基于STEAM教育与小学数学“综合与实践”领域教学融合的策略

作者: 底静 单位:天津市河北区育婴里小学 数学教师

内容摘要:STEAM教育倡导多学科的融合统整,以项目学习、问题解决的课程组织方式进行教学,意在培养学生发现问题、提出问题,通过实际体验、操作来解决实际问题的能力以及综合素养。

从确立多维度的教学目标 、开展浸入情景的教学活动、形成项目化的教学模式、建立多元化的教学评价,四个方面进行分析。

关键词:STEAM教育  小学数学   综合与实践    

许多著名的科学家、哲学家、思想家、教育家,对数学都有极高的评价,比如,英国哲学家培根说过:“数学是打开科学大门的钥匙”。法国哲学家笛卡儿说:“数学是知识的工具,亦是其他知识工具的源泉,所有研究顺序和度量的科学均和数学有关。”从这些名言中,我们不难发现,数学学科的教学与科学、工程、技术等学科有着千丝万缕的联系,存在着很多对接点。而STEAM教育就是当下热门的教育理念,每个字母都代表着一门学科:S(science)指科学,T(technology)指技术,E(engineer)指工程,A(art)指艺术,M(mathematics)指数学。STEAM教育倡导多学科的融合统整,以项目学习、问题解决的课程组织方式进行教学,意在培养学生发现问题、提出问题,通过实际体验、操作来解决实际问题的能力以及综合素养。2016年教育部在《教育信息化“十三五”规划》中提出要积极探索信息技术在跨学科学习(STEAM教育)、创客教育等新的教育模式中的应用。是新时代培养和储备具有国际竞争力人才的重要途径。

“综合与实践”的教学是小学数学学习的重要领域。是一类以问题为载体以学生自主参与为主的学习活动学生在参与综合与实践活动的过程中,需要综合运用已有的知识和经验,经过自主探索和合作交流,解决与生活经验密切联系的、具有一定挑战性和综合性的问题。“综合与实践”的教学,可以让学生在丰富的活动中创生课程资源,在不断探索的实践中感悟数学思想,形成和发展模型意识、创新意识,提高解决实际问题的能力,形成和发展“会用数学的眼光观察现实世界,会用数学的思维思考现实世界,会用数学的语言表达现实世界”的数学核心素养。”

通过对比,我们可以发现STEAM教育理念与小学数学中“综合与实践”教学领域有着异曲同工之妙。我们以数学学科为基础支撑,以自主探究为途径,抓住核心问题,自觉调动多元学科知识和方法解决实际问题为主线的教学方法和模式,让“综合与实践”不是一项可有可无、形式至上的“活动”,而是充分借助数学学习的知识、经验,用数学的思维方式思考并解决问题的数学实践发现。本文从基于STEAM教育与小学数学“综合与实践”领域的教学融合的策略进行几点分析。

一、确立多维度的教学目标

基于STEAM教育与小学数学“综合与实践”领域的教学目标应该是多维度的。不仅要包含数学学科的知识技能与核心素养目标,还要关注学生活动体验的获得和情感态度的发展。在STEAM教育理念下,打破固有学科的界限,跨学科有机融合后,制定多维度教学目标,包括:思维锻炼、能力培养、知识积累、创新意识、情操陶冶等。将教育的目标从指向知识技能本身向素养培养方向转变,进而使小学数学的课堂真正从老师教向学生学,从而提升学生的核心素养。

例如,在“制作活动日历”(人教版小学数学三年级下册)一课中,可以设计以下教学目标:(1)知识与技能目标:在学完年、月、日之间的关系,以及相关的简单历法知识;通过自主探索与合作,综合运用年、月、日的知识和正方体的特征,解决问题,积累数学活动经验。(2)过程与方法目标:在探索日历制作的过程中,通过动手测量、计算、估测、制作年历的活动,培养学生空间想象能力、动手操作能力,以及有条理地思考问题和解决问题的能力。(3)情感态度价值观:感受数学在生活中的应用,通过课前的资料搜集与整理,了解由于地球的公转、自转产生了年与日的不断交替,培养学生对天文科学的兴趣。知道一年四季的重要性,了解中国古代是如何通过土圭之法确定一年四季的,培养初步的家国情怀。

二、开展浸入情景的教学活动

    STEAM教育鼓励孩子们探索生活真实场景中的问题,并运用学习到的科学、技术、数学等知识解决问题。小学阶段学习的很多数学知识,都可以在现实生活中找到相应原形,为此,教师在“综合与实践”教学中,可以充分结合学生的生活实际情况,在自己的教学经验基础上,参照学生的年龄以及个性特点,创设学生喜闻乐见的生活情境,将学生的学习热情充分激发出来,让学生走进情境中,把自己想象成情境中的主人公,完全浸入其中,学生会自然而然地积极地投入到实践学习中。

例如,在“营养午餐”(人教版小学数学四年级下册)一课中,设计“测算自己体重是否标准”的情景,引入本课主题。在教学过程中鼓励学生通过合作学习、自主探究,注重学生学习能力的培养。对营养专家指出的一些关于合格营养午餐的指标,不是以命令式、指导式的形式提出来,而是让学生在合作交流的基础上,让学生在交流中发现“想象中的午餐”与“科学的午餐”的冲突,产生对“什么才是合格的营养午餐”有求知欲望的前提下,让学生自行探索认知。接着通过“小小美食家”与“小小营养家”的讨论交流,使学生根据所学知识,在营养午餐的合理搭配上达成共识,增强学生的合作交流水平,使学生学会倾听他人意见,敢于发表自己的见解与主张,勤于思考、善于总结,掌握获取知识的方法。在课堂的组织形式上,采用学生喜闻乐见的“点菜”“讨论交流”,活跃课堂教学气氛,使课堂更具生活化,趣味化。通过激趣引入、巧妙设问,在学生熟悉的场景下引入课题、产生疑问,在学生愉悦的交流中解决问题。在模拟现实生活场景中,让学生做菜、点评、评菜,使学生在乐中求知。通过“说说我的心里话”活动,使“关于胖与瘦的探讨”这一问题,以日常闲聊的形式,让学生在各抒己见中达成共识、解决问题。

三、形成项目化的教学模式

PBL是Project-Based Learning的缩写,翻译成中文为项目式学习法,即学生通过一段时间内对真实的、复杂的问题进行探究,并从中获得知识和技能。就像科学家做科研一样的学习过程,让学生主动地探究现实世界的问题和挑战,组建学习小组,团队合作进行项目化学习,其主要大致可以分为:(1)创建学习小组;(2)研究、探索、选择课题项目;(3)查找相关资料,进行权威性、时效性的评估;(4)小组讨论与分工,并制定研究计划;(5)根据不同小组所研究课题采取相应的研究方法,并实施方案;(6)记录整理研究结果并得出结论;(7)展示项目成果,并汇报;(8)反思与总结。制定好整体的框架,在项目进程中,教师不要过多干涉,要以学生为中心;可以在关键时刻进行点拨,发挥支架的作用,以此来培养学生的自主学习的能力和团队合作的精神。在STEAM教育与小学数学“综合与实践”领域教学的融合教学中,项目式学习为我们提供了一个可执行的结构框架,为学生的活动提供了强有力的支撑。

例如,在“树叶中的比”(苏教版小学数学六年级上册)一课中,通过出示公园里介绍各种树的标牌,如果我们要制作一张介绍树叶的标牌,你会怎么做呢?提出一个“制作树叶标牌”的项目化任 务,使活动的发动有一个“引擎”,使活动从而强有力地驱动学生“心往一处想,劲往一处使”,这就是项目的凝聚力。课前,同学们都在校园里采集了一些树叶,还收集了有关树叶的资料。组织学生分小组展示自己制作的介绍树叶的海报。同学们介绍的多数都是从文学、生物学或医学等方面了解的信息,如果从数学的角度,又可以怎样介绍这些树叶呢?在探究前,鼓励学生大胆猜想,树叶的形状可能与树叶的长和宽有关,而与长、宽相关联的量又包括长与宽的和、差、积、商(即比值),这些量中到底哪个量可以决定树叶的形状呢?这是此刻学生迫切想了解的问题,也是下一环节的项目任务。通过测量计算、观察分析,每个组都从众多数据中找到了相对接近的数,也就是同一种树叶长与宽的比值。现在,我们可以确认,树叶的形状与树叶长和宽的比值有关。最后,选择一种树叶,根据卡纸的形状和大小设计一个和树叶形状相似的标牌。学生小组合作设计标牌的形状和大小,然后组织全班交流各自的设计方案并提出改进意见,在此环节还融合和了绘画学科的知识。在这个项目研究中,“制作树叶标牌”是一种物化的成果展示,也是一个知识积累的过程,它是整个活动的“收口”,也是整个活动的“收成”,具有凝聚人心和凝练成果的双重功能,体现着知识的实际价值。

    有主题内容、有探究活动、有作品成果、有实用价值的项目化任务最受学生的欢迎,这一项目研究给了学生一种有品质的学习。这样的“品”,既体现在活动过程上,也体现在最终成果的分享上,学生在相互展示和交流中会对各小组制作的树叶标牌提出自己的想法及修改意见。任务的完成时刻,也是活动的高潮时

刻,学生收获着“高峰体验”。这样激动人心的学习状态,不仅会让学生有很多的“注意”,也会有更多的“主意”。

四、建立多元化的教学评价

学生在数学学习过程中,数学核心素养的具体表现不是孤立的,而是综合体现在数学学习过程之中。在评价学生每一个方面表现的同时,要注重对学生学习过程的整体评价,分析学生在不同阶段的表现特征和发展变化。评价时应采取灵活的方式记录、保留和分析学生在不同方面的表现。例如,主动参与学习活动,分析问题和解决问题,独立思考与合作交流,有条理地表达自己的思考过程,倾听和理解他人的思路,有意识地对自己的思考过程进行反思。评价要体现学生数学学习过程的发展变化,记录学生的成长历程,促使学生学会反思、学会学习。

例如:在“自行车里的数学”(人教版小学数学六年级下册)一课中,让学生全程参与活动过程,体会自行车的内在结构和基本原理,体会变速自行车的不同变速原理和变速情况,可以在学生汇报的基础上引导学生展示研究成果,发布探究发现,教师要及时对学生展示的实践成果进行分析、指导、评价,肯定学生的活动收获,总结、反馈活动成果,提出进一步探究的意见和建议,指导学生应用和反思,深化主题实践活动,提升实践活动的效益。当然,作为综合与实践活动不能单纯地为研究而研究,教师还可以适当拓宽延伸,激发思维创新,启发继续思考:“变速自行车中的‘18 速’、‘21 速’指的是什么?”也可以提出小课题研究:“自行车脚蹬时的力度大小与什么有关?”面对富有挑战性的新问题,鼓励学生课外进一步研究,综合应用所学的知识、技能、思想、方法、数学思考和基本活动经验解决一些生活、社会中的问题,并对问题作出合理的解释,激发学生的创造潜能,培养学生的创新意识,提升学生的实践能力。

今年,国家“双减”政策的出台落地,不仅坚持以学生为本,遵循教育规律;同时对学校教育提出了更高的要求,要求教师深入课程的研究,制定课程实施计划,为学生在校内接受高水平的教育保驾护航。一个新的教育理念、模式的推广,需要经过理论的构建支撑,相信通过STEAM教育与小学数学“综合与实践”领域教学融合,让孩子在探索过程中形成创新意识,具备持续学习的能力。

参考文献

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