質加入前后水的質量、體積，然后計算出每種情況下的密度值，還可以制作一個折線圖，將不同物質加入后的水的密度值進行對比，從而觀察出哪種物質對水的密度影響最大。除此之外，在反思階段，學生可以思考如何更好地控制變量、減少誤差、提高實驗的可重復性等問題，提高自己的實驗能力，還能夠培養批判性思維、創新能力。不僅如此，教師還可總結與反思評價學生的批判性思維、創新能力，更全面地分析其學習情況、發展水平，有針對性地為后續的教學提供指導、建議。

（三）鼓勵學生自主探究

在小學數學與科學跨學科教學中，學生缺乏自主探究意識、參與程度不高等問題會導致教學效率不高。這主要是由于教師沒有充分激發學生的興趣和好奇心，或者沒有為學生提供足夠的自主探究時間、空間。為解決這個問題，教師應注重激發學生的興趣和好奇心，引導學生發現問題、提出問題、解決問題，鼓勵學生自主探究、合作學習，并為其提供足夠的資源和支持，確保學生能夠積極參與、互動交流、分享成果。為此，教師應鼓勵學生自主探究科學問題在數學中的應用，培養學生的自主學習能力和探究精神，引導學生自主設計一些簡單的實驗方案，并運用數學知識進行預測、驗證。

例如，在小學數學課程中，時分秒的教學是基礎而又重要的內容。為了激發學生的學習興趣和自主探究欲望，教師可以將科學元素引入時分秒的教學環節，讓學生在學習數學知識的同時，也能感受到科學的魅力。首先，在教學開始時，教師可以向學生介紹天文時鐘：“這是一種利用天文現象（如日出、日落）計時的裝置。”在此基礎上，展示天文時鐘的圖片或視頻，讓學生分析古代人們是如何觀察、利用自然現象計時的，在吸引學生注意力的同時，還能讓學生認識到數學與自然的緊密聯系。而在講解時分秒的概念時，教師可以引導學生思考時間的本質：“時間是什么？它是如何產生的？”讓學生自主探究時間的定義、性質，更深入地理解時間的概念，同時也能培養學生的邏輯思維和探究能力。其次，為了讓學生親手體驗計時的方法，教師可以組織一次制作簡易日晷的活動。在活動前，教師需向學生介紹日晷的原理、使用方法，并提供制作所需的材料、工具，鼓勵學生發揮創意，設計出獨具特色的日晷。完成后，學生可以帶著自己的日晷到戶外進行實地測量，驗證其準確性，激發學習興趣，讓學生在實踐中加深對時分秒概念的理解。再次，為了讓學生感受到數學與現代科技的緊密聯系，教師可以引導學生探究現代科技中時間的應用，向學生介紹智能手機、智能手表等設備中的時間顯示、計時功能，讓學生思考此類功能是如何實現的；還可以組織一次編程活動，讓學生利用編程軟件制作一個簡單的計時器或時鐘應用，更直觀地感受到數學在現代科技中的重要作用，這同時也能提高學生的編程能力和創新思維。最后，教師可以安排一個“時間管理小能手”的活動，讓學生在實際生活中運用所學的時間單位進行時間規劃、管理，提高學生的時間管理能力和生活技能。

三、結語

總而言之，STEAM理念下的小學數學與科學的跨學科教學對于培養學生的綜合素質、創新能力具有重要意義。小學教師應積極探索、實踐STEAM教育理念在小學數學與科學跨學科教學中的應用，立足綜合性、實踐性、開放性，整合教學內容、設計實踐活動、鼓勵學生自主探究、采用多元化評價方式，為學生提供更優質的教育資源、學習環境，更好地實現小學數學與小學科學的跨學科教學目標，為學生的未來發展打下堅實的基礎。

參考文獻

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