在小学数学综合实践活动课中融入STEAM教育的几点体会

    汪尊明 聂荣苗

    摘要：运用steam教育理念，开展小学数学综合实践活动课教学，应打破学科和教材的壁垒，采取灵活的教学方法，根据教学内容设计项目化学习方案，灵活安排学时，在学校里打通教研边界，实现学科融通，从而提升学生的核心素养，促进每一个学生健康快乐地成长。

    关键词：小学数学 综合实践活动课 STEAM教育

    STEAM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Art）和数学（Mathematics）五个学科的英文首字母缩写。从其名称可以看出，STEAM教育不唯教材、重实践、非单一学科，是一种让学生在综合环境中应用多学科知识解决问题的教育方式。小学数学综合实践活动课是新课程标准设立的一个大学习模块，其内容具有现实性、综合性和挑战性，强调以学生为主体，关注问题意识、动手能力、同伴合作和解决问题的能力培养，与STEAM教育有较强的相似性和契合度。

    在小学数学综合实践活动课中融入STEAM教育，有利于学生进行跨学科整合性学习，为全面提升学生学科核心素养提供丰富支持，进而将小学数学综合实践活动课教学推向深入。

    一、打破教材壁垒 促进知识融合

    近年来，STEAM教育掀起了一股热潮，但却让很多一线教师望而却步，原因在于我们缺少跨学科思维和课程整合能力。STEAM教育倡导学科整合和PBL学习（项目式学习），而综合实践活动课程也侧重于培养学生综合运用知识与方法解决实际问题的能力，它们都是基于整合的理念设计学习活动的。因此，笔者在执教人教版六年级上册“确定起跑线”一课时，就把体育、数学、工程、艺术等学科进行融合。为了上好这节课，课前与体育老师合作，先安排一节“4×100米接力跑”训练课。虽然所有同学都知道在接力跑比赛时，每个道次的运动员起跑点是不一样的， 這是一个体育常识问题，学生在体育课上只是按教师的要求去做，大部分学生不会去深究其中的道理，因而在“确定起跑线”这节数学课上，有学生提出“4×100接力时，运动员从不同的起跑点出发公平吗？会不会起跑线在前面的选手跑的路程短一些？” 带着这样的疑问，我们继续展开第二课时的教学，测量数据后，组织学生开展课堂研究，通过对学校操场（400米跑道）平面图的观察，学生发现，4个跑道虽然直跑道部分长度都是85.96米，但在两个圆弧段却有差别，1、2、3、4四个圆弧跑道的直径是不一样的：内圈1号跑道的直径是72.6米，跑道宽1.25米;2号跑道的直径是75.1米，周长自然也就不一样，外圈跑道总长407.85米，比1号跑道长7.85米。如果起点和终点相同的话，外圈同学跑一圈的长度比内圈同学跑得多，这就不公平了。所以，2号跑道的起跑线就要比1号起跑线提前7.85米。弄清楚这一点后，接下来研究3、4号起跑线就容易了。同理，200米跑的跑道设计也是如此。这是因为在200米、400米比赛时，由于赛程短，运动员跑速快，而且在比赛中不允许占别的道次跑，所以起跑线都要按这种规律进行画线。学生通过小组合作，在作业纸上设计出各种跑道的样式，有的同学提出：画起跑线时，一定要画在右跑道的拐弯处吗？画其他位置可以吗？笔者让同学们根据自己的理解，大胆画出设计图，并在班级展示各个共同体的设计方案时，学生对起跑线不同的道理就理解得非常透彻了。

    这节课，我们把体育、数学、工程等学科进行了融合，其实通过设计跑道方案这个项目化学习和数据采集、数据计算、合理性论证工程设计与施工等，我们可以看出，由于教师在课前对这些素材进行了深入挖掘并融入教学中，学生的收获是生动、深刻的，也是多元的。

    又如在执教人教版五年级下册“探索图形”一课时，笔者立足STEAM教育思路，把数学与信息技术学科融合，让信息技术教师在数学课之前带着学生初步熟悉123D三维建模软件，并运用建模软件进行图形的拼搭、填色、移动等操作。之后，在数学课堂教学中，师生利用123D建模软件搭建正方体，在研究二阶、三阶、四阶魔方的正方体的基础上，组织学生进行观察、列表、组装、填色、拆分等具体操作，让学生亲身经历“找规律”的全过程，获得“化抽象为具体”的解决问题的经验。

    在教学过程中，我们不仅培养了学生的空间建模能力，同时还对分类、数形结合、归纳、推理、模型等数学思想进行了有效渗透。共同体学习不仅让同学们有机会进行相互交流、自我反思、及时修正，还能增强学生相互倾听的意识。123D建模技术与数学的融合，不仅增强了学生的学习兴趣，还提高了学生的动手操作能力，提高了计算机应用能力，在操作软件的过程中，学生的数学、信息技术、科学、艺术等多学科素养得到相应提升，达到综合学习的效果。

    二、运用灵活教法，学时长短相间

    小学数学综合实践活动课的教学内容是有差异的，由于活动需要与其他学科融合，会导致教学用时不同，在STEAM教育理念的指导下，教师不必拘泥于常规的40分钟课堂，可以根据实践活动课内容的特点灵活安排教学时间，创造性地开发“微课”“常规课”“长课”等，可以是室外课、操作课、视听课、游戏课等。如“确定起跑线”这一内容可以分为两到三节课，即“长课”展开教学：第一节，体育课，感受跑道的起跑线的不同;第二节，测量、计算课，前半节师生一起走进操场观察、测量跑道，然后回到课堂交流、讨论、计算;第三节，设计展示课，完成跑道起跑线和跑道的设计，形成小组的“微报告”和跑道设计图，并在教室展示交流。这样的综合活动课，学生的学习效果更好。

    跨学科的融合也会引起教学方法的变化，如执教“探索图形”一课时，学生需要学会123D软件的简单使用，这不是一节课就能完成的，至少需要两节课。同时，在上数学课时需要用到计算机操作，给学生的感觉是在上信息技术课，但恰恰是在这样的信息技术课上，数学老师把数学知识分享给了每一位同学，让学生通过亲身经历的可视化虚拟操作，直观感受小立方体如何组合成大立方体的过程。通过找可视面数，每一类填充不同颜色，立体360度旋转观察，可以清晰地看出立方体的变化和小立方体数量、可视面数量的关系，也能很好地突破知识的重难点。同时，教师的课堂教学也由常规的欣赏式变成了以学生为主体大胆操作、总结归纳、应用拓展的新形式，师生、生生互动充分，彼此在课堂交流中碰发出思维的火花。

    三、打通教研边界，实现学科融通

    以备课组为单元的共同体教研，是STEAM教育实施的重要组织保证。共同体成员由数学教师和其他学科教师组成，其中包括语文、信息技术、科学、美术、综合实践、体育等学科教师。这种组合是一种突破，学科不同特点不一，但大家却没有多少违和感，学科教学本应相通，更增添了许多新鲜、有趣、热烈的教学思考在研究过程中不断发酵。

    首先，学科边界被打破，触碰到未知领域。例如在讨论“图形探索”教学案例时，最初数学老师提出可以让学生看老师制作的微课，或者多做一些原木色的小正方体让学生自己操作。其他学科老师立刻提出了反对意见，理由是：一，看微课就像在看烹饪节目一样，好看，想吃，就是过过眼瘾，不能达到亲身实践、“品尝”的效果;二，上课让学生弄一堆小木块在桌上，再加上一套涂色工具，可能会出现小木块组合不稳容易散落，涂色的颜料也会四处“染色”，结果是学生一节课“忙”下来还不知道重点在哪里。数学教师对此也表示认同。信息技术老师给出了他的专业观点，用3D建模软件来教学，直接打开笔记本电脑，现场演示了软件的使用，只要轻轻一拖，一个小正方体立刻呈现，通过复制、粘贴、组合，立刻呈现一个三阶魔方，至于涂色，更为灵活，直接选择油漆桶工具，根据教学需要，想涂哪就涂哪，需要什么颜色就涂什么颜色;同时，3D软件里，三阶组合立方体可以立体360度自由旋转，而不用担心“散架”。更有趣的是，通过撤销和前进，小立方体组合成大立方体的过程的每一步可以像放电影那样来来回回地“放映”，特别方便观察与思考。数学教师看了演示，纷纷表示这就是他们一直想要的教学效果，因而产生了浓厚的学习兴趣。思维就在这样的跨学科交流中打开了。

    其次，学科知识碰撞，教学内容更多元。例如，数学老师在研讨关于对称图形的教学案例时，美术老师从美术的角度，除给出专业的美学知识补充外，还现场演示了剪纸，让数学教学中散发着迷人的“美”;在研讨购物问题时，科学老师给出了膳食科学性方面的专业建议，让购物活动透着健康生活理念;而在找规律的教学上，语文老师现场朗诵了一首古诗，学生发现古诗吟诵也是一种规律……诸如此类的碰撞，开启了我们新的视野，学科的交叉教研让我们能够打扫一下自己的学科盲区，课题组的老师们觉得“教学一家亲”，“一个好汉三个帮”，“课堂有你更精彩”。

    总之，教学实践中我们发现，STEAM教育理念符合学生的发展需求，它与小学数学综合实践活动课的融合，可以让数学教学焕发活力。作为一线教师，应不断寻找学习的契机，认真钻研STEAM教学理念内涵，大胆地将之融入小学数学综合实践活动课程，让小学数学综合实践活动课教学进一步走向深入。

    参考文献：

    [1]余文森.核心素养导向的课堂教学[M].上海：上海教育出版社，2017：126.

    [3]王永春.小學数学核心素养教学论[M].上海：华东师范大学出版社，2019：33.