基于STEAM背景的小學(xué)趣味數(shù)學(xué)探索

【摘要】基于STEAM教育理念的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)，在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、促進(jìn)核心素養(yǎng)發(fā)展等方面有重要作用.文章以STEAM教育理念為指導(dǎo)，將“激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、拓寬融合教學(xué)渠道、強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐技能、創(chuàng)建優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)環(huán)境”作為研究目標(biāo)，通過“創(chuàng)設(shè)跨學(xué)科教學(xué)情境、提出開放性數(shù)學(xué)問題、設(shè)計(jì)跨學(xué)科學(xué)習(xí)任務(wù)、開展合作性探究活動(dòng)”等手段，深入探索STEAM背景下的小學(xué)數(shù)學(xué)趣味教學(xué)策略，以期為一線教師提供教學(xué)思路.

【關(guān)鍵詞】STEAM教育理念；小學(xué)數(shù)學(xué)；趣味教學(xué)；教學(xué)策略

STEAM是集科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、藝術(shù)（Art）、數(shù)學(xué)（Mathematics）多領(lǐng)域融合的綜合教育理念.STEAM教育理念打破學(xué)科界限，強(qiáng)調(diào)知識(shí)跨界、場景多元、問題生成、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，既彰顯學(xué)科育人價(jià)值，又反映課程回歸生活、社會(huì)、自然的本質(zhì)訴求.在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用STEAM教育理念，有利于打造趣味數(shù)學(xué)課堂，為學(xué)生開啟趣味數(shù)學(xué)之旅.

一、創(chuàng)設(shè)跨領(lǐng)域教學(xué)情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

跨領(lǐng)域教學(xué)情境是指教師將數(shù)學(xué)與其他學(xué)科相結(jié)合，創(chuàng)設(shè)的不同教學(xué)情境.學(xué)生在情境中解決實(shí)際問題，學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)以及其他領(lǐng)域知識(shí)，能培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科思維和綜合能力，使其將數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用于其他領(lǐng)域.跨領(lǐng)域教學(xué)情境可以激發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，提高數(shù)學(xué)教學(xué)效果.學(xué)生能在跨領(lǐng)域教學(xué)情境中建立數(shù)學(xué)與實(shí)際生活之間的聯(lián)系，理解數(shù)學(xué)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，產(chǎn)生源源不斷的學(xué)習(xí)興趣.跨領(lǐng)域教學(xué)情境以STEAM教育理念為指導(dǎo)，應(yīng)盡可能接近學(xué)生的現(xiàn)實(shí)生活或真實(shí)場景，從而增加學(xué)生的參與度和代入感.同時(shí)，教師需要在情境中融合不同領(lǐng)域的知識(shí)，以體現(xiàn)STEAM教育理念要求，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和好奇心.

（一）從日常生活中提取素材，創(chuàng)設(shè)生活教學(xué)情境

生活素材源于學(xué)生的實(shí)際生活，可以將數(shù)學(xué)知識(shí)與不同領(lǐng)域建立起聯(lián)系，消除學(xué)生對(duì)跨領(lǐng)域情境的陌生感.在人教版小學(xué)數(shù)學(xué)二年級(jí)下冊(cè)“混合運(yùn)算”一課教學(xué)中，教師可以根據(jù)日常生活中的實(shí)際場景，設(shè)計(jì)與學(xué)生生活密切相關(guān)的混合運(yùn)算問題.

例如，教師可以模擬一個(gè)購物的場景，讓學(xué)生分別扮演商家和消費(fèi)者，通過計(jì)算商品的總價(jià)和支付金額來練習(xí)混合運(yùn)算.教師可以選擇與學(xué)生生活緊密相關(guān)的素材，如電子支付清單、商品標(biāo)簽等，讓學(xué)生在實(shí)際操作中感受混合運(yùn)算的應(yīng)用.教師可以將具體的生活問題作為素材：小李有36元錢，買一個(gè)魔方用了4元，剩下多少錢？如果小李想用剩下的錢買一個(gè)售價(jià)為8元的筆袋，他可以買幾個(gè)？某建筑公司一共要搭建90個(gè)露營帳篷，已經(jīng)搭建了36個(gè)，如果建筑工人每次能同時(shí)搭建9個(gè)露營帳篷，那剩下的帳篷還要搭建幾次？

在以上生活問題中，學(xué)生可以通過角色扮演的方式，在輕松愉快的氛圍中學(xué)習(xí)混合運(yùn)算技巧.為了確保教師所創(chuàng)設(shè)的情境與混合運(yùn)算的教學(xué)內(nèi)容緊密相關(guān)，教師可以融合多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)和技能，如：商品定價(jià)、建筑工程方案、帳篷搭建技術(shù)等.多領(lǐng)域的知識(shí)與技能打破了數(shù)學(xué)學(xué)科的壁壘，實(shí)現(xiàn)不同知識(shí)的交叉融合，可以讓學(xué)生在理解和掌握混合運(yùn)算的計(jì)算方法的同時(shí)，產(chǎn)生源源不斷的學(xué)習(xí)興趣.

（二）從不同領(lǐng)域中獲取靈感，創(chuàng)設(shè)圖像教學(xué)情境

仍以“混合運(yùn)算”一課教學(xué)為例，教師可以借鑒科學(xué)、技術(shù)、工程等領(lǐng)域中的知識(shí)，創(chuàng)設(shè)與混合運(yùn)算相關(guān)的圖像教學(xué)情境.教師可以利用工程圖紙中的尺寸標(biāo)注，設(shè)計(jì)含有明確數(shù)據(jù)的混合運(yùn)算問題.比如，教師設(shè)計(jì)問題：丁師傅家要挖總長度為60米的水溝，已經(jīng)挖了15米.剩下的用5天挖完，平均每天要挖多少米？教師可以利用圖像素材展示這一運(yùn)算問題，如圖片、圖表等，將抽象的數(shù)學(xué)混合運(yùn)算問題具象化.教師還可以使用帶有數(shù)字的圖形，滲透數(shù)形結(jié)合思維，讓學(xué)生借助圖形來思考混合運(yùn)算問題.教師通過圖像引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析和解決問題，可以發(fā)揮跨領(lǐng)域圖像素材在育人方面的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，將科學(xué)、技術(shù)、工程等領(lǐng)域的知識(shí)與數(shù)學(xué)知識(shí)相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)不同領(lǐng)域知識(shí)中的數(shù)學(xué)規(guī)律，從而提高學(xué)生的觀察能力和分析能力.教師通過創(chuàng)設(shè)有趣的圖像教學(xué)情境，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高他們的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)動(dòng)力.

二、提出開放性數(shù)學(xué)問題，拓寬融合教學(xué)渠道

開放性數(shù)學(xué)問題并無固定的答案或解決方法，而是需要學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)和技能，通過思考、探索和創(chuàng)新來解決的一系列問題.在數(shù)學(xué)趣味教學(xué)中，教師有必要以STEAM教育理念為指導(dǎo)，通過提出開放性數(shù)學(xué)問題，提高學(xué)生的問題解決能力.教師可以依托開放性問題拓寬融合教學(xué)渠道，幫助學(xué)生建立廣泛的數(shù)學(xué)知識(shí)聯(lián)系，不斷增強(qiáng)學(xué)生的自信心和成就感，提高學(xué)生的數(shù)學(xué)動(dòng)力.開放性問題的解答方式多樣，鼓勵(lì)學(xué)生自由思考和創(chuàng)新.教師要設(shè)計(jì)難度適中的問題，將問題與不同領(lǐng)域知識(shí)建立起聯(lián)系，從而使學(xué)生感受到數(shù)學(xué)在現(xiàn)實(shí)生活中的重要性，激發(fā)他們的解題欲望，培養(yǎng)其思維能力.

（一）提出科學(xué)問題，培養(yǎng)學(xué)生優(yōu)秀精神品質(zhì)

科學(xué)問題的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，符合STEAM教育理念要求，有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神.教師可以在人教版小學(xué)數(shù)學(xué)三年級(jí)上冊(cè)“測量”一課教學(xué)中，提出與測量相關(guān)的科學(xué)問題，驅(qū)動(dòng)學(xué)生觀察和探索身邊物體的尺寸和大小，從而引發(fā)他們對(duì)測量的興趣和好奇心.如：“黑板擦的長度、寬度是多少？這種設(shè)計(jì)體現(xiàn)了哪些科學(xué)道理？”在學(xué)生觀察和思考的基礎(chǔ)上，教師可以引導(dǎo)學(xué)生提出與測量相關(guān)的科學(xué)問題，如“為什么我們需要測量？不同的測量工具有什么區(qū)別？”等.這些問題能夠激發(fā)學(xué)生的求知欲，培養(yǎng)他們的探究精神.為了提高學(xué)生的問題解決能力和獨(dú)立思考能力，教師可以為學(xué)生提供多樣性資料，鼓勵(lì)學(xué)生以討論交流等方式解答問題.在學(xué)生解決問題的過程中，教師可以為學(xué)生提供指導(dǎo)，讓學(xué)生把握開放性問題的解決思路，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)和批判性思維等優(yōu)秀精神品質(zhì).

（二）提出工程問題，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)趣味知識(shí)

仍以“測量”一課教學(xué)為例，教師可以引入一些與測量相關(guān)的工程實(shí)例，如“建筑施工中的測量工作”“橋梁建設(shè)中的尺寸控制”等.這些工程類的實(shí)例能夠讓學(xué)生感受到測量在現(xiàn)實(shí)生活中的價(jià)值，激發(fā)他們的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣.基于工程實(shí)例，教師可以提出一些與工程測量相關(guān)的開放性問題，如“工程師在設(shè)計(jì)一座房子時(shí)，如何確保每堵墻都是垂直的？建筑師在修建一座橋梁時(shí)，如何準(zhǔn)確測量橋墩之間的距離？”等.這些開放性問題能夠驅(qū)動(dòng)學(xué)生將數(shù)學(xué)知識(shí)與工程領(lǐng)域知識(shí)相結(jié)合，應(yīng)用跨領(lǐng)域知識(shí)解決問題，增強(qiáng)應(yīng)用意識(shí)和實(shí)踐能力.學(xué)生可以通過實(shí)際操作、模擬實(shí)驗(yàn)等方式，學(xué)習(xí)有趣的數(shù)學(xué)知識(shí)、工程知識(shí).學(xué)生在探究工程問題時(shí)，可以學(xué)習(xí)到測量工具的使用方法、測量數(shù)據(jù)的處理和分析等趣味知識(shí)，提高數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的趣味性和實(shí)用性.

三、設(shè)計(jì)綜合性學(xué)習(xí)任務(wù)，強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐技能

綜合性學(xué)習(xí)任務(wù)是需要學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)和技能，通過探究和實(shí)踐等方式來完成的任務(wù).在STEAM理念背景下，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和跨學(xué)科思維是重要目標(biāo).為了使學(xué)生能夠適應(yīng)未來社會(huì)發(fā)展的需求，提高自身實(shí)踐能力和解決問題的能力，教師要利用綜合性學(xué)習(xí)任務(wù)幫助學(xué)生應(yīng)對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中的挑戰(zhàn).綜合性任務(wù)設(shè)計(jì)要體現(xiàn)多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)和技能，以彰顯STEAM理念中的跨學(xué)科教學(xué)思想.教師可以設(shè)計(jì)趣味任務(wù)、拓展任務(wù)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，豐富其數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，切實(shí)提高數(shù)學(xué)課堂的趣味性，強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐技能.

（一）設(shè)計(jì)趣味任務(wù)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)

有趣的綜合性學(xué)習(xí)任務(wù)符合STEAM理念要求，能讓學(xué)生在輕松愉快的學(xué)習(xí)氛圍中理解和掌握所學(xué)知識(shí).在人教版小學(xué)數(shù)學(xué)四年級(jí)下冊(cè)“小數(shù)的意義和性質(zhì)”一課教學(xué)中，為了確保教師設(shè)計(jì)的任務(wù)既有趣味性又具有挑戰(zhàn)性，教師可以將小數(shù)的意義和性質(zhì)融入學(xué)生熟悉的生活場景中.

教師可以設(shè)計(jì)一個(gè)體育用品采購場景，讓學(xué)生計(jì)算不同體育用品打折后的價(jià)格，激發(fā)學(xué)生的綜合性學(xué)習(xí)興趣和求知欲.教師還可以設(shè)計(jì)一個(gè)制作蛋糕的場景，讓學(xué)生按照食譜中的小數(shù)比例來調(diào)配原料.在制作蛋糕的場景中，教師可以組織學(xué)生通過游戲的方式，完成“小數(shù)接龍”，學(xué)習(xí)和理解小數(shù)的意義.在“小數(shù)接龍”游戲中，學(xué)生需要按照大小順序說出比前一個(gè)數(shù)大或小一定量的小數(shù).教師可以給出一個(gè)小數(shù)的提示，讓學(xué)生猜測這個(gè)小數(shù)是多少.教師通過組織學(xué)生進(jìn)行模擬采購和接龍游戲，可以優(yōu)化綜合性學(xué)習(xí)任務(wù)，提升任務(wù)的趣味性，促進(jìn)學(xué)生的小組競賽，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī).教師還可以設(shè)計(jì)一個(gè)“小數(shù)速度賽”，讓學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成一系列小數(shù)讀數(shù)或猜數(shù)任務(wù)，既能測試學(xué)生對(duì)小數(shù)意義和性質(zhì)的理解，又可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，深化其小數(shù)知識(shí)學(xué)習(xí)理解.

（二）設(shè)計(jì)拓展任務(wù)，豐富學(xué)生的數(shù)學(xué)經(jīng)驗(yàn)

教師在實(shí)施綜合性任務(wù)的過程中，應(yīng)注重學(xué)生的參與和體驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生自主思考、自主探究和自主解決問題.仍以“小數(shù)的意義和性質(zhì)”一課教學(xué)為例，教師可以根據(jù)STEAM理念要求，將小數(shù)的知識(shí)與其他學(xué)科相結(jié)合，設(shè)計(jì)拓展任務(wù).如：在科學(xué)領(lǐng)域中研究溫度變化時(shí)，科學(xué)家通常使用小數(shù)來記錄不同時(shí)間點(diǎn)的溫度，嘗試制作天氣預(yù)報(bào)表格；在藝術(shù)領(lǐng)域設(shè)計(jì)圖案時(shí)，藝術(shù)家使用小數(shù)來確定圖案中各部分的尺寸和比例，嘗試分析著名畫作《蒙娜麗莎》的尺寸.基于以上拓展任務(wù)，學(xué)生需要通過動(dòng)手實(shí)踐以探索小數(shù)的性質(zhì)和應(yīng)用.教師還可以讓學(xué)生使用測量工具測量長度、重量等，并使用小數(shù)來記錄自己的測量結(jié)果；或者讓學(xué)生調(diào)查建筑物的用料，計(jì)算建筑物料的價(jià)格.教師通過設(shè)計(jì)具有一定難度的拓展性任務(wù)，讓學(xué)生在解決不同領(lǐng)域問題的過程中提高數(shù)學(xué)素養(yǎng).學(xué)生完成綜合性任務(wù)，可以提升綜合實(shí)踐能力和跨學(xué)科思維.

四、開展合作性探究活動(dòng)，創(chuàng)建優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)環(huán)境

合作性探究活動(dòng)指學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，以小組合作的方式探究某個(gè)問題或圍繞主題進(jìn)行深入學(xué)習(xí).合作活動(dòng)有利于打造優(yōu)質(zhì)課堂環(huán)境，提高學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)效果.在STEAM理念背景下開展合作性探究活動(dòng)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和探究能力，增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，培養(yǎng)他們的合作精神和集體榮譽(yù)感，為其未來的學(xué)習(xí)和工作打下良好的基礎(chǔ).合作性探究活動(dòng)應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)生的主體性，讓他們自主設(shè)計(jì)探究方案，自主進(jìn)行探究和學(xué)習(xí).教師需要設(shè)計(jì)不同的合作主題，通過布置小組合作任務(wù)，驅(qū)動(dòng)學(xué)生完成探究，從而創(chuàng)建優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)環(huán)境，助力學(xué)生學(xué)習(xí)、進(jìn)步.

（一）合作研究數(shù)學(xué)中的技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生的理性思維

合作研究是合作性探究活動(dòng)的主要形式，符合當(dāng)前階段學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，有助于營造積極的學(xué)習(xí)氛圍，從而培養(yǎng)學(xué)生的理性思維.教師在設(shè)計(jì)合作研究活動(dòng)時(shí)，要明確合作目標(biāo)和任務(wù)分配，以保證小組成員中的每個(gè)學(xué)生都能參與到活動(dòng)中.

在人教版小學(xué)數(shù)學(xué)五年級(jí)下冊(cè)“長方體和正方體”一課教學(xué)中，教師可以利用3D建模軟件，組織學(xué)生成立研究小組，合作創(chuàng)建一個(gè)長方體或正方體的3D模型.在這個(gè)合作研究過程中，教師要指導(dǎo)各個(gè)小組明確成員的合作分工，使所有成員都能通過合作研究，理解長方體和正方體的基本屬性（如：長、寬、高、表面積、體積等），嘗試運(yùn)用這些屬性來設(shè)定3D模型的具體參數(shù).教師可以鼓勵(lì)學(xué)生在合作中利用皮尺、直尺、三角板等不同的測量工具，測量黑板擦、盒子等實(shí)際物體.待得到長、寬、高等數(shù)據(jù)后，運(yùn)用公式計(jì)算其物體的表面積和體積，交流計(jì)算結(jié)果的正確性.在合作過程中，學(xué)生需要記錄和整理測量數(shù)據(jù)，并進(jìn)行簡單的數(shù)據(jù)分析.各個(gè)小組可以比較不同物體的表面積和體積計(jì)算結(jié)果，探討它們之間的關(guān)系.在合作研究活動(dòng)中，學(xué)生可以加深對(duì)長方體和正方體的理解，形成技術(shù)素養(yǎng)和理性思維.小組之間的合作交流促進(jìn)學(xué)生思維碰撞，這有助于培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)意識(shí)和理性分析能力，增強(qiáng)學(xué)生的合作精神和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力.

（二）合作探索數(shù)學(xué)中的藝術(shù)，讓學(xué)生感受數(shù)學(xué)之美

仍以“長方體和正方體”一課教學(xué)為例，在合作性探究活動(dòng)中，教師可以讓學(xué)生使用不同顏色和形狀的積木，合作搭建一個(gè)具有創(chuàng)意的長方體或正方體藝術(shù)品.各個(gè)小組在搭建作品的過程中，需要關(guān)注長方體和正方體的結(jié)構(gòu)美，感受顏色、形狀和大小的協(xié)調(diào)性.學(xué)生可以通過嘗試不同的圖案和顏色組合，探索數(shù)學(xué)中的對(duì)稱、比例和重復(fù)等美學(xué)元素.在合作成果展示環(huán)節(jié)，各個(gè)小組的學(xué)生需要解釋藝術(shù)品中的數(shù)學(xué)元素，如角度、比例、對(duì)稱等.同時(shí)，小組代表要分享彼此的發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)意、感官.合作探索活動(dòng)有助于培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力和審美能力.教師將藝術(shù)知識(shí)與數(shù)學(xué)知識(shí)融合，鼓勵(lì)學(xué)生在搭建藝術(shù)品中，運(yùn)用長方體和正方體創(chuàng)作出具有數(shù)學(xué)美的藝術(shù)品.學(xué)生在合作中能提升藝術(shù)素養(yǎng)和創(chuàng)造力，憑借自己在生活中對(duì)長方體和正方體物體的感官，在藝術(shù)品中增加創(chuàng)意元素.學(xué)生通過展示自己的作品，有助于積累豐富的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)、藝術(shù)創(chuàng)作經(jīng)驗(yàn).同時(shí)，學(xué)生代表小組分享創(chuàng)意、數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，能提高集體榮譽(yù)感，體會(huì)數(shù)學(xué)在藝術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用價(jià)值，以及數(shù)學(xué)與藝術(shù)的緊密聯(lián)系，感受數(shù)學(xué)之美.

結(jié) 語

綜上所述，在STEAM教育理念的指導(dǎo)下，小學(xué)數(shù)學(xué)趣味教學(xué)探索成為培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和核心素養(yǎng)的重要途徑.文章提出的小學(xué)數(shù)學(xué)趣味教學(xué)策略中，包含創(chuàng)設(shè)跨領(lǐng)域教學(xué)情境、提出開放性數(shù)學(xué)問題、設(shè)計(jì)綜合性學(xué)習(xí)任務(wù)和開展合作性探究活動(dòng)等建議，能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科思維、綜合能力和創(chuàng)新能力，提高學(xué)生的數(shù)學(xué)實(shí)踐能力和解決問題的能力.在未來的教學(xué)研究與實(shí)踐中，教師應(yīng)重視研究STEAM教育理念要求，在實(shí)踐中積極探索跨領(lǐng)域教學(xué)方法，不斷創(chuàng)新教學(xué)模式，為學(xué)生未來的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)和可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ).

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