指向STEAM素養培養的小學數學課堂教學研究

摘" 要：STEAM素養為小學數學教學提供了重要理論指導.本文首先對STEAM素養進行了介紹，并闡述了STEAM素養培養的必要性，然后結合實例探究STEAM素養

與課堂教學的融合，最后提出了教學反思．

關鍵詞：小學數學；STEAM素養；課堂教學

1" STEAM素養的內涵與意義

STEAM教育既是一種在具體情境中解決問題的教學方法，也是一種用來理解復雜概念的探究性學習策略.它鼓勵學生綜合運用已有的學科知識和技能，并從深度學習的角度，深入開展研究性學習，使學生能夠拓寬創新思維，進而找到獨特的問題解決方案．［1］

STEAM教育理念將

科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、藝術（Arts）和數學（Mathematics）

進行了有機統一.科學在于理解科學原理，掌握系統的學科知識；技術是提供解決問題的手段和方法；工程是在真實解決社會發展過程中提出的解決方案；藝術幫助學生在多元化的世界里表現自我以及提高審美；數學是技術和工程的基礎工具.每個學科側重培養不同的素養，因此STEAM素養包括科學、技術、工程

、藝術和數學五類素養（見表1）．

2" STEAM素養培養的必要性

培養小學數學中的STEAM素養

，對于學生的全面發展和未來的職業準備至關重要.STEAM素養培養的必要性體現在以下幾個方面.

2.1" 培養科學素養

科學素養是指理解科學概念和科學方法的能力.對學生科學素養的培養，是指學生能夠在日常生活中應用科學知識，解決實際問題.小學階段是學生科學認知的啟蒙期.教師通過教學研究，可以幫助學生形成基本的科學思維模式和探究能力.在小學數學教學中，教師可以通過解決實際問題，培養學生的科學探究能力.例如，學生通過測量和統計活動，了解如何收集、分析數據，并從中得出結論.這不僅提高了學生的數學能力，還增強了他們對科學方法的理解.

2.2" 提升技術素養

在現代社會，技術已經滲透到生活的各個方面，掌握基本的技術技能是每個人必備的能力.在實際的教學過程中，教師通過引入計算機和編程等技術手段，可以幫助學生更好地理解數學概念.例如，教師利用編程工具（Scratch）設計簡單的數學游戲，讓學生在游戲中學習數學知識.此外，通過使用計算器、電子表格等工具，學生可以更快捷地進行復雜計算和數據分析，從而提高解決問題的效率．

2.3" 培養工程素養

工程素養要求學生具備創造性和系統思考能力，能夠將理論知識應用到實際項目中.項目式學習是培養工程素養的重要方式.例如，教師設計一個小橋模型，并要求學生計算橋梁的長度、承重能力等

.這不僅讓學生在實際操作中鞏固了數學知識，還培養了他們的工程思維和團隊合作能力．

2.4" 發展藝術素養

在STEAM教育中，藝術與其他學科的融合，能夠激發學生的創造力和審美能力，使他們在解決問題時具備更多的創新思維.例如，教師讓學生利用幾何圖形設計美麗的圖案，或通過折紙活動理解幾何概念.這不僅能讓學生感受到數學的美，還能提升他們的動手能力和創造力．

2.5" 強化數學素養

數學是STEAM教育的基礎，可以培養學生的邏輯思維和問題解決能力.因此，教師應注重培養學生的數學思維能力，鼓勵他們探索不同的解題方法.例如，教師通過實際生活中的問題，如購物預算、時間管理等，讓學生體會數學在生活中的應用，增強他們對數學的興趣和理解．

2.6" 促進跨學科融合

STEAM教育強調學科之間的融合.通過跨學科的學習，學生能夠在更廣泛的背景下應用知識，解決復雜問題.這種綜合性的教育模式，有助于培養學生的綜合素質和創新能力．

2.7" 培養批判性思維

批判性思維是指在分析、評價和解決問題時，學生能夠客觀、公正地審視不同觀點和證據，并做出合理判斷的能力.這種思維能力也是現代社會中每個人都必須具備的重要素質．

3" STEAM素養融入小學數學課堂教學的實踐

基于STEAM素養的培養要求，筆者設計了主題為建造環保房屋的教學案例，以期展示如何結合教學內容培養學生的素養．

3.1" 教學目標

具體的有五個教學目標：①了解和應用幾何知識，特別是面積和體積的計算；②認識基本的工程和技術原理，理解建筑結構的基本概念；③發展科學探究精神，通過實驗和數據分析，解決實際問題；④培養藝術素養，通過設計和美學提升項目的視覺效果；⑤體驗跨學科整合的學習過程，增強解決復雜問題的能力．

3.2" 教學流程

3.2.1" 導入與背景知識

導入活動：教師播放一段關于現代環保建筑的視頻，引導學生思考什么是環保房屋以及為什么需要環保房屋；討論環保房屋的優點，如節能、使用可再生資源、減少碳排放等．

知識回顧：復習幾何圖形的面積和體積計算，如矩形、三角形、圓柱體等；介紹基本的建筑結構知識，如框架結構、材料選擇等．

3.2.2" 項目設計與計劃

小組分工：教師將學生分成若干小組，每組4～5人，每個小組討論并決定將要建造的環保房屋的基本結構和材料選擇．

設計草圖：各小組繪制房屋的初步設計圖（平面圖和立面圖）并計算房屋各部分的面積和體積，估算所需材料的數量．

材料選擇與理由：各小組選擇環保材料

（木材、竹子、太陽能板等）

，并闡述選擇這些材料的原因，以及這些材料的環保特性和可持續性．

3.2.3" 動手制作與實驗

模型制作：各小組利用紙板、木棍、黏土等簡單材料制作房屋模型，在制作過程中運用幾何知識計算尺寸，確保模型的比例和設計圖一致．

實驗與測試：各小組測試模型的穩定性，如承重能力和抗風性，記錄實驗數據，并分析模型的優缺點．

3.2.4" 優化與美化

數據分析與改進：各小組根據實驗數據，討論并改進模型設計，如加強結構、優化材料選擇等，再根據改進后的模型重新計算面積和體積，評估改進效果．

藝術美化：各小組為模型進行美化設計，如涂色、裝飾等，提升模型的美觀度.小組內討論建筑美學和實用性的關系．

3.2.5" 展示與評估

項目展示：各小組展示自己的環保房屋模型，并通過PPT、海報或小視頻等多種形式

介紹設計理念、制作過程和實驗結果.

評估與反饋：學生相互評價，提出改進建議，教師總結項目中的亮點和不足，給予反饋和鼓勵．

3.2.6" 反思與延伸

項目反思：學生撰寫項目反思報告，記錄自己在項目中的收獲和體會

，并思考如何在現實生活中應用所學知識．

延伸活動：教師組織學生參觀當地的環保建筑

，并邀請建筑師或環保專家到校講座，拓寬學生視野．

3.3" 教學評價

教學評價分為過程評價和結果評價.

（1）過程評價.教師通過觀察小組合作情況，對學生的參與度和問題解決能力進行評價，并對學生的設計圖、模型制作和實驗記錄進行評分.

（2）結果評價.教師評估學生的最終項目展示和反思報告，重點考查其對STEAM素養的綜合應用能力．

這種跨學科的項目學習，不僅能讓學生深入理解小學數學中的幾何知識，還能培養其科學探究、技術應用、工程設計、藝術創意和數學計算等多方面的能力.這樣的教學設計不僅豐富了課堂內容，也激發了學生的學習興趣和創新思維．

4" 小學數學課堂教學培養STEAM素養的反思

4.1" 教學實踐中的挑戰

4.1.1" 時間和資源的限制

STEAM項目通常需要較長的時間來完成，并且需要一定的資源和材料.在實際教學中，時間和資源的限制可能會影響項目的實施效果．

4.1.2" 教師的多學科素養

教師需要具備一定的多學科素養，才能有效指導學生完成STEAM項目.這對教師的專業發展提出了更高的要求，需要教師進行持續的培訓和學習．

4.1.3" 學生的個體差異

由于學生在興趣、能力和知識背景上存在差異，這可能導致在項目實施過程中出現一些學生無法跟上進度或不能充分發揮潛力的情況.教師需要在教學中注意因材施教，提供個性化的指導．

4.1.4" 評價體系的完善

傳統的評價體系可能無法全面衡量學生在STEAM項目中的表現.教師需要建立多維度的評價體系，既考慮到學生的學術表現，又關注他們的創新能力、動手能力和團隊合作能力．

4.2" 改進與展望

4.2.1" 合理安排時間和資源

教師應在教學計劃中合理安排時間，確保每個項目都有足夠的時間.教師要積極爭取學校和社區的資源支持，為項目提供必要的材料和設備．

4.2.2 "加強教師培訓

學校應提供更多的教師培訓機會，提升教師的多學科素養和STEAM教育能力.學校可以通過工作坊、研討會和在線課程等形式，讓教師不斷學習和成長．

4.2.3" 個性化指導和支持

針對學生的個體差異，教師要提供個性化的指導和支持.對于有困難的學生，教師要給予更多的幫助和鼓勵；對于有特長的學生，教師要提供更多的展示和發展機會．

4.2.4" 完善評價體系

教師要建立多元化的評價體系，從知識掌握、技能應用、創新能力、合作精神等多方面進行綜合評價.

教師還要注重過程評價和結果評價相結合，使其全面反映學生的學習和成長．

參考文獻

［1］呂繼紅.STEAM教育理念下小學數學教學實踐探索［J］.基礎教育論壇，2024（4）：62-64．