三角形的穩定性就只限于“拉一拉”？

摘 要：STEAM是一種教育理念，有別于傳統的單學科、重書本知識的教育方式，走的是一種重實踐的學科整合之路。在本節課的學習中，我們在拉伸實驗的基礎上，增加了加固實驗、承重實驗，以小組合作探究兩個任務的方式，將三角形結構與穩定性緊密結合，驗證三角形具有穩定性這一結論，改進原有“拉一拉”的方式，使穩定性的驗證更具價值。

關鍵詞：STEAM教育理念 三項實驗 建立三角形結構與穩定性的聯系

一、對“拉一拉”的質疑

在教學三角形的認識一課中，關于三角形穩定性的教學，各版本教材都是這樣設計，我們教師大多也是用幾十年的老方法——搭個框架，拉一拉，發現只有三角形穩定性最高。難道三角形具有穩定性的結論，就這樣簡單的一拉得到了？那穩定性與三角形結構有沒有關系？教師學生沒有進一步研究這之間的關系，草草了事。小學階段也再也沒有此內容的涉及。

二、STEAM教育理念

最近在教育領域出鏡率較高的一個詞：STEAM。到底什么是STEAM呢？通過學習，我們知道STEAM是一種教育理念，STEAM的原身是STEM理念，在這里我們取用的是STEAM，它是科學、技術、工程、藝術、數學等五個學科的英文首字母組成，有別于傳統的單學科、重書本知識的教育方式，走的是一種重實踐的學科整合之路。在這節課上我們就嘗試著體現STEAM 教育跨學科、趣味、體驗、情境、協作、設計、藝術、實證等核心特征。

三、教學嘗試，探究走向深度

認識三角形具有穩定性這一特征，如何使用“拉一拉”這一形式，還有什么手段能進一步證明？要怎樣建立三角形結構和穩定性之間的聯系？為此我們使用STEAM理念進行項目探究。

（一）教學框架的捋順

1.課前

播放汶川地震的圖片，引出“生命三角空間”，普及地震躲避常識。學生用三條長短不同的小棒擺出三角形。

2.課中

猜想：三角形具有穩定性→驗證：認識三角形結構→證明三角形框架唯一性+拉伸實驗→結論：三角形具有穩定性、四邊形易變性→加固實驗+承重實驗→進一步證明三角形的穩定性→舉例：日常生活事例+創意作品的藝術欣賞

3.課后

拓展作業，扮演三種身份：地震科普知識宣講員、研究三角形結構的學者、設計制作形物品的藝術家。

（二）不破不立，立足體現STEAM理念

1.“三角形穩定性”證明的破立

“穩定”一詞在詞典上的釋義為：（1）穩固安定；（2）指物質不易被腐蝕或性能不易改變。課本上對三角形的“穩定”應該指三角形的外形、大小的穩定。

我們淡化拉一拉的實驗，建立“追根溯源”研究法。給學生三條長短不同的小棒，讓學生去擺，讓學生去比較自己所擺的任意一個三角形，可以發現無論三條邊的位置怎么變化三角形的形狀和大小都是唯一的，從而讓學生從根本意義上去揭示三角形的穩定性來源于三條邊的長度不變。

創新“兩個實驗”驗證法。我們曾想過用小棒和太空泥搭建三腳架比高比穩固，搭個秋千架等，這些總覺沒有說服力，感覺那是利用三角形穩定性做的物品。在請教外援的過程中，想到了現在的加固實驗和承重實驗，進一步證明三角形的穩定性。

2.模擬真正的項目探究

為深入研究為什么三角形具有穩定性？體現STEAM理念。在每組的探究單上，我們設計了探究問題、探究所用器材、探究所經歷兩個任務的步驟、探究所得的結論、探究的提醒等板塊。學生要在組長的帶領下，研究探究單內容，分配工作，合作探究、合作匯報。在交流匯報后，教師給出了三角形三邊長度確定，三角形形狀和大小就完全固定，所以三角形最穩定的總結，這就是初中學習的三角形穩定性的定義。對穩定性的學習進行升華。

四、初次嘗試，深度研究，深入思考

我國著名的數學家陳省聲曾經說：“我們每個人一生都花了很多時間來學數學，但我們其實只是學會了計算，而不是數學?！边@節課我們努力合理運用STEAM教育進行有效的教學活動，使教學由平面走向立體、由靜態變成動態、將抽象化為具體，積極實踐STEAM教育理念和教育方式，探索小學數學教學的有效教學方法，促進學科融合，促使學生高效地學習知識，助力學生各方面能力的養成。

（一）以聯系現實生活的綜合性主題進行切入，切入點再來整合學科教學內容上

從大項目來講，我們選取地震中的倒塌建筑引入地震科普知識“生命三角空間”。上課之初，選取生活常見的含有三角形的物體。引出“為什么這些物體都有三角形？”，引發三角形具有穩定性的猜想。古人云：學起于思，思起于疑；小疑則小進，大疑則大進。學生探求知識的思維活動，總是由問題開始的，又從解決問題的過程中得到發展。因此，這節課我們有計劃地設置“三角形與四邊形”“三角形與多邊形”障礙，去引起學生的兩次求索，對疑難問題在動手操作中積極思維?！凹瓤煊趾猛瓿商骄俊奔て饘W生的求知欲望，“手巧的操作師”“心靈的思想家”就是對學生在探究中不同表現的評價。搖晃凳子的加固、籬笆牢固的分析和課后地震自救科普知識地宣講員、三角形結構的學者、設計制作三角形物品的藝術家三種身份的扮演則是不同層面學生的課后學習延伸。

（二）追根溯源研究三角形，切入點在教學重難點的突破

小學生的思維正處于形象思維向抽象思維過渡的時期，這構成了小學生形象思維性與數學抽象性之間的矛盾。所以，這節課我們從認識三角形的定義和各部分名稱，來研究“穩定性”這一重、難點。學生用三條長短不同的邊，擺出三角形，可以發現無論三條邊的位置怎么變化三角形的形狀和大小都是唯一的，從而讓學生從根本意義上去揭示三角形的穩定性。而多邊形含有全部三角形就固定，因而反過來也證明了三角形具有穩定性。

（三）跨學科教師的一次整合嘗試

以實踐性活動來開展課堂教學，借助STEAM動手動腦的科技實踐突破教學重、難點，也是整合多學科教學方式的切入點。這些實踐，是綜合科學探究與工程設計的活動，既有類似科學家開展的科學理論和科學建模等探究活動，也包含類似工程師為滿足某一需求而進行的工程設計和建造等設計活動，因此可熏陶培養學生實踐創新與人文底蘊等發展核心素養。本節課上，拉伸實驗、加固實驗、承重實驗和生活舉例，以及課后三個層次的延伸探究，就是整合工程、藝術、數學的學習，學生對“穩定性”有了切膚的體會，這就是“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”的道理。

如：加固實驗。圖1學生先做判斷，然后經歷小組交流、動手操作，到最后的修改判斷。這是來源于初中數學教師的建議。

下列圖形中哪些具有穩定性？ 是“√”，不是“X”。

再比如，承重實驗。通過科技比賽中承重結構的視頻，學生親眼看到小小的木條結構撐起400多斤的重物。驚訝之聲、震撼之感充滿課堂。這是科技教師提供的視頻。

還有來自藝術教師的建議，視覺大餐、藝術享受融入到數學課中。也有學生躍躍欲試要嘗試仿造或創新這樣的藝術品呢！

在課后的收獲分享時，有學生提出新的質疑：既然三角形具有穩定性，那生活中的桌子、椅子、房子為什么還是三角形少，四邊形居多？多好的問題，反映出學生不唯上、不唯書。這又引發師生又一輪深度學習解惑。

總之，STEAM重在課程融合，而STEAM學習重在知識能力遷移與嫁接。在做好課程整合的同時，要著眼于學生學習能力的培養，滲透STEAM學習能力學習方法的教育，讓學生在實踐、學習的過程中能夠充分利用和發揮這種知識的遷移、嫁接能力，從而達到觸類旁通，舉一反三。

參考文獻

[1]你用“拉一拉”教三角形的穩定性了嗎？[J].中小學數學，2010（10）.

[2]林靜.STEAM教育如何對接核心素養[J].中國教育報.

作者簡介

江虹（1967.11—），女，漢族，山東省青島燕兒島路第一小學，一級教師，研究方向：小學數學教學。