在小學數學綜合實踐活動課中融入STEAM教育的幾點體會

汪尊明 聶榮苗

摘要：運用STEAM教育理念，開展小學數學綜合實踐活動課教學，應打破學科和教材的壁壘，采取靈活的教學方法，根據教學內容設計項目化學習方案，靈活安排學時，在學校里打通教研邊界，實現學科融通，從而提升學生的核心素養，促進每一個學生健康快樂地成長。

關鍵詞：小學數學 綜合實踐活動課 STEAM教育

STEAM是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、藝術（Art）和數學（Mathematics）五個學科的英文首字母縮寫。從其名稱可以看出，STEAM教育不唯教材、重實踐、非單一學科，是一種讓學生在綜合環境中應用多學科知識解決問題的教育方式。小學數學綜合實踐活動課是新課程標準設立的一個大學習模塊，其內容具有現實性、綜合性和挑戰性，強調以學生為主體，關注問題意識、動手能力、同伴合作和解決問題的能力培養，與STEAM教育有較強的相似性和契合度。

在小學數學綜合實踐活動課中融入STEAM教育，有利于學生進行跨學科整合性學習，為全面提升學生學科核心素養提供豐富支持，進而將小學數學綜合實踐活動課教學推向深入。

一、打破教材壁壘 促進知識融合

近年來，STEAM教育掀起了一股熱潮，但卻讓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教育倡導學科整合和PBL學習（項目式學習），而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的。因此，筆者在執教人教版六年級上冊“確定起跑線”一課時，就把體育、數學、工程、藝術等學科進行融合。為了上好這節課，課前與體育老師合作，先安排一節“4×100米接力跑”訓練課。雖然所有同學都知道在接力跑比賽時，每個道次的運動員起跑點是不一樣的， 這是一個體育常識問題，學生在體育課上只是按教師的要求去做，大部分學生不會去深究其中的道理，因而在“確定起跑線”這節數學課上，有學生提出“4×100接力時，運動員從不同的起跑點出發公平嗎？會不會起跑線在前面的選手跑的路程短一些？” 帶著這樣的疑問，我們繼續展開第二課時的教學，測量數據后，組織學生開展課堂研究，通過對學校操場（400米跑道）平面圖的觀察，學生發現，4個跑道雖然直跑道部分長度都是85.96米，但在兩個圓弧段卻有差別，1、2、3、4四個圓弧跑道的直徑是不一樣的：內圈1號跑道的直徑是72.6米，跑道寬1.25米;2號跑道的直徑是75.1米，周長自然也就不一樣，外圈跑道總長407.85米，比1號跑道長7.85米。如果起點和終點相同的話，外圈同學跑一圈的長度比內圈同學跑得多，這就不公平了。所以，2號跑道的起跑線就要比1號起跑線提前7.85米。弄清楚這一點后，接下來研究3、4號起跑線就容易了。同理，200米跑的跑道設計也是如此。這是因為在200米、400米比賽時，由于賽程短，運動員跑速快，而且在比賽中不允許占別的道次跑，所以起跑線都要按這種規律進行畫線。學生通過小組合作，在作業紙上設計出各種跑道的樣式，有的同學提出：畫起跑線時，一定要畫在右跑道的拐彎處嗎？畫其他位置可以嗎？筆者讓同學們根據自己的理解，大膽畫出設計圖，并在班級展示各個共同體的設計方案時，學生對起跑線不同的道理就理解得非常透徹了。

這節課，我們把體育、數學、工程等學科進行了融合，其實通過設計跑道方案這個項目化學習和數據采集、數據計算、合理性論證工程設計與施工等，我們可以看出，由于教師在課前對這些素材進行了深入挖掘并融入教學中，學生的收獲是生動、深刻的，也是多元的。

又如在執教人教版五年級下冊“探索圖形”一課時，筆者立足STEAM教育思路，把數學與信息技術學科融合，讓信息技術教師在數學課之前帶著學生初步熟悉123D三維建模軟件，并運用建模軟件進行圖形的拼搭、填色、移動等操作。之后，在數學課堂教學中，師生利用123D建模軟件搭建正方體，在研究二階、三階、四階魔方的正方體的基礎上，組織學生進行觀察、列表、組裝、填色、拆分等具體操作，讓學生親身經歷“找規律”的全過程，獲得“化抽象為具體”的解決問題的經驗。

在教學過程中，我們不僅培養了學生的空間建模能力，同時還對分類、數形結合、歸納、推理、模型等數學思想進行了有效滲透。共同體學習不僅讓同學們有機會進行相互交流、自我反思、及時修正，還能增強學生相互傾聽的意識。123D建模技術與數學的融合，不僅增強了學生的學習興趣，還提高了學生的動手操作能力，提高了計算機應用能力，在操作軟件的過程中，學生的數學、信息技術、科學、藝術等多學科素養得到相應提升，達到綜合學習的效果。

二、運用靈活教法，學時長短相間

小學數學綜合實踐活動課的教學內容是有差異的，由于活動需要與其他學科融合，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的40分鐘課堂，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，可以是室外課、操作課、視聽課、游戲課等。如“確定起跑線”這一內容可以分為兩到三節課，即“長課”展開教學：第一節，體育課，感受跑道的起跑線的不同;第二節，測量、計算課，前半節師生一起走進操場觀察、測量跑道，然后回到課堂交流、討論、計算;第三節，設計展示課，完成跑道起跑線和跑道的設計，形成小組的“微報告”和跑道設計圖，并在教室展示交流。這樣的綜合活動課，學生的學習效果更好。

跨學科的融合也會引起教學方法的變化，如執教“探索圖形”一課時，學生需要學會123D軟件的簡單使用，這不是一節課就能完成的，至少需要兩節課。同時，在上數學課時需要用到計算機操作，給學生的感覺是在上信息技術課，但恰恰是在這樣的信息技術課上，數學老師把數學知識分享給了每一位同學，讓學生通過親身經歷的可視化虛擬操作，直觀感受小立方體如何組合成大立方體的過程。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，也能很好地突破知識的重難點。同時，教師的課堂教學也由常規的欣賞式變成了以學生為主體大膽操作、總結歸納、應用拓展的新形式，師生、生生互動充分，彼此在課堂交流中碰發出思維的火花。

三、打通教研邊界，實現學科融通

以備課組為單元的共同體教研，是STEAM教育實施的重要組織保證。共同體成員由數學教師和其他學科教師組成，其中包括語文、信息技術、科學、美術、綜合實踐、體育等學科教師。這種組合是一種突破，學科不同特點不一，但大家卻沒有多少違和感，學科教學本應相通，更增添了許多新鮮、有趣、熱烈的教學思考在研究過程中不斷發酵。

首先，學科邊界被打破，觸碰到未知領域。例如在討論“圖形探索”教學案例時，最初數學老師提出可以讓學生看老師制作的微課，或者多做一些原木色的小正方體讓學生自己操作。其他學科老師立刻提出了反對意見，理由是：一，看微課就像在看烹飪節目一樣，好看，想吃，就是過過眼癮，不能達到親身實踐、“品嘗”的效果;二，上課讓學生弄一堆小木塊在桌上，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”，結果是學生一節課“忙”下來還不知道重點在哪里。數學教師對此也表示認同。信息技術老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，想涂哪就涂哪，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“散架”。更有趣的是，通過撤銷和前進，小立方體組合成大立方體的過程的每一步可以像放電影那樣來來回回地“放映”，特別方便觀察與思考。數學教師看了演示，紛紛表示這就是他們一直想要的教學效果，因而產生了濃厚的學習興趣。思維就在這樣的跨學科交流中打開了。

其次，學科知識碰撞，教學內容更多元。例如，數學老師在研討關于對稱圖形的教學案例時，美術老師從美術的角度，除給出專業的美學知識補充外，還現場演示了剪紙，讓數學教學中散發著迷人的“美”;在研討購物問題時，科學老師給出了膳食科學性方面的專業建議，讓購物活動透著健康生活理念;而在找規律的教學上，語文老師現場朗誦了一首古詩，學生發現古詩吟誦也是一種規律……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打掃一下自己的學科盲區，課題組的老師們覺得“教學一家親”，“一個好漢三個幫”，“課堂有你更精彩”。

總之，教學實踐中我們發現，STEAM教育理念符合學生的發展需求，它與小學數學綜合實踐活動課的融合，可以讓數學教學煥發活力。作為一線教師，應不斷尋找學習的契機，認真鉆研STEAM教學理念內涵，大膽地將之融入小學數學綜合實踐活動課程，讓小學數學綜合實踐活動課教學進一步走向深入。

參考文獻：

[1]余文森.核心素養導向的課堂教學[M].上海：上海教育出版社，2017：126.

[3]王永春.小學數學核心素養教學論[M].上海：華東師范大學出版社，2019：33.