STEAM教育在小学数学教学中的实践

欧启东

【摘要】以人教版五年级上册《位置》教学为例，小学数学教师通过设立多元学习目标、创建现实性学习情境、预设探究性学习过程、采取建构性教学策略、使用多元性教育评价，能将STEAM教育理念与数学教学实践深度融合起来，从而培养学生全方位的认知和能力，提升学生多学科综合素养，为提高教育质量奠定良好的基础。

【关键词】STEAM教育;小学数学;教学实践

STEAM教育将Science（科学）、Technology（技術）、Engineering（工程）、Art（艺术）、Mathematics（数学）这五个学科融为一体，以学科整合的教学方式解决真实的问题，强调教育的互动性、创造性和开拓性，目标是培养学生的跨学科思维和创造力。

数学是STEAM各领域的基础。如何在数学教学中融合STEAM教育理念？教师应该从教学的目标、情境、模式、策略和评价等角度进行审慎考量。现在以人教版数学五年级上册的《位置》为例，谈一谈STEAM教育在小学数学教学中的实践。

一、设立多元性学习目标

STEAM教育被通俗的称为美国的素质教育，着重培养学生探索学习、科学实践、思考问题、沟通合作、创意革新等全方位的能力，它的跨学科整合教学的模式，从本质上决定了学习目标的多元性。数学教师在教学设计时，既需要考虑数学单学科知识和技能的传授，也需要更全面地考虑跨学科内涵和能力等素养的培养。

《位置》在《义务教育数学课程标准（2011年版）》的相应的学习目标为：“了解确定物体位置的一些基本方法”，“在具体情境中，能在方格纸上用数对（限于正整数）表示位置，知道数对与方格纸上点的对应”。结合STEAM教育的特点，将《位置》的跨学科学习目标设定为：1.科学素养：①经历“在平面内确定某个位置的方法”的思维过程（“要有两个数”→“统一横排与竖排的名称”→“统一行、列的顺序和方向”→“统一数对的表示方法” ）发展逻辑思维能力，树立科学的态度。②初步了解地理学上的经度和纬度，知道在地球上确定一个地点的方法。2.技术素养：在生活中搜集表示物体位置的方法，培养信息搜集能力。3.工程素养：小组成员能主动提出设想，能与人积极合作并互相帮助，增强合作意识。4.艺术素养：经历把具体情境中的物体抽象成点的过程，能使用方格纸设计并绘制简单的图案。5.数学素养： ①知识与技能：在具体的情境中初步理解数对的含义，会用数对表示具体情境中物体的位置。②过程与方法：经历用数对确定物体位置的过程，发现点与数对的一一对应关系，理解用数对确定位置的方法，体会到数形结合的数学思想，发展空间观念。③情感、态度与价值观：渗透数形结合的思想，体会数学在生活中的广泛应用。

二、创建现实性学习情境

学科知识来源于生活，应用于生活，而如何解决生活中遇到的真实的问题呢？STEAM教育强调以整合多学科的教学方式解决现实的问题。基于此，教师要充分了解学情，包括学生的身心发展规律和原有的知识能力基础，通过创建儿童喜闻乐见的真实情境，吸引学生注意，让学生有了对学习的渴求，乐于获得新的知识技能。STEAM教育下的小学数学情境的创建要以真实为基础，既要提高学生的学习兴趣，避免枯燥无味，更要扣准教学目标的实施，避免华而不实。

《位置》教学时，笔者通过新闻图片《汕头海事局及时救助受伤外轮船员》引入，引发学生思考“在一望无际的大海上，救援人员怎么找到这艘油轮的呢……”，进入引导那么“两个简单的数是如何确定位置呢？让我们一起学习吧！” 选材方面在真实事件和贴合课时目标的基础上，渗透地理学方面的知识，采用学生们身处的城市所发生的一件普通的事作为素材来创设情境，拉近的不仅是地域的距离，也是学生对素材心理的距离，既能激发学生的学习兴趣，调动学生乐于学习的情感，同时也让学生对“两个数”可以“确定位置”有了初步的印象，为接下来继续学习知识铺垫基础。

而在学生达成知识与技能目标后，笔者和学生一起展示搜集到“用数对表示物体的位置”的生活例子——电影院里确定座位、飞机上确定座位、围棋比赛解说棋子的位置、经纬线等等，进一步体会学科知识在真实生活情境中的广泛应用。

三、预设探究性学习过程

STEAM教育作为新世纪形成的教育理念，倡导教师引导学生通过进行探究性学习建构新认知。在探究性学习活动中，教师要“到位”但不能“越位”，教师应改变告诉学生“怎么做”的传统教学方式，要创设情境在情境中发现问题，多问“怎么办”和“为什么”，引导学生在“做中学”， 寻求问题的解决方法，经历问题解决的全过程，突破“怎么办”和“为什么”，培养学生的创新精神和思维能力。

教学《位置》一课时，教师要善于把“必须要有两个数”→“必须统一横排与竖排的名称”→“必须统一行、列的顺序和方向”→“必须统一数对的表示方法”转换成“为什么要有两个数”→“为什么要统一横排与竖排的名称”→“为什么要统一行、列的顺序和方向”→“为什么要统一数对的表示方法”。四个“必须”转换成四个“为什么”，使学生经历发现问题→研究问题→解决问题的研究全过程，让学生的思维真正的参与到教学活动中来，从而发展思维能力，提升思维品质，提高解决实际问题的能力。

四、采取建构性教学策略

建构主义理论认为学生是学习的主体，学生建构新认知是对原认知结构重塑和同化的过程。这个过程是漫长的，它存在于学习的全过程;这个过程同时也是曲折的，在建构新认知时，出现原有知识经验与新学知识经验的“不平衡”，学习者在学习的过程中是不断“平衡——不平衡——新的平衡”的循环过程。批判性建构是STEAM教育的特征，学生以原认知为基础，通过延展、质疑、修正、验证，建构新认知。

在日常生活中根据需要按一定顺序排列是学生本节课课前已有的经验。但是用数对表示位置，学生还是第一次接触，教学时教师要让学生在具体情境中认识行、列的含义，知道确定第几列、第几行的规则及规则产生的意义，经历由语言描述实际情境中物体的位置抽象成用数对表示具体情境中物体位置的过程，从而建构新认知，获得新发展。其中，用数对表示位置需要统一表示方法是本节课的关键点，教师可以让学生分组设计表示物体位置的方案，对方案进行质疑→修改完善→再质疑→再修改完善……，在质疑中不断地修改完善方案，直至师生形成一致意见——用数对表示位置需要统一表示方法。

五、使用多元性教育评价

STEAM教育的目标多元性决定了评价多元性。评价时应注意：1.多角度（学生自评、小组成员互评、教师评），2.全过程（学习前、学习中、学习后）、3.综合性（科学素养、技术素养、工程素养、艺术素养、数学素养）。根据实际情况，教师可以着重某一方面对学生进行评价。教师一般在学习一开始便向学生介绍评价量规，并让学生提出看法。评价量规在学习活动过程中用来检查学生的学习进度，在学习结束时也用它来对学生进行评分。同时，评价量规与其他评价工具使用，引导学生通过评价量规的要求，反思自己的学习过程和设定学习目标，使评价量规中的较高层次的要求内化成对学生自己的学习指引和学习目标。

下表是我拟定的《位置》学习过程的评价量规：

总之，小学数学教师通过设立多元性学习目标、创建现实性学习情境、预设探究性学习过程、采取建构性教学策略、使用多元性教育评价，能将STEAM教育理念与数学教学实践深度融合起来，从而培养学生全方位的认知和能力，提升学生多学科的综合素养，为提高教育质量奠定良好的基础。

【参考文献】

[1] 中华人民共和国教育部制定.义务教育数学课程标准（2011年版）[M].北京：北京师范大学出版社，2012.

[2]徐燕.STEAM教育理念在小学数学“综合与实践”课堂教学中的应用[J].教育观察，2020，9：116-118.

[3]史哲宇，钱立凯.小学数学“综合与实践”领域的教学策略研究 ——基于 STEAM 教育[J].曲靖师范学院学报，2020，39：20-23.