研學STEAM教育理論深化數學與科學之間的關聯

李霞

〔摘? ? 要〕? 立足STEAM教育背景，探究小學數學教學與小學科學課程融合的必要性，是課程標準“修訂變化”板塊中的優化課程內容結構的實踐，是實現跨學科教育目標的切入點，是全面發展學生數學核心素養的著力點。為此，教師需深入研學STEAM教育理論，解讀STEAM教育背景下小學數學教學與科學課程融合影響因素，結合小學數學教學自身規律，根據小學生年齡特征，探尋小學數學教學與科學課程融合基本策略，有序展開跨學科主題學習活動實驗，深化數學與科學之間的關聯，帶動小學數學課程綜合化實施，進一步凸顯小學數學教學的育人目標，為學生真正成為中國特色社會主義建設者打下良好基礎。

〔關鍵詞〕? ?STEAM教育；小學數學；科學教育；學科融合

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻標識碼〕? A? ? ? ? ?〔文章編號〕? 1674-6317? ? （2024）? 09? ? 076-078

《義務教育數學課程標準（2022年版）》（以下簡稱《課程標準》）明確提出：數學需堅守核心素養發展這一主線，依托跨學科教育融合來促進學生更好、更全面發展，確保數學教學的育人導向得到貫徹，以培育“有理想、有本領、有擔當”的未來社會的建設者與接班人。因此，開展基于STEAM教育背景下數學教學與科學融合實踐探究，無疑是一項最有價值的實踐探索。在教學中，教師需審視教學內容，找準該內容與科學課程的關聯點，設計出恰當的舉措，實現學科融合，幫助學生更好地建構數學知識，發展學生科學意識、探究精神。同時借助小學數學與科學的融合，幫助學生更好地發展各學科學習思維，提高他們知識融合意識與創新精神。

一、STEAM教育背景下小學數學與科學融合的必要性

深入研讀《課程標準》，結合STEAM教育理念，不難發現，小學數學與科學課程之間存在著錯綜復雜的關系，教師如能較好地運用科學素材或課程資源，一定能利于小學數學教學創新的發生，能夠激發學生數學學習興趣，有助于培養學生嚴謹、科學的自學意識，加速學生理性思維能力的發展。結合教學實踐與學習思考，筆者認為，STEAM教育背景下，小學數學教學與科學課程融合非常必要。

（一）有利于跨學科數學教學目標落實

全面學習與解讀《課程標準》，從修訂指導思想、新版標準的主要變化，以及標準的全部內容等板塊中，能夠清晰地看到跨學科教育思想在文本中屢次呈現。由此可見，開展小學數學教學與小學科學課程融合實踐，是與時俱進的體現，是促進小學生數學核心素養積淀的根本著力點。也可以說，“跨科學”是當前教育教學改革的實驗方向，是未來教育發展基本趨勢。深度解讀STEAM教育內涵，“S”代表“科學課程”，“M”代表“數學課程”，不難看出，“STEAM”本質是跨學科融合的教學模式。因此，開展小學數學教學與科學課程融合實踐，是順應跨學科教育改革探索的大趨勢，是落實小學數學跨學科教育目標的重要實踐，是促進學生全面發展的基本保障。

（二）有利于學生數學核心素養全面發展

《課程標準》提出數學教學的終極使命——學科素養，明確了核心素養教育統領地位。為此，在小學數學教學中，教師需從“三會”“核心素養”中找準數學教育目標，努力探索小學數學跨學科教學的途徑與策略。立足STEAM教育背景，深入思考和探索小學數學與科學課程融合之路，是打破教學傳統束縛的有益實驗，是推進小學數學教育教學改革的必然之舉。基于STEAM教育理論，探索跨學科教育模式，能夠打破學科之間的教與學壁壘，最大限度地激發學生數學學習興趣，增強其自主學習、合作探究活力，幫助學生更有效地學習數學，接受科學知識熏陶，使學生的知識得到跨學科融合，從而實現數學核心素養發展的教育目標。

二、STEAM教育背景下小學數學與科學融合影響因素

開展基于STEAM教育背景下實現數學教學與科學融合實踐研究，教師需深入了解當下小學數學教學的狀況，思考數學教學與科學融合的影響因素，從而找到研究的突破口，打破學科獨立化的局面，找準將科學知識融入數學教學的切入點，為這一實踐提供有力支撐。

（一）教師跨學科教學意識水平

讀丁邦平教授《反思科學教育》一文，我們能夠從中感受到數學教學與科學知識滲透融合是有所欠缺的。眾所周知，科學課程是一門極為復雜的課程，它與哲學、教育學、語言學等是交錯相融的。聯系教學實踐，筆者與同事進行了深入交流與分析，發現非數學專業出身的教師，他們都能從跨學科的視角去構建數學教學模式，打造豐富多彩的課堂，著力提升課堂教學的趣味性。但是仍有一部分教師認為，跨學科教數學，把科學課程與數學教學融合起來，是一種追求時髦嘩眾取寵的行為，是不可取的。跨學科意識缺乏，嚴重阻礙了小學數學教學創新探索，是不利于小學生多層面、多維度素養積淀與發展的，更不利于推動小學生的全面發展。

（二）教師跨學科教學能力

將科學知識融合于小學數學教學，既需要教師擁有前瞻性的眼光，學習用多元智能理論來預設教學，構建新型教學模式，還需教師具備較高的跨學科融合教學能力，唯其如此，才能真正滿足學生和諧生長的需求。要較好地落實小學數學跨學科教學模式，靈活地融入科學進行教學，教師需進一步提升跨學科教學能力。教師不僅要全面深入地把握數學學科自身特點，遵循學生數學學習的基本規律，還要審視科學課程與數學教學的融合點，通過相應的拓展學習，或數學綜合實踐活動，以實現二者之間的知識遷移，促進學生在科學與數學融合中獲得理想發展。筆者調查分析發現，很多教師在數學教學中很難開展學科融合活動，有意識地融合科學課程的行為幾乎都沒有，可見數學教師的學科融合意識、學科融合能力都有待發展與提升。

三、STEAM教育背景下小學數學與科學融合策略

立足STEAM教育背景，探尋小學數學教學與小學科學融合路徑，是建構跨學科新型數學教學模式的切入點。為此，在小學數學教學中，教師既要高度重視小學數學教學自身規律，全力營造氛圍，構建學習情境，讓學生成為主動探索者、積極思考者，還要精心設計科學課程與數學教學融合的方法，讓“引導者、合作者、組織者”的教師角色功能得到更好發揮，促進兩個板塊內容的有效融合，建構起優勢互補學科融合學習空間，幫助學生投入趣味學習、深度學習，為他們數學核心素養發展提供有力支持。

（一）依托數學教學，融合科學知識

學科融合是基于知識間的融合。小學數學教學與科學的融合，不是簡單的沙子與石頭的攪拌，而是要像鹽溶于水那樣，是一種無聲的、自然的融合。以“千克和克的認識”教學為例。教師應立足STEAM教育背景，深入挖掘該課題的數學課程資源，善于聯系學生生活，充分把握他們生活經驗與實踐操作感知水平，找準科學知識的融合點，為實現二者間的融合教學提供便利。

例如，結合學生開展“用天平稱量黃豆、蘋果等物體重量”活動，提出蘊含科學哲理的學習思考題——克和千克都是表示物體質量的單位，在什么地方見到過它們？聯系生活，思考一下“空氣有質量嗎？”教師的追問，不僅能刺激學生學習思考，引發必要學習辯論，使得學習感知不斷擴充，學習視角持續拓展，而且還能把小學數學教學與科學探究聯系起來，幫助學生在數學學習的同時較自然地接受科學課程知識的熏陶。借助現代多媒體技術，呈現稱量“空氣質量活動場景”畫面，讓學生很自然地感知到科學知識的存在，使得數學學習的外延無形中獲得拓展，有利于學生學習認知的建構。

（二）基于數學教學，融合實踐體驗

“做中學”是葉圣陶教育思想的核心內容，新版《課程標準》與這一思想是一脈相承的。以“折線統計圖”教學為例。教學預設中，教師應圍繞STEAM教育理論，重視數學教學與科學課程的融合，創設系列實踐性學習探究活動情境，逐步提高學生遷移知識、應用數學知識解決問題能力，促進學生數學核心素養的培育，教師跨學科教育的意識、能力，也隨之得到進一步提高。

例如，引導學生參與小組合作學習，鼓勵他們各抒己見，談談對折線統計圖的印象；再引導他們借助智能教育平臺，采集本地區上一個月的降水量信息，把它繪制成統計表；接下來引導學生投入折線統計圖制作，幫助學生理解折線統計圖的基本知識，感受折線統計圖的變化趨勢；最后引導學生結合統計圖的制作去觀察思考，探尋本地區降雨量的變化發展趨勢，鼓勵學生展開相應的合理推測。同時，引導學生走進智能教育平臺，搜尋與降雨量有關的科學知識點，讓學生在鞏固數學知識的同時，學習降雨量影響因素的科學知識。這樣，不僅能使數學教學與科學知識融合變得更為緊密，還能拓展學生學習視角，利于數學核心素養的發展。

（三）立足數學教學，培育科學思維

數學是自然科學的皇冠。數學具有強大的包容性，發掘其特點，精準地尋找小學科學與小學數學知識之間的滲透點，有利于打破學科教學邊界，促進跨學科教學實施，讓融合教學自然發生，助力小學生深度數學學習，促進數學學習質量提升，有利于打造詩意課堂，倡導人文教學。以“不規則物體體積探究活動”教學為例。教師要在數學教學中立足STEAM教育背景，細化學習實踐活動的融合創新舉措，努力通過學生的雙手做、開口說與動腦思，讓數學學習更上一層樓。

例如，運用微課技術，引導學生思考“烏鴉喝水”現象，解讀該故事中烏鴉智慧所在。接著引導學生模仿探究——把任意形狀的橡皮泥投入正方體量杯中，觀察水面的升降變化，思考其中的原理。隨著活動展開，教師還可以設計變式問題：如何利用這次學習實踐經驗去測量乒乓球的體積。從教學實踐中可以看出，基于STEAM理念，引領學生把科學知識運用到數學學習實踐活動之中，有利于學生數學學習發展，促進他們科學思維能力的提升。

綜上所述，重視跨學科教學，細化學科整合教學，是2022年版《課程標準》的重要理念，是新時代教學的大趨勢，是保障學生順應時代發展、適應社會進步和未來建設的需要、真正服務于學生全面發展的。為此，在小學數學教學中，教師要審時度勢，精準地把握數學與科學之間存在的千絲萬縷的聯系，依托STEAM教育背景，從數學課例或知識內容中找到蘊含著的科學知識因子，引導學生去探究，從中理解和掌握知識的本質，獲得最基本的科學感知，幫助學生逐步發展科學素養、科學探究意識與科學精神，以此素養反哺數學學習，助力學生思維能力培養和創新能力的發展，增強學生跨學科融合意識，使學生的綜合素養得到不斷的積淀。

參考文獻

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