融入STEAM教育讓小學數學綜合實踐課走向深入

聶榮苗　趙何水

STEAM是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、藝術（Art）及數學（Mathematics）五個學科的首字母縮略字。這個詞常用在學校，以提升學校在科技發展的競爭力，并強調未來的學生應培養跨領域素養和能力。小學數學綜合實踐活動課是新課程標準設立的一個學習領域，它是以學生為主體的學習活動，其內容基于現實，具有綜合性和挑戰性等特點，學生需要在活動中主動地觀察、實驗、猜測、驗證和交流。STEAM教育作為一種培養未來綜合性人才的教育模式，注重數學、科學、工程、技術等基本技能與綜合能力的培養。小學數學綜合實踐活動課程內涵與STEAM教育理念，具有相通性。作為一線教師，可以嘗試將小學數學綜合實踐活動課作為學生初探STEAM課程的入口，跨學科地進行整合性學習，為全面提升學生學科核心素養，提供豐富支持，繼而將小學數學綜合實踐活動課的教學引向深入。

一、打破學科界限，走向課程融合

近年來，STEAM教育掀起了一股熱潮，但是卻讓我們很多一線教師望而卻步，原因在于我們缺少跨學科思維和課程整合能力。STEAM教育倡導學科整合，PBL（Problem-Based Learning）學習。綜合實踐活動課程也側重于培養學生綜合運用知識與方法解決實際問題的能力，它們都是基于整合的理念設計學習活動，教師可以借助STEAM教育理念將綜合與實踐教學內容突破教材，拓展延伸為項目化學習。

例如人教版六年級上冊“確定起跑線”不僅是數學問題，還涉及到工程、科學、藝術等。在解決“如何確定起跑線”這一問題時，帶著同學們走入操場、當地體育場館等，使學生了解田徑場以及環形跑道的基本結構，引導學生發現生活問題：為什么都是跑400米，運動員要站在不同的起跑線上？讓學生通過對起跑線的關注和思考，進一步提出更多的數學問題：是不是起跑線在前面的選手跑的路程短一些？比賽是公平的，每個選手的路程應該一樣長，為什么起跑線不同？難道終點線也不同嗎？

學生需要了解400米跑道設計的相關數據，可以利用網絡資源查找資料，也可以在體育課上，由體育教師帶領學生參與體驗測量，繼而畫線。在學生解決現實問題的同時，教師也可以給學生介紹更多的體育比賽知識，擴展學生的知識面。同時引導學生實地觀察，發現跑步比賽終點是相同的，但外圈和內圈的長度是不同的。如果起跑線相同的話，外圈的同學跑的長，不公平。所以外圈跑道的起跑線應該往前移。在此認知的基礎上，很自然地提出本活動的核心問題：各條跑道的起跑線應該相差多少米？即如何確定每條跑道的起跑線。例如，200米跑、400米跑時，由于賽程較短，運動員跑速快，為了保證公平和安全，不允許跨道跑。而到了800米、1000米、1500米等中長跑時，由于賽程較長，運動員跑速較慢，允許跨道跑。當所有的運動員都選擇貼著內側跑道線跑步時，各跑道之間的距離差也就不成為影響跑步成績的因素了，因此，起跑線是一條彎彎的弧線。通過這樣的安排，把學生帶入現實的數學情境，呈現真實的實際問題，走出課堂，走進更為豐富的學習空間。

對這樣一節課的深挖，我們課題組發現，這節數學課在保留數學的屬性以外，實現了PBL的引導與驅動——設計跑道;小組合作探究——組員分工研究，數據匯總，集體研討分析;工程設計與施工——方案設計，數據采集，數據計算，合理性論證，實際施工等;科學知識普及——運動安全與運動規則，科學跑步與成績計算;還有其他知識也有所涉及，不再一一列舉。我們可以看出，如果教師在課前把這些教育因素認真準備，融入到數學教學中，學生的收獲是非常豐碩的。

二、運用各種教法，學時長短相間

整個小學階段的數學綜合與實踐活動課教學內容的差異會導致教學用時不同，在STEAM教育理念的指導下，教師不必拘泥于常規40分鐘的課堂。教師可以根據實踐活動課內容的特點，靈活安排教學時間，創造性地開發“微課”“常規課”“長課”等，也可以是室外課、操作課、視聽課、游戲課、美術課、信息技術課等形式。如“確定起跑線”這一內容可以分兩節課，即“長課”展開教學，一起走進操場跑道觀察、思考、測量，然后回到課堂交流、討論、計算。教學并不完全要在單獨的一節課或兩節課內完成，也可以延伸到課外、課后。甚至可以作為一周的小組學習項目，學生們分組可以有充分的時間到操場體驗沒有劃分的跑道和畫過的跑道的區別，如何減少誤差，最后形成關于這個知識點學習的小組“微報告”，教師可以在此過程中隨時指導相應的小組，最后小組匯報交流課基本上用一節課就可以了。

又如我們在研討“探索圖形”課例時，需要學生學會3D軟件的簡單使用，所以對于這一節的教學并不能局限一節數學課的教學，在上數學課前，課題組的信息技術教師在單純的技術方面有所鋪墊，而實際上課的地點就在機房，給學生的感覺是在上信息技術課，但是恰恰在這樣的信息技術課上，數學教師把數學知識帶給了每一位學生，通過親身的可視化虛擬操作，直觀地感受到了小立方體如何組合成大立方體，通過找可視面數，每一類填充不同顏色，立體360度旋轉觀察，可以清晰地看出立方體的變化和小立方體數量、可視面數量的關系，知識點學習效能大大提高。同時，教師的課堂教學也由講授式變成了組織引導實踐、引導總結歸納、引導應用的新形式，師生距離拉近，師生交流更接地氣。

我們課題組通過一系列的綜合實踐活動課的實踐研究，在課堂教學形式上不斷突破自我，根據課程知識點的特征，將手工課、美術課、科學課等教學形式統統都用上，而在課時上，有時一節課解決問題，有時1～2天，還有的我們根據教學需要陸續延續了一兩周，充分汲取STEAM教育思想，因材施教，真教，實教，變著花樣教，讓學生充分享受學習的樂趣，讓其把知識點學會、學透。

三、打通教研邊界，促進學科融合

我們課題組在課題立項之前，相關負責人對STEAM教育理念進行了學習與了解，因此在成立課題組的時候，成員的選擇也是具有挑戰性的。整個課題組的數學教師數量和其他學科的教師基本上是1∶1，這里的其他教師包括語文教師、信息技術教師、科學教師、美術教師、綜合實踐教師。這種課題組成員的組合是一種突破，但實際開展課題研究的時候，大家卻沒有多少違和感，相反更多的新鮮、趣味、熱烈在不斷發酵。

首先，學科邊界打破，觸碰到未知領域。例如在討論“圖形探索”案例時，最初數學教師提出可以讓學生看教師制作的微課，或者多做一些原木色的小正方體讓學生自己操作。其他學科教師立刻給出了反對意見，理由一是：看微課就像是在看烹飪節目一樣，好看，想吃，就是過過眼癮，不能達到親身實踐、“品嘗”的效果;理由二是：上課讓學生弄一堆小木塊在桌子上，再加上一套涂色工具，可能會出現小木塊組合不穩，容易散落，涂色的顏料也會“四處染色”，其結果是學生一節課忙下來，不知道教學重點在哪里。數學教師們聽了這樣的理由也沒了轍。這時，信息技術教師給出了他的專業觀點，用3D建模軟件來教學，直接打開筆記本電腦，現場演示了軟件的使用，只要輕輕一拖，一個小正方體立刻呈現，通過復制、粘貼、組合立刻呈現一個三階魔方，至于涂色，更為靈活，直接選擇油漆桶工具，根據教學需要，想涂哪里就涂哪里，需要什么顏色就涂什么顏色，同時，3D軟件里，三階組合立方體可以立體360度自由旋轉，而不用擔心它會“散架”。還有更有趣的是通過撤銷和前進，小立方體組合成大立方體過程的每一步都可以像放電影那樣來來回回地“放映”，特別方便觀察與思考。數學教師們看了演示，紛紛表示，這就是他們想要的教學效果，并對學習軟件產生了深厚的興趣。有的數學教師還“腦洞大開”，興奮地跟其他數學教師說：“是不是我們以后在教學立體幾何相關知識的時候都能用3D建模軟件？例如二年級觀察物體，高年級立方體的計算，立方體的組合、切割，等等。”思維就在這樣的跨學科交流中打開了。

其次，學科知識碰撞，教學內容更專業。例如，數學教師在研討關于對稱圖形的教學案例時，美術教師從美術的角度，除了給出專業的美學知識補充，還在數學課堂上現場演示了剪紙，讓數學教學散發出迷人的“美”;在研討購物的問題時，科學教師以膳食科學性角度，給出了他的專業建議，讓數學的購物活動透著健康生活理念;而在找規律的教學上，語文教師現場朗誦了一首古詩，讓學生們發現古詩的吟誦也是一種規律……諸如此類的碰撞開啟了我們新的視野，學科的交叉教研讓我們能夠填補自己的學科盲區，課題組的教師們覺得“教學一家親”“一個好漢三個幫”“課堂有你更精彩”，等等。

我們課題組在課題研究中期，已經深刻地感受到了STEAM教育理念是符合學生發展需求的新興教育理念，其與小學數學綜合實踐活動課程教學的融合，可以讓數學學科教學煥發活力。作為一線教師，應不斷尋求學習的契機，認真鉆研STEAM教學理念內涵，讓這種教學理念大膽融入小學數學綜合實踐活動課程，作為一顆種子在小學數學教學中落地生根，讓小學數學綜合實踐活動課程教學進一步走向深入。