数学核心素养视角下STEAM跨学科交叉融合教学模式的设计*

王湘萍

（贵州师范大学数学科学学院）

数学核心素养视角下STEAM跨学科交叉融合教学模式的设计，应以培养学生数学核心素养为目的，以STEAM跨学科交叉融合为路径，遵循一定的原则对STEAM跨学科交叉融合教学相关活动进行设计。

一、数学核心素养视角下STEAM跨学科交叉融合模式教学设计的原则

为了更好地开展教学活动、实现教学目的，数学核心素养视角下设计STEAM跨学科交叉融合教学模式，应遵循分层性原则、项目性原则、多维性原则、协作性原则等原则。[1]

（一）数学核心素养视角下STEAM跨学科交叉融合教学模式设计，应遵循分层性原则

不同层次的学生在知识、能力、情感价值观及学科核心素养培养等方面的要求都是不同的，这就要求依据不同层次的学生，确定与其相适应的融合学科和学科融合难易度。当学生的知识、能力等方面情况还没有达到较高的层次时，在教学过程中，融合的学科过多和学科融合的难度过大，学生无法真正融合相关知识来解决问题，培养学生数学核心素养的目的不能实现；相反，在教学过程中，融合的学科过少和学科融合的难度过小，学生无法得到锻炼，不能进一步提高学生的数学核心素养，教学效率也大打折扣。因此，数学核心素养视角下STEAM跨学科交叉融合教学模式设计，应遵循分层性原则，根据不同层次学生的具体情况，分别确定不同的融合学科和学科融合难易度以及需要培养的数学核心素养，进而依据这样的设计去开展教学。

（二）数学核心素养视角下STEAM跨学科交叉融合教学模式设计，应遵循项目性原则

教学模式设计遵循项目性原则是数学核心素养视角下STEAM跨学科交叉融合教学本身的要求，与项目式教学特性相符合。在项目式教学中，学生需要利用多方面的知识、能力来解决项目问题，这有利于学生增强适应社会的能力，当然对于这种教学的评价也应该是多样的。而在传统教学中，因没有采用项目式教学，让学生利用跨学科知识、能力去解决问题的目的难以实现，学生解决实际问题的能力难以得到提高，这也是毕业生适应社会能力不足的原因之一。

（三）数学核心素养视角下STEAM跨学科交叉融合教学模式设计，应遵循多维性原则

数学核心素养培养的多维性和STEAM跨学科交叉融合要求这种模式的教学应遵循多维性原则。首先，这种教学的目的不仅要让学生掌握跨学科知识，还需培养学生在收集信息、制定计划、选择方案、解决问题、组织协调等方面的能力；其次，在教学中，教师所教授的是多学科的内容，学生需要运用跨学科的知识、能力进行融合以解决实际问题，采用的方法常常也是多方面的；最后，这种教学的评价是多维的，既需要教师、学生、教育管理者及其他主体从多维角度对教学整个过程进行详细的评价，也需要对教学进行总结性、阶段性评价。这是数学核心素养视角下STEAM跨学科交叉融合模式教学的需要。

（四）数学核心素养视角下STEAM跨学科交叉融合教学模式设计，应遵循协作性原则

由于与传统教学相比，数学核心素养视角下STEAM跨学科交叉融合模式教学需要实现的教学目标更多、难度更大，因此需要教师与教师、教师与学生、学生与学生之间以及师生与管理者之间的相互协作。首先，STEAM跨学科交叉融合模式的教学需要教师之间进行协作，才能更好地开展教学活动，取得更好的教学效果。其次，这种模式的教学需要师生之间的协作。在教学过程中，因涉及的内容太多，学生很难独自发现和解决问题，这就需要教师的指导，只有教师与学生之间密切配合、协调，才能充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用。再次，这种模式的教学需要学生相互间的协助。由于学生在知识、能力等方面是存在差异的，学生要想在有限的时间内运用跨学科知识、能力解决实际问题，必须分工合作、相互协调配合，才能高效地完成学习任务。最后，这种模式的教学还需要相关辅助者之间的协助以及师生与辅助者之间协作。这种模式的教学需要物质资料、技术资源支撑以及管理者的支持，只有相关者之间密切协作，才能使数学核心素养视角下STEAM跨学科交叉融合模式教学顺利、高效地开展。

二、数学核心素养视角下STEAM跨学科交叉融合模式教学准备的设计

数学核心素养视角下STEAM跨学科交叉融合模式教学是否顺利进行，需要做好以下方面的准备工作：分析教学条件、明确教学目标和教学内容、确定教学项目、选择适当的融合学科和融合点。

（一）分析教学条件

教师在教学前，首要的工作是分析教学条件。只有在弄清现有教学条件的基础上才能有针对性地开展教学。首先，分析学情。学生是学习的主体，学生现有知识、能力状况如何，直接影响教学目标、教学内容、教学项目的确定和融合学科及融合点的选择。其次，因数学核心素养视角下STEAM跨学科交叉融合模式教学，对于教师、教学物质设备、技术支持等方面要求很高，达不到相应要求勉强开展教学，很难取得好的效果。所以，在正式教学之前，应该对学情、师资情况、教学物质设备、技术支持等方面的情况进行详细具体的分析，以便为后期教学活动奠定基础。

（二）明确教学目标和教学内容

教学目标对于教学活动具有导向作用，而教学活动应该围绕着教学目标而开展。因此，应根据特定的学生情况、现有的物质资源情况和技术支撑情况明确相应的教学目标。如义务教学阶段的数学教学，就应以培养《义务教育数学课程标准》所规定的数感、运算能力、模型思想等数学核心素养为主要的教学目标，而高中阶段的数学教学，应以培养数学抽象、数据分析等核心素养作为主要的教学目标。教学目标明确后，后续的教学活动就有了方向。

教学内容是落实教学目标的载体，可以说教学目标在一定程度上决定教学内容的选择。由于不同层次教学的教学目标是不同的，相应地，不同层次教学的内容也应该不同。数学核心素养视域下STEAM跨学科交叉融合模式教学，应该选择有利于落实特定教学目标的教学内容，以便借助这些教学内容而开展相应的教学活动，进而达到教学目标。因此，明确教学目标后，要确定教学内容，为后续教学活动奠定基础。

（三）确定教学项目

项目式教学是数学核心素养理念下STEAM跨学科交叉融合模式教学的重要方式，教学项目是开展项目式教学、落实教学目标的重要载体，因此，在明确教学目标和教学内容后，应该确定教学项目，将教学内容转化为具体的教学项目，并通过教师指导学生完成教学项目，来实现以培养学生数学核心素养为主的教学目的，使学生在项目教学中增长跨学科知识、培养跨学科技能。为此，教学项目的确定需以培养学生数学核心素养为目标，否则，就偏离了教学目的。

（四）选择适当的融合学科和融合点

明确教学项目后，就需要考虑如何完成教学项目。由于科学、技术、工程、数学等每一学科的知识点、方法、技能都是丰富的，完成某一具体的教学项目，不可能也不需要将所选择学科的所有知识、方法都用上，这就需要根据教学项目的具体情况，选择适当的具体融合点（具体的学科知识、技能），以便科学、合理、快速地解决问题。选择合适的融合学科和融合点，可以由学生来完成。因为这项工作实际上是一个重要的锻炼过程，让学生的主动性、积极性得到发挥，从而培养了学生核心素养。

三、数学核心素养视角下STEAM跨学科交叉融合模式教学活动的设计

具体的教学活动是数学核心素养视角下STEAM跨学科交叉融合模式教学的核心，是实现教学目标、落实教学内容、完成教学项目的载体，它应在数学核心素养理念的指导下开展。教学活动可从三个层面来进行，即“双基指向”的教学活动，“问题解决指向”的教学活动，“科学思维指向”的教学活动。[2]

（一）“双基指向”的教学活动

扎实的基础知识、基本技能是数学核心素养基本内容之一，否则，无法进行跨学科交叉融合，更无法解决复杂的实际问题。因此，数学核心素养视角下开展STEAM跨学科交叉融合模式教学活动，应从基础知识学习、基本技能培养开始。首先，通过复习，进一步巩固基本知识、基本技能；其次，以项目为载体引导学生学习新知识。教师在向学生展示项目时提出相应的问题，学生为了解决这些问题，势必运用已有的知识、技能去探索，这样一来，学生的知识会越来越丰富。

（二）“问题解决指向”的教学活动

这一教学活动是指在教师的指导下学生融合相关学科知识、技能解决问题的活动。学生在“双基指向”的教学活动中，已经掌握了相关的基础知识、基本技能，但是不能仅限于此，而需要运用这些基础知识、基本技能去解决项目问题。首先，教师应引导学生创设情境、项目，将数学中数字、图形、符号等引申为情境、项目中的具体内容，引导学生从中发现与社会生活关联的实际问题。其次，教师应引导学生运用跨学科知识、技能去分析情境、项目中的问题，用数字、图形、符号等将情境、项目中的一些关系表示出来，以进一步分析其相互关系及其问题所在。最后，教师应引导学生运用跨学科知识、技能去解决问题。在这一系列教学活动过程中，学生不仅要熟知相关知识、技能，更需要熟练地综合运用这些知识、技能去提出问题、分析问题、解决问题，相应地，这些知识、技能逐渐被学生内化于心，真正成为学生所拥有的素养。由此可见，“问题解决指向”的教学活动，正是学生将跨学科知识、技能内化于心、外化于行的集中体现，是培养学生核心素养不可缺少的重要环节。

（三）“学科思维指向”的教学活动

思维过程是一种高级认识过程，是概括地反映事物本质和规律的过程[3]。“学科思维指向”的教学活动是形成学科思维方法和价值观的教学活动，学生形成学科思维方法和价值观是以学生在具体的教学过程中获得基础知识、基本技能以及解决实际问题为基础的。[4]数学核心素养视角下STEAM跨学科交叉融合模式教学活动中，学生首先需要根据现有知识、技能设计一个项目，并根据跨学科知识、技能提出一个需要解决的现实问题。然后，组建一个解决这一问题的小组，形成解决问题的统一方案，同时小组成员分工负责而又共同协作地探究解决问题的方法，并充分运用跨学科知识、技能解决项目问题。

四、数学核心素养视角下STEAM跨学科交叉融合教学评价的设计

教学评价是指一定的主体根据一定的标准对教学过程、教学结果从定性、定量等方面进行判断的活动。科学合理公正地进行教学评价，有助于更好地总结教学经验教训，促进教学活动更好地开展，促进教学质量不断提高。在数学核心素养理念下开展STEAM多学科交叉融合模式教学需要进行科学的教学评价，因为相对于传统教学来说，STEAM多学科交叉融合模式教学涉及的学科更多，教学活动更为复杂，只有经过客观公正地评价，才能发现这种教学活动的优点以及存在的问题，从而不断地改进教学活动。教学评价应遵循评价的客观公正性、评价主体的多样性、评价内容的多维性、评价方法的多样性等原则[5]。

（一）STEAM多学科交叉融合模式教学的评价应遵循客观公正性原则

STEAM多学科交叉融合模式教学进行评价时，要求对教学活动的过程、教学结果等进行客观评价，不能因为主观好恶或者受到其他不当干扰而进行评价。只有客观地进行教学评价，才能得到真实的评价结果，才能为进一步改进教学活动提供参考。否则，不仅不能促进教学活动的改进，还可能带来反作用，误导以后的教学活动决策。要实现教学评价的公正性，需要制定和实施公正的教学评价实体规则和程序性规则，使教学评价者严格遵循这一规则进行教学评价，从而保障教学评价的客观公正性，进而为进一步改进教学活动提供参考。

（二）STEAM多学科交叉融合模式教学的评价应遵循评价主体的多元化原则

教学评价主体的多元化是保证教学评价客观公正的需要。传统的教学评价的主体虽然包含教师、学生、教学督导等，但是教学评价主体的多元化并没有得到真正的落实，如传统的教学评价难以保障教学评价的客观公正；另外，教学督导虽然在教育教学方面有一定的知识、经验，但毕竟不是全能型的，因为STEAM多学科交叉融合，涉及的学科专业知识多，过程比较复杂，传统的评价方式无法保障教学评价的客观公正性。为了保障STEAM多学科交叉融合模式教学评价的客观公正，应该注重评价主体的多元化，即教师、全体学生以及既懂教育教学又是独立的第三方主体同时对教学进行评价，这样评价也就更加科学、合理、客观、公正。

（三）STEAM多学科交叉融合模式教学的评价应遵循评价内容的多维性原则

传统的教学评价内容虽然包含了教师教学情况的评价、学生学习情况的评价、教学保障情况的评价等，但是这些评价常常是表面上的，并没有进行深入的评价，如通过一两次听评课难以深入知悉教学情况。数学核心素养理念下STEAM多学科交叉融合模式教学，涉及的内容比传统的教学广得多，复杂得多，对于这种教学的评价，要根据教学的具体情况，既要评价教师的知识讲授、学生知识掌握等情况，也要评价教师对于学生的能力培养、学生在数学情感态度价值观的获得情况等方面的情况，更要评价对于学生核心素养的培养方面情况。只有对教学内容进行多维的评价，才能使教学评价更加客观公正、科学合理，才能为改进教学提供积极参考意见，促进STEAM多学科交叉融合模式教学更好地开展。

（四）STEAM多学科交叉融合模式教学的评价应遵循评价方法的多样性原则

教学评价方法的多样性是由数学核心素养理念下STEAM多学科交叉融合教学目的多样性决定的。数学核心素养理念下STEAM多学科交叉融合教学目的，既包括学生对多学科知识的掌握，也包括融合多学科知识解决实际问题能力的培养，还包括学生认识水平提高以及数学情感态度价值观方面收获。为了更好地评价教学，应该尽可能地运用多种评价方法来进行教学评价：首先，由教师、学生、教育管理者、第三方分别对教学进行评价，或这些主体共同对教学进行评价。其次，根据一定的标准对教学进行量化评价，或根据一定的标准对教学进行定性评价，或在定量评价基础上进行定性评价。再次，对整个教学过程进行详细具体评价，或对教学结果进行总结性评价。最后，通过书面考试、访谈、面试对教学进行评价，或者通过学生解决实际问题来进行教学评价。总之，根据STEAM多学科交叉融合模式教学的具体情况，科学合理地采用多种方法进行评价，以便得出一个科学合理的评价。