基于STEAM理念的小学数学教学思考

2020-06-08吴敏超

教学月刊(小学版) 2020年14期

□吴敏超

STEAM 教育是当下热门的教学理念，以培养学生的合作交流、工程设计、动手实践、创新思维等综合能力为出发点。那么如何在小学数学教学中引入STEAM教育理念呢？笔者以北师大版教材为例，谈谈小学数学教学的STEAM教育，与大家交流探讨。

一、数学与“S”融合，培养学生的探究精神

数学与科学有着密切的联系，数学是科学研究的逻辑工具，科学是数学的模型解释。在数学教学中，可以适当地整合科学课程的相关内容，丰富教学内涵，增加科学素养，培养学生的探究精神。

例如在“认识三角形、平行四边形”的教学中，教师可组织学生利用胡萝卜丁和牙签搭建三角形和平行四边形，然后通过分别测试它们的受力强度来直观地认识三角形的稳定性与平行四边形的易变性特征，最后以科学原理“力的分解”（如图1）来解释三角形的稳定性。这里引入了科学实验的手段，融入了科学知识，比学生单纯理解概念来得更加立体，学生获得的数学知识也更加丰满。

与此类似，在教学“统计与概率”知识时，教师可让学生对种子发芽情况进行统计，对同学的身高、体重数据进行统计，运用统计学知识来发现科学规律。在教学“认识负数”时，教师可以将数学中用来研究负数的现实模型——温度，与科学中的“认识温度”进行横向联系，将两门学科的知识点进行整合优化，为学生提供更广阔的平台，使学生在科学事实中理解数学知识。

图1

二、数学与“T”融合，培养学生的创新思维

大部分人认为STEAM 教育中的“技术”，是指“信息技术”这门学科，笔者认为它还可以是解决问题的一种手段、一种策略。

例如在“组合图形的面积”教学中，教师可引导学生利用“割补”的技术，将不规则图形的面积转化为若干个规则图形的面积的和或差来求解，使学生明白化复杂为简单、化未知为已知的道理，培养学生的创新思维。

另外，在小学数学的解决问题中，当数量关系复杂不清晰时，往往可以通过画线段图、示意图，借助“数形结合”的方法厘清数量关系。把数学问题中抽象的数量关系用直观的方式表示出来，这也可以理解成一种技术，能提升学生分析问题和解决问题的能力。例如教学这样一题：“一箱苹果的质量（含箱子）是46.6 千克，倒出一半苹果后的质量是24.3千克，全部苹果的质量是多少千克？箱子的质量是多少千克？”运用画图策略（如图2），可让学生一目了然地明白箱子和苹果的关系。恰当地运用“形”，能够较好地化解教学难点，有效地发挥技术的力量。

图2

三、数学与“E”融合，培养学生的学习毅力

数学与工程的融合，从生活中常见的建筑中就能得以体现。无论是道路桥梁还是高楼大厦，在工程建造时都融入了数学知识，而且体现了数学之美。如各式各样的大桥中都蕴含着丰富的数形知识。“工程”与小学数学教学的融合，可从两个方面考虑：

STEAM 教育中有许多以工程任务为主的项目式学习，这个工程指的是学生的工程。小学数学课程中有“综合与实践”的教学内容，教师可以将这一类内容加工设计成一个个小型的工程项目，让学生自由组合成四人小组，围绕主题，完成相应任务。例如在“滴水实验”的教学中，借助“水资源浪费现象”作为情境导入后，教师给出一个主任务：一个没有拧紧的水龙头，一年会滴多少水？让学生自行分工、讨论、规划、测量、计算、汇报。这一系列过程就是学生的工程项目。在整个研究过程中，学生能够在团队中发挥各自的优势，也能综合运用数学知识解决生活中的实际问题。除此之外，像“一吨有多重”“一亿有多大”等课程内容也可以设计成学生的工程项目。

另一方面，在数学教学中要让学生养成工程思维。笔者在“浙江—印州中小学STEAM 课程平移项目”高级研修班学习时发现，STEAM教育的教学流程大致一样，常见步骤是“阐明挑战→建立模型→测试模型→互相交流→改进模型”。在这种流程中，学生的工程思维能力得以培养。值得一提的是，在学生搭建模型的过程中，美方教师更在意学生经历的模型建立、测试和不断改进的过程，注重学生思考探究的过程，他们不在意项目结果的成败，允许失败。笔者由此想到，教学中是否一定要求学生朝着教师的预设发展？其实不然。失败也是一种学习，只要学生能从失败中获得经验，也是一种优质的体验。

在数学教学中融入工程，不论是完成工程项目的过程，还是不断“试错优化”的体验，学生都可以长时间、全身心地投入到学习的经历中，认真思考解决各类困难，坚持不懈地完成学习任务，逐步养成坚韧的学习毅力。