STEAM理念下小學數學項目化教學研究

俞子杰

（江蘇省無錫市天一實驗小學 江蘇無錫 214171）

一段時間以來，小學數學的課程改革主要圍繞著能力的培養和素養的提升來展開，著眼點在學科效率，發力點在課程支撐，生長點在學科獲得。雖取得了較高的成效，卻在這一過程當中忽視了數學與其他學科、其他領域的聯系，讓學生課程成為了一種專業化、模塊化的知識和能力獲取，使小學生數學能力和數學素養的獲得困在了由學科所編織的數學藩籬當中。從更為宏觀的視野來看，這樣的課程改革既未能實現學生對學科知識體系的主動構建，學生也未能實現將所學的知識運用到生活之中，這就造成學生在數學學習當中有所得，但對于成長而言只是有所小得[1]。在對這一問題的深度探索當中，STEAM理念下小學數學項目化教學以其獨特的優勢脫穎而出，它實現了基于學生成長的能力構建與學科實踐的統一，成為了小學課程改革當中的一個新風向。

一、STEAM課程設計的框架與原則

1.課程設計的框架

STEAM是由美國學者所提出了一種教育框架，它涵蓋了科學、技術、工程、藝術和數學五個基本元素。這一框架以學生的終生學習能力為目標，從問題著手，實現對學科教育的大跨越、大融合。這一框架模式的眾多理論支撐當中，建構主義是其中最為重要的一塊基石。簡單來講，建構主義是指學生在老師和伙伴的幫助下來主動地建構知識，而非對知識的直接學習或直接獲取。學生不止在學，更在“創”；教師不止在教，更在“導”。教師在這樣的定位當中讓學生完成對自身作品的建構，并生成知識，能幫助學生獲取素養的綜合提升。因此，建構主義視野下的STEAM課程設計可視為以學生的素養提升為目標的一場跨學科的探索。教師在課程設計當中充當起了資源供給者的角色[2]。

2.課程設計的原則

首先，在課程設計的過程當中要能夠體現核心素養，教育進程當中，在對培養“什么樣的人？”的反思當中，核心素養的概念被提出并付諸了實踐。STEAM課程需從促進個體成長和促進自我實現的角度出發，實現對核心素養培養的全面兼顧。STEAM課程設計的本質就是從各種學科的知識、原理和解決問題的角度出發，來實現對學生關鍵能力和關鍵素養的培養。從這一點上說，它與現代教育當中所提倡的核心素養教育有著異曲同工之妙。

其次，在課程設計的過程當中要能夠實現創意細化，創意是學生心中的藍圖，也是未來發展當中最強勁的引擎。而課程設計的過程就是讓這些創意能夠細化，將創意進行外在表現。因此，課程的內容需要和任務產生關聯，在任務當中完成創意-實踐的統一。在任務的完成進程當中，要能夠允許和鼓勵學生在不同的情境之下來測試自己的觀點，以驅動課程價值的實現[3]。

再次，在課程設計的過程當中要能夠培養高階思維，STEAM課程本身是一種以學生綜合能力培養為目標的模式，不同于簡單的認知和接受，它需要學生高階思維的運用來實現對內容的綜合運用和合理創造來完成預設任務。在STEAM課程的實施過程當中，學生會一次次地修改自己的設計思維，并在與同伴的有效溝通中不斷地完善自己的設計，這其中蘊含了學生的設計思維、創造思維等。

就當前的小學教育而言，它以從專項能力發展為導向，構建了數學、科學、藝術等多個學科。這就導致學生在成長的過程當中需要從在某一學科所限定的框架內完成對知識的習得和技能的練習。獨立且分散的學科將生活中的情境進行了肢解，導致學科教育中的問題被閹割，在很大程度上降低了問題探索的價值。項目化教學以學生自己發現問題—制定決定方案—協作研究并解決問題為模塊實現了對于問題解決的全復原。而要想這一模式應用的價值最大化，就需要借助STEAM理念來跨越學科的邊界進而形成對模式推動的助力，而這無疑也是對STEAM理念實踐的有力推動[4]。

二、STEAM理念下小學數學項目化教學實踐

1.課程教學生活化

STEAM理念下小學數學項目化教學以現實生活為基礎，可在“項目化”的導向之下，讓小學生對數學學科的關注從對于課本知識的索求變為了對于生活中知識的探求，讓小學生真正地體驗到數學的魅力所在。如在四邊形的教學當中，首先向學生提供以下材料：木棒8根（4根6CM；4根6CM；小球若干），并提出問題“請用手中的小木棒組成一個長方形，一個平行四邊形”。當學生完成后，進一步地深化主題，請大家觀察你所組成的圖形，他們的邊長有什么關系。經過簡短的討論，學生達成共識：這兩個圖形的長和寬都是相等的。而后，就此展開情景探索“長和寬分別為6cm、4cm的長方形和平行四邊形面積是否相等？如何來證明你的猜想？”學生們從生活的角度展開了對這一有悖常識的問題的積極探索，科學認知與生活經驗之間的強烈反差，激發了他們強烈的探究欲望。學生群體當中分成了“面積相等”和“面積不等”的兩派，并就此進行了事實論證。其中一個小組用形狀變化當中方框內小球的數目變化使兩派的意見逐步統一，并展開了對于“四邊形面積計算”的終極討論。在項目導學之下，學生實現了在STEAM理念的知識構建和實踐論證，更為深刻地理解到數學與生活的聯系[5]。

2.課程內容整合化

當前的小學教師當中，教師將教材作為了課程實施的重要載體，所有的教學活動都是按照教材的編排順序來完成。也就是說，教材的編寫順序成為了實際的課程開展順序。現實中雖然一直在強調教師要用教材教而不是教教材，但很多教師在教育教學工作當中選擇了后者。而用教材教的理念顯然是無法與STEAM理念相契合。因此，在STEAM理念下的項目化教學當中，對于課程內容的整合也就變得十分地重要。教師要敢于在學科范圍之內，以學生的認知為基礎，打破教材在時間線和空間線上的分布，以“項目”為導向來實現教學實施的項目化集結。如在“制作一張賀卡”的項目化活動當中，它將設計到圖形、圖形的拼接、圖案的設計、用料的計算等內容，學生從單一的數學學習變成了以數學能力為主導的多方應用。學生在其中所獲得的成就感是其他教學方法所無法實現的。同時，為進一步深化課程的內容，在教學的過程當中衍生出對于資源的探索。以制作賀卡為例，我們收到的賀卡主要由紙張制作完成。而紙張的制作需要耗費很多的資源才能夠完成，同時也會排除污水。請大家結合網上的資料，進行估算并就此發出環保倡議[6]。

3.課程評價多元化

著名數學家費賴登塔爾教授曾說：“總結和評價是數學思維活動的核心和動力。”小學數學教師在教學的過程中應充分地認識到課堂總結和評價的價值，并針對這一環節展開積極的探索。正因為STEAM涵蓋了科學、技術、工程、藝術和數學五個基本元素，因此這一理念下的項目學習的總結和評價也將變得多元。小學數學教師要能夠從固化的學科思維跳出來，以“多一把衡量的尺子，就多一批優秀的學生”為理念，構建全面的評價體系，就項目學習中的STEAM實施給予數學之外科學、技術、工程、藝術等方面的多角度評價。如上文中所提及的“制作賀卡”，要對學生的賀卡從科學性層面去評價——有無聲光電的運用、實用性如何？從技術性層面展開評價——是否在賀卡的樣式上有創新？從工程層面——制作是否精巧？是否能夠實現批量生產？藝術層面——是否美觀？是否有獨特的藝術元素的融入？數學層面——計算是否精準？對邊角料是否實現了利用。在這一過程當中，也會對教師提出了更高的要求。小學教師應在科學、技術、工程、藝術和數學等領域展開探索，以豐富而全面的知識與技能實現對學生項目化學習的科學評價[7]。

4.課程發展全面化

小學數學知識、能力及情感的生長點多且各個生長點之間有著內在的聯系[8]。因此，STEAM理念下小學數學項目化教學需要從課程層面出發，用頂層設計的思維處理好各環節之間的關系，全面發展課程+教師的創新探索才能夠真正地使小學數學核心素養的培養落地。要在這一結構之下實現STEAM理念下項目化教學的思想融入、觀念融入，消除傳統教學理念之下因機械的訓練及經驗的累加而導致的對學生數學能力發展的限制及身心的摧殘。同時，在STEAM理念下小學數學項目化教學實施的過程當中，要以“減壓”的方式實現對教師教學方法及內容的松綁。很多教師坦言，自己能夠深刻地意識到STEAM理念、項目化教學等元素對于學生培養的重要性。但成績的高壓之下，只能選擇這種短、平、快的方式來實施課程教學，雖有違教學要求和教學規律，但從效果上講，卻是較好的。因此，STEAM理念下小學數學項目化教學也要逐步地實現理念的滲透和教學環境的扭轉，從而讓一線教師去進行踐行。

三、STEAM理念下小學數學項目化教學價值實證分析

1.推動課程改革的深入

在對傳統教學模式的反思當中可以發現，小學數學教學雖注重數學與情景、數學與生活的聯系，但從生活中來的數學并沒有到生活中去。所獲得的數學能力也只能以數學學科框架內以“問題解答”的方式來進行。這樣的一種數學無異于一種形而上的探索。真正的數學應該是在生活中提煉，并在生活中加以運用的數學。STEAM理念下小學數學項目化教學以生活化為背景，精神設計項目內容，并對實施過程進程規劃設計，讓學生在參與中構建、在構建中收獲，實現了參與收獲的并行。同時，這一方式也實現了對于學科教育改革間各自為政的情況，使得學科間的互動更為頻繁，有望在STEAM理念的驅動下呈現出學科發展更為精彩的一面[9]。

2.提升學生的綜合素養

21世紀是由科學與工程引領的世紀。科技的創新和工程的發展成為了驅動經濟社會發展的重要引擎。而這對人才的需求有了更高的要求。21世紀的人才，不是只知道承繼先輩知識的人才，更要是富有創造力和建設力的人才。STEAM理念下的項目教學讓我們看到了一個新的起點、新的希望。這樣的一種教學模式與新課標所提出的基于學生素養的培養要求有著深度的契合，對學生的成長、成才具有重要的推動作用。筆者所在的小學經過了為期一年的學習，學生們的問題思維、探究意識、動手技能、創新能力都獲得了顯著的提升。尤為值得稱道的是，在這一探索進程當中，學生們并未有出現成績上的波動，反而對于數學的學習有了更大的興趣、更多的期待。

結語

小學數學教育的發展進程當中，課改成為了修正教學問題的一個重要的通道。小學數學從“唯成績”論的執念當中跳出，卻又陷入了素養培養上的迷茫。如何以學科素養為背景，提升學生的綜合素養成為了一個值得探索的問題。教學改革的發展進程當中，STEAM理念被引入并完成了對傳統學科教學理念的革新與重構。這一實踐表明，STEAM理念下小學數學項目化教學對于推動課程改革的深入、提升學生的綜合素養有著積極的作用。小學數學教師在STEAM理念下項目化教學探索的進程當中，要從核心素養出發、從思維培養出發、從創新發展出發，突破學科與思維所構筑的編者，以項目化為導向以課程教學生活化、課程內容整合化、課程評價多元化、課程發展全面化為導向，實現對這一實踐的全面推動，以更好地服務教學和學生的發展。