融入STEAM教育讓小學(xué)數(shù)學(xué)綜合實踐課走向深入

聶榮苗　趙何水

STEAM是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、藝術(shù)（Art）及數(shù)學(xué)（Mathematics）五個學(xué)科的首字母縮略字。這個詞常用在學(xué)校，以提升學(xué)校在科技發(fā)展的競爭力，并強調(diào)未來的學(xué)生應(yīng)培養(yǎng)跨領(lǐng)域素養(yǎng)和能力。小學(xué)數(shù)學(xué)綜合實踐活動課是新課程標(biāo)準(zhǔn)設(shè)立的一個學(xué)習(xí)領(lǐng)域，它是以學(xué)生為主體的學(xué)習(xí)活動，其內(nèi)容基于現(xiàn)實，具有綜合性和挑戰(zhàn)性等特點，學(xué)生需要在活動中主動地觀察、實驗、猜測、驗證和交流。STEAM教育作為一種培養(yǎng)未來綜合性人才的教育模式，注重數(shù)學(xué)、科學(xué)、工程、技術(shù)等基本技能與綜合能力的培養(yǎng)。小學(xué)數(shù)學(xué)綜合實踐活動課程內(nèi)涵與STEAM教育理念，具有相通性。作為一線教師，可以嘗試將小學(xué)數(shù)學(xué)綜合實踐活動課作為學(xué)生初探STEAM課程的入口，跨學(xué)科地進(jìn)行整合性學(xué)習(xí)，為全面提升學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)，提供豐富支持，繼而將小學(xué)數(shù)學(xué)綜合實踐活動課的教學(xué)引向深入。

一、打破學(xué)科界限，走向課程融合

近年來，STEAM教育掀起了一股熱潮，但是卻讓我們很多一線教師望而卻步，原因在于我們?nèi)鄙倏鐚W(xué)科思維和課程整合能力。STEAM教育倡導(dǎo)學(xué)科整合，PBL（Problem-Based Learning）學(xué)習(xí)。綜合實踐活動課程也側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識與方法解決實際問題的能力，它們都是基于整合的理念設(shè)計學(xué)習(xí)活動，教師可以借助STEAM教育理念將綜合與實踐教學(xué)內(nèi)容突破教材，拓展延伸為項目化學(xué)習(xí)。

例如人教版六年級上冊“確定起跑線”不僅是數(shù)學(xué)問題，還涉及到工程、科學(xué)、藝術(shù)等。在解決“如何確定起跑線”這一問題時，帶著同學(xué)們走入操場、當(dāng)?shù)伢w育場館等，使學(xué)生了解田徑場以及環(huán)形跑道的基本結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活問題：為什么都是跑400米，運動員要站在不同的起跑線上？讓學(xué)生通過對起跑線的關(guān)注和思考，進(jìn)一步提出更多的數(shù)學(xué)問題：是不是起跑線在前面的選手跑的路程短一些？比賽是公平的，每個選手的路程應(yīng)該一樣長，為什么起跑線不同？難道終點線也不同嗎？

學(xué)生需要了解400米跑道設(shè)計的相關(guān)數(shù)據(jù)，可以利用網(wǎng)絡(luò)資源查找資料，也可以在體育課上，由體育教師帶領(lǐng)學(xué)生參與體驗測量，繼而畫線。在學(xué)生解決現(xiàn)實問題的同時，教師也可以給學(xué)生介紹更多的體育比賽知識，擴展學(xué)生的知識面。同時引導(dǎo)學(xué)生實地觀察，發(fā)現(xiàn)跑步比賽終點是相同的，但外圈和內(nèi)圈的長度是不同的。如果起跑線相同的話，外圈的同學(xué)跑的長，不公平。所以外圈跑道的起跑線應(yīng)該往前移。在此認(rèn)知的基礎(chǔ)上，很自然地提出本活動的核心問題：各條跑道的起跑線應(yīng)該相差多少米？即如何確定每條跑道的起跑線。例如，200米跑、400米跑時，由于賽程較短，運動員跑速快，為了保證公平和安全，不允許跨道跑。而到了800米、1000米、1500米等中長跑時，由于賽程較長，運動員跑速較慢，允許跨道跑。當(dāng)所有的運動員都選擇貼著內(nèi)側(cè)跑道線跑步時，各跑道之間的距離差也就不成為影響跑步成績的因素了，因此，起跑線是一條彎彎的弧線。通過這樣的安排，把學(xué)生帶入現(xiàn)實的數(shù)學(xué)情境，呈現(xiàn)真實的實際問題，走出課堂，走進(jìn)更為豐富的學(xué)習(xí)空間。

對這樣一節(jié)課的深挖，我們課題組發(fā)現(xiàn)，這節(jié)數(shù)學(xué)課在保留數(shù)學(xué)的屬性以外，實現(xiàn)了PBL的引導(dǎo)與驅(qū)動——設(shè)計跑道;小組合作探究——組員分工研究，數(shù)據(jù)匯總，集體研討分析;工程設(shè)計與施工——方案設(shè)計，數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)計算，合理性論證，實際施工等;科學(xué)知識普及——運動安全與運動規(guī)則，科學(xué)跑步與成績計算;還有其他知識也有所涉及，不再一一列舉。我們可以看出，如果教師在課前把這些教育因素認(rèn)真準(zhǔn)備，融入到數(shù)學(xué)教學(xué)中，學(xué)生的收獲是非常豐碩的。

二、運用各種教法，學(xué)時長短相間

整個小學(xué)階段的數(shù)學(xué)綜合與實踐活動課教學(xué)內(nèi)容的差異會導(dǎo)致教學(xué)用時不同，在STEAM教育理念的指導(dǎo)下，教師不必拘泥于常規(guī)40分鐘的課堂。教師可以根據(jù)實踐活動課內(nèi)容的特點，靈活安排教學(xué)時間，創(chuàng)造性地開發(fā)“微課”“常規(guī)課”“長課”等，也可以是室外課、操作課、視聽課、游戲課、美術(shù)課、信息技術(shù)課等形式。如“確定起跑線”這一內(nèi)容可以分兩節(jié)課，即“長課”展開教學(xué)，一起走進(jìn)操場跑道觀察、思考、測量，然后回到課堂交流、討論、計算。教學(xué)并不完全要在單獨的一節(jié)課或兩節(jié)課內(nèi)完成，也可以延伸到課外、課后。甚至可以作為一周的小組學(xué)習(xí)項目，學(xué)生們分組可以有充分的時間到操場體驗沒有劃分的跑道和畫過的跑道的區(qū)別，如何減少誤差，最后形成關(guān)于這個知識點學(xué)習(xí)的小組“微報告”，教師可以在此過程中隨時指導(dǎo)相應(yīng)的小組，最后小組匯報交流課基本上用一節(jié)課就可以了。

又如我們在研討“探索圖形”課例時，需要學(xué)生學(xué)會3D軟件的簡單使用，所以對于這一節(jié)的教學(xué)并不能局限一節(jié)數(shù)學(xué)課的教學(xué)，在上數(shù)學(xué)課前，課題組的信息技術(shù)教師在單純的技術(shù)方面有所鋪墊，而實際上課的地點就在機房，給學(xué)生的感覺是在上信息技術(shù)課，但是恰恰在這樣的信息技術(shù)課上，數(shù)學(xué)教師把數(shù)學(xué)知識帶給了每一位學(xué)生，通過親身的可視化虛擬操作，直觀地感受到了小立方體如何組合成大立方體，通過找可視面數(shù)，每一類填充不同顏色，立體360度旋轉(zhuǎn)觀察，可以清晰地看出立方體的變化和小立方體數(shù)量、可視面數(shù)量的關(guān)系，知識點學(xué)習(xí)效能大大提高。同時，教師的課堂教學(xué)也由講授式變成了組織引導(dǎo)實踐、引導(dǎo)總結(jié)歸納、引導(dǎo)應(yīng)用的新形式，師生距離拉近，師生交流更接地氣。

我們課題組通過一系列的綜合實踐活動課的實踐研究，在課堂教學(xué)形式上不斷突破自我，根據(jù)課程知識點的特征，將手工課、美術(shù)課、科學(xué)課等教學(xué)形式統(tǒng)統(tǒng)都用上，而在課時上，有時一節(jié)課解決問題，有時1～2天，還有的我們根據(jù)教學(xué)需要陸續(xù)延續(xù)了一兩周，充分汲取STEAM教育思想，因材施教，真教，實教，變著花樣教，讓學(xué)生充分享受學(xué)習(xí)的樂趣，讓其把知識點學(xué)會、學(xué)透。

三、打通教研邊界，促進(jìn)學(xué)科融合

我們課題組在課題立項之前，相關(guān)負(fù)責(zé)人對STEAM教育理念進(jìn)行了學(xué)習(xí)與了解，因此在成立課題組的時候，成員的選擇也是具有挑戰(zhàn)性的。整個課題組的數(shù)學(xué)教師數(shù)量和其他學(xué)科的教師基本上是1∶1，這里的其他教師包括語文教師、信息技術(shù)教師、科學(xué)教師、美術(shù)教師、綜合實踐教師。這種課題組成員的組合是一種突破，但實際開展課題研究的時候，大家卻沒有多少違和感，相反更多的新鮮、趣味、熱烈在不斷發(fā)酵。

首先，學(xué)科邊界打破，觸碰到未知領(lǐng)域。例如在討論“圖形探索”案例時，最初數(shù)學(xué)教師提出可以讓學(xué)生看教師制作的微課，或者多做一些原木色的小正方體讓學(xué)生自己操作。其他學(xué)科教師立刻給出了反對意見，理由一是：看微課就像是在看烹飪節(jié)目一樣，好看，想吃，就是過過眼癮，不能達(dá)到親身實踐、“品嘗”的效果;理由二是：上課讓學(xué)生弄一堆小木塊在桌子上，再加上一套涂色工具，可能會出現(xiàn)小木塊組合不穩(wěn)，容易散落，涂色的顏料也會“四處染色”，其結(jié)果是學(xué)生一節(jié)課忙下來，不知道教學(xué)重點在哪里。數(shù)學(xué)教師們聽了這樣的理由也沒了轍。這時，信息技術(shù)教師給出了他的專業(yè)觀點，用3D建模軟件來教學(xué)，直接打開筆記本電腦，現(xiàn)場演示了軟件的使用，只要輕輕一拖，一個小正方體立刻呈現(xiàn)，通過復(fù)制、粘貼、組合立刻呈現(xiàn)一個三階魔方，至于涂色，更為靈活，直接選擇油漆桶工具，根據(jù)教學(xué)需要，想涂哪里就涂哪里，需要什么顏色就涂什么顏色，同時，3D軟件里，三階組合立方體可以立體360度自由旋轉(zhuǎn)，而不用擔(dān)心它會“散架”。還有更有趣的是通過撤銷和前進(jìn)，小立方體組合成大立方體過程的每一步都可以像放電影那樣來來回回地“放映”，特別方便觀察與思考。數(shù)學(xué)教師們看了演示，紛紛表示，這就是他們想要的教學(xué)效果，并對學(xué)習(xí)軟件產(chǎn)生了深厚的興趣。有的數(shù)學(xué)教師還“腦洞大開”，興奮地跟其他數(shù)學(xué)教師說：“是不是我們以后在教學(xué)立體幾何相關(guān)知識的時候都能用3D建模軟件？例如二年級觀察物體，高年級立方體的計算，立方體的組合、切割，等等?！彼季S就在這樣的跨學(xué)科交流中打開了。

其次，學(xué)科知識碰撞，教學(xué)內(nèi)容更專業(yè)。例如，數(shù)學(xué)教師在研討關(guān)于對稱圖形的教學(xué)案例時，美術(shù)教師從美術(shù)的角度，除了給出專業(yè)的美學(xué)知識補充，還在數(shù)學(xué)課堂上現(xiàn)場演示了剪紙，讓數(shù)學(xué)教學(xué)散發(fā)出迷人的“美”;在研討購物的問題時，科學(xué)教師以膳食科學(xué)性角度，給出了他的專業(yè)建議，讓數(shù)學(xué)的購物活動透著健康生活理念;而在找規(guī)律的教學(xué)上，語文教師現(xiàn)場朗誦了一首古詩，讓學(xué)生們發(fā)現(xiàn)古詩的吟誦也是一種規(guī)律……諸如此類的碰撞開啟了我們新的視野，學(xué)科的交叉教研讓我們能夠填補自己的學(xué)科盲區(qū)，課題組的教師們覺得“教學(xué)一家親”“一個好漢三個幫”“課堂有你更精彩”，等等。

我們課題組在課題研究中期，已經(jīng)深刻地感受到了STEAM教育理念是符合學(xué)生發(fā)展需求的新興教育理念，其與小學(xué)數(shù)學(xué)綜合實踐活動課程教學(xué)的融合，可以讓數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)煥發(fā)活力。作為一線教師，應(yīng)不斷尋求學(xué)習(xí)的契機，認(rèn)真鉆研STEAM教學(xué)理念內(nèi)涵，讓這種教學(xué)理念大膽融入小學(xué)數(shù)學(xué)綜合實踐活動課程，作為一顆種子在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中落地生根，讓小學(xué)數(shù)學(xué)綜合實踐活動課程教學(xué)進(jìn)一步走向深入。