基于STEM教育理念的小學(xué)數(shù)學(xué)項(xiàng)目化教學(xué)

STEM是跨學(xué)科融合的一種新型教育模式。數(shù)學(xué)學(xué)科與科學(xué)、技術(shù)、工程等學(xué)科密切相關(guān)，數(shù)學(xué)不僅是構(gòu)建STEM教育模式的基礎(chǔ)學(xué)科之一，也是解決其他學(xué)科實(shí)際問題的基礎(chǔ)工具之一。在小學(xué)階段的數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)中，STEM教育理念能夠有效指導(dǎo)學(xué)生發(fā)展數(shù)學(xué)思維、解決實(shí)際問題，是學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行學(xué)習(xí)與探索的重要途徑。基于STEM教育理念的項(xiàng)目化教學(xué)，強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生在真實(shí)的情境中主動(dòng)提高認(rèn)知、學(xué)習(xí)知識(shí)，完成“思維—結(jié)構(gòu)—應(yīng)用”的過程，讓學(xué)生在分析比較、創(chuàng)新創(chuàng)造、反推反思中發(fā)展高階思維，完善社會(huì)認(rèn)知，提升學(xué)科素養(yǎng)。

一、集零為整，聚焦數(shù)學(xué)思維

基于STEM教育理念的小學(xué)數(shù)學(xué)項(xiàng)目化教學(xué)，強(qiáng)調(diào)將多門學(xué)科的課程目標(biāo)進(jìn)行整合，聚焦數(shù)學(xué)思維，充分體現(xiàn)教學(xué)思路的開放性、綜合性和創(chuàng)造性。因此，教師在教學(xué)中要以學(xué)生為中心，通過具體的教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)，推動(dòng)學(xué)生進(jìn)行深層探究式學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生全面掌握基礎(chǔ)知識(shí)，使學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決現(xiàn)實(shí)問題。

例如，教師在嘗試構(gòu)建蘇教版小學(xué)數(shù)學(xué)六年級(jí)下冊(cè)“解決問題的策略——轉(zhuǎn)化”一課的項(xiàng)目化教學(xué)活動(dòng)時(shí)，既要關(guān)注學(xué)生數(shù)學(xué)思維能力到解題能力的轉(zhuǎn)化，又要關(guān)注學(xué)生生活技巧、科學(xué)思維和學(xué)習(xí)能力的應(yīng)用等，以培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維。在項(xiàng)目開展前，教師可以引入“曹沖稱象”“烏鴉喝水”等傳統(tǒng)寓言故事，讓學(xué)生思考、探究不規(guī)則石頭的體積計(jì)算方式，使學(xué)生初步形成“化繁為簡(jiǎn)”的數(shù)學(xué)思維。在此基礎(chǔ)上，教師可以在第一課時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生自主梳理此前學(xué)過的“平面圖形的面積轉(zhuǎn)化”的相關(guān)知識(shí)，在第二課時(shí)引導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)梳理“小數(shù)乘法轉(zhuǎn)化成整數(shù)乘法”“解方程”等“數(shù)的轉(zhuǎn)化”問題，在第三課時(shí)基于“數(shù)形轉(zhuǎn)化”思想，培養(yǎng)學(xué)生“抽象—具象—抽象”的數(shù)學(xué)思維。通過將課程教學(xué)目標(biāo)和任務(wù)集零為整，形成項(xiàng)目化教學(xué)，將“轉(zhuǎn)化”思維完整化、“轉(zhuǎn)化”策略拓展化，有助于引導(dǎo)學(xué)生形成“化繁為簡(jiǎn)”“拾級(jí)而上”“逐層認(rèn)知”的數(shù)學(xué)思維，提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。

二、跨域融合，發(fā)展數(shù)學(xué)素養(yǎng)

基于STEM教育理念的小學(xué)數(shù)學(xué)項(xiàng)目化教學(xué)，強(qiáng)調(diào)跨領(lǐng)域、跨學(xué)科知識(shí)的融合和拓展，教師在教學(xué)中應(yīng)當(dāng)主動(dòng)將其他學(xué)科（如科學(xué)、體育、音樂、美術(shù)等）的核心元素與數(shù)學(xué)知識(shí)相結(jié)合，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行打散、重組、改編、糅合，形成具體的學(xué)習(xí)項(xiàng)目，讓學(xué)生在探索和實(shí)踐的過程中開闊學(xué)習(xí)視野，培養(yǎng)學(xué)生從多個(gè)角度發(fā)現(xiàn)問題、看待問題、探究問題和解決問題的能力。在融合多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)內(nèi)容時(shí)，為突出STEM教育理念，教師必須甄別知識(shí)元素的有效性。在確定教學(xué)內(nèi)容后，教師要根據(jù)具體的教學(xué)規(guī)劃選擇并制定教學(xué)目標(biāo)，重點(diǎn)挖掘能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和引起學(xué)生積極思考的內(nèi)容，這些內(nèi)容既不能脫離教材和數(shù)學(xué)學(xué)科本身，又要凸顯多元素融合的特點(diǎn)?？鐚W(xué)科內(nèi)容的整合可以為學(xué)生提供更豐富、廣闊的探索空間，有效優(yōu)化學(xué)生思維框架。

比如，在學(xué)習(xí)蘇教版小學(xué)數(shù)學(xué)四年級(jí)下冊(cè)第八單元“確定位置”相關(guān)內(nèi)容后，學(xué)生從學(xué)習(xí)之初的不能確定位置到能用數(shù)對(duì)確定位置，對(duì)如何準(zhǔn)確確定位置、如何用規(guī)范統(tǒng)一的辦法來確定位置、如何表達(dá)更簡(jiǎn)潔等，有了更具體的認(rèn)知和理解。教師在對(duì)這部分內(nèi)容進(jìn)行跨學(xué)科整合時(shí)，可以從“生活中的數(shù)對(duì)知識(shí)現(xiàn)象”切入，將這部分知識(shí)與生活實(shí)際相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生觀察并思考生活中數(shù)對(duì)知識(shí)的運(yùn)用，發(fā)展學(xué)生的學(xué)科綜合素養(yǎng)。以下是教學(xué)片段。

教師：“同學(xué)們，生活中有很多數(shù)學(xué)知識(shí)，那么在生活中你見過哪些數(shù)對(duì)知識(shí)的具體運(yùn)

用呢？”

學(xué)生1：“昨天我去看電影，電影院座位第幾排、第幾座就是數(shù)對(duì)?！?/p>

教師：“不錯(cuò)，無論是電影院還是教室，第幾排、第幾座所體現(xiàn)的數(shù)學(xué)本質(zhì)就是數(shù)對(duì)。還有其他的嗎？”

學(xué)生2：“動(dòng)車組第幾站臺(tái)、第幾檢票口

也是?！?/p>

學(xué)生3：“地球儀上的經(jīng)緯線也是?！?/p>

學(xué)生4：“九宮格火鍋也是?！?/p>

教師：“同學(xué)們觀察得真仔細(xì)，在生活中存在著很多數(shù)學(xué)知識(shí)，只要用心觀察生活的方方面面，就能夠感受到數(shù)學(xué)的存在、魅力和價(jià)值?！?/p>

由此可見，在項(xiàng)目式教學(xué)中，教師要注重?cái)?shù)學(xué)學(xué)科和其他學(xué)科乃至生活知識(shí)的整合，通過跨領(lǐng)域鏈接向?qū)W生提供豐富的課程資源，讓學(xué)生在自由開放的思考中掌握更多知識(shí)。

三、數(shù)字賦能，激發(fā)綜合實(shí)力

從某種意義上來說，STEM教學(xué)模式就是多種教學(xué)資源的整合，這些教育資源不限于線上線下。現(xiàn)代技術(shù)的利用讓STEM教學(xué)發(fā)揮出更大的優(yōu)勢(shì)，能夠從多方面調(diào)動(dòng)學(xué)生感官系統(tǒng)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。數(shù)學(xué)知識(shí)具有一定的抽象性，隨著課程知識(shí)的層層遞進(jìn)，學(xué)習(xí)難度也逐層上升，這給教師的教學(xué)和學(xué)生的深度學(xué)習(xí)帶來了一定的阻礙。在STEM教育理念指導(dǎo)下，教師在教學(xué)中要考慮學(xué)生的個(gè)性特征和興趣，適當(dāng)運(yùn)用現(xiàn)代化手段構(gòu)建多元化、趣味化、生活化的小學(xué)數(shù)學(xué)課堂，從視覺、聽覺等方面刺激學(xué)生的感知，在具體的情境中引導(dǎo)學(xué)生完成“理論—實(shí)踐”的有效轉(zhuǎn)化。同時(shí)，教師要構(gòu)建現(xiàn)代化智慧課堂，在課前對(duì)知識(shí)內(nèi)容做進(jìn)一步的優(yōu)化處理，尋找合適的切入點(diǎn)，借助信息技術(shù)將知識(shí)融合起來，方便學(xué)生理解吸收。

比如，在教授蘇教版小學(xué)數(shù)學(xué)五年級(jí)下冊(cè)第六單元“圓”的相關(guān)內(nèi)容時(shí)，教師可以先用問題引出探究話題：“車輪為什么要做成圓形呢？”這個(gè)話題不僅涵蓋數(shù)學(xué)知識(shí)，還包括物理、科學(xué)、信息技術(shù)，甚至藝術(shù)和工程領(lǐng)域的知識(shí)。接下來，教師可以借助3D打印技術(shù)打印出不同形狀的車輪，通過數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生依次嘗試安裝三角形、正方形、平行四邊形、五邊形、八邊形等車輪，通過不停地增加車輪邊數(shù)，車輪中心點(diǎn)到邊的距離相等的線段越來越多，車輪的滾動(dòng)也越來越容易和平穩(wěn)。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生掌握了“圓出于方，方出于矩”“圓，一中同長(zhǎng)也”的極限思想和轉(zhuǎn)化思想。教師借助3D打印技術(shù)為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)資源，讓學(xué)生從3D打印技術(shù)、測(cè)量知識(shí)及相關(guān)的科學(xué)知識(shí)中，掌握車輛行駛速度與車輪形狀、道路平整度等之間的關(guān)系，進(jìn)一步發(fā)展了學(xué)生解決問題的整體思維能力、想象能力和實(shí)踐能力。

四、情境創(chuàng)設(shè)，提升數(shù)學(xué)感知

基于STEM教育理念的項(xiàng)目化教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)，讓學(xué)生在真實(shí)的情境體驗(yàn)中，經(jīng)歷具有顛覆性的探究歷程，在更廣闊的空間里發(fā)散思維，學(xué)習(xí)知識(shí)，提高解決實(shí)際問題的能力。STEM理念下的項(xiàng)目化教學(xué)活動(dòng)，必須建立在數(shù)學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，在情景設(shè)計(jì)、情境創(chuàng)設(shè)和情景感知中，讓學(xué)生結(jié)合情境主題應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)，打破認(rèn)知壁壘，找到理論知識(shí)與實(shí)際問題之間的銜接點(diǎn)，完成數(shù)學(xué)學(xué)科的深度學(xué)習(xí)。小學(xué)階段的學(xué)生思維活躍，具有一定的學(xué)習(xí)能力和思考能力，高年級(jí)學(xué)生更具備了長(zhǎng)方形和正方體體積、溫度、色彩造型等多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)基礎(chǔ)?；诖?，教師可以結(jié)合學(xué)生實(shí)際學(xué)情設(shè)計(jì)主題活動(dòng)，幫助學(xué)生滲透轉(zhuǎn)化思想，提升學(xué)生的想象力、推理能力等數(shù)學(xué)素養(yǎng)。

比如，教師可以創(chuàng)設(shè)一個(gè)“設(shè)計(jì)杯子”的情境，讓學(xué)生在研究、設(shè)計(jì)水杯的活動(dòng)中，拓展活動(dòng)思路。教師可以將活動(dòng)任務(wù)劃分為四個(gè)部分，分別是“功能研究——一天要喝幾杯水”“性能研究——保溫設(shè)計(jì)”“人性化設(shè)計(jì)——水溫測(cè)量”“外觀設(shè)計(jì)——外觀”，其中需要運(yùn)用的數(shù)學(xué)知識(shí)包括數(shù)據(jù)測(cè)量、正方體的體積、容積的概念及計(jì)算、統(tǒng)計(jì)圖表制作、比例等；工程領(lǐng)域知識(shí)包括如何設(shè)計(jì)符合人體使用的舒適性和實(shí)用性的模型、杯子，以及設(shè)計(jì)制作流程；等等。以數(shù)學(xué)知識(shí)為例，教師要先設(shè)計(jì)一個(gè)源于實(shí)際生活、真實(shí)情境的探究主題“人一天要喝幾杯水”，然后安排學(xué)生分組進(jìn)行探究，利用合適的實(shí)驗(yàn)工具測(cè)算出杯子容積，并將測(cè)算數(shù)據(jù)記錄下來。在此過程中，學(xué)生提出的解決方案有以下幾點(diǎn)：一是借助有刻度的小量杯，將水分批次導(dǎo)入，記錄倒水次數(shù)，算出容積；二是利用尺子測(cè)量杯子直徑和高，并用圓柱體積公式計(jì)算容積；三是將杯子中的水導(dǎo)入到正方體或長(zhǎng)方體容器中，測(cè)量容器的長(zhǎng)寬高，計(jì)算容積；四是將10厘米×10厘米×10厘米的正方體容器裝滿水，再將水倒入杯子中，然后測(cè)量剩余水量的體積，從而計(jì)算倒入杯中的水的體積。在此過程中，學(xué)生根據(jù)“一天要喝幾杯水”這一核心問題進(jìn)行探究，教師并沒有給予學(xué)生明確提示，而是鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)散思維，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問題。從學(xué)生的表現(xiàn)可以發(fā)現(xiàn)，他們基本學(xué)會(huì)了使用一定的工具和轉(zhuǎn)化思想來找到解決問題的關(guān)鍵點(diǎn)，能夠在探索過程中獲取活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)和情感體驗(yàn)，形成一系列解決實(shí)際問題的方案，最終有效解決問題。

五、多維評(píng)價(jià)，優(yōu)化學(xué)習(xí)過程

STEM教育理念下的小學(xué)數(shù)學(xué)項(xiàng)目化教學(xué)活動(dòng)，需要采用多維評(píng)價(jià)形式對(duì)教學(xué)過程及結(jié)果進(jìn)行全程跟蹤，從而為項(xiàng)目式教學(xué)提供實(shí)證，推動(dòng)教學(xué)過程的優(yōu)化和完善。

首先，要確定多元評(píng)價(jià)主體。為了避免教師單一評(píng)價(jià)的主觀性，保證評(píng)價(jià)的有效性和實(shí)用性，教學(xué)評(píng)價(jià)可以采用師生互評(píng)、生生互評(píng)、家?；?dòng)等多元評(píng)價(jià)方式。這可以讓學(xué)生全面了解自身的優(yōu)勢(shì)和不足，拉近學(xué)生之間的距離，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。同時(shí)，要強(qiáng)調(diào)家長(zhǎng)評(píng)價(jià)的作用，家長(zhǎng)的認(rèn)可是培養(yǎng)學(xué)生自信心的關(guān)鍵元素，家長(zhǎng)的鼓勵(lì)式評(píng)價(jià)能夠讓學(xué)生獲得學(xué)習(xí)的成就感和滿足感，從而促進(jìn)學(xué)生化被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，進(jìn)一步提高學(xué)習(xí)效率。

其次，要確保評(píng)價(jià)的科學(xué)性。新一輪的教育改革要求從根本上重新審視人才培養(yǎng)的目的，明確“為誰培養(yǎng)人、如何培養(yǎng)人、培養(yǎng)什么人”等方向性問題。這就要求教師在教學(xué)中重構(gòu)評(píng)價(jià)內(nèi)容和方式，從多維角度給予學(xué)生公正、全面、客觀的“畫像”，通過評(píng)價(jià)結(jié)果，挖掘?qū)W生優(yōu)勢(shì)，發(fā)揮學(xué)生特長(zhǎng)，用發(fā)展的眼光看待不同層次水平的學(xué)生。教師的評(píng)價(jià)形式不應(yīng)拘泥于口頭表揚(yáng)和書面表揚(yáng)，也可以是一個(gè)肯定的眼神、一個(gè)鼓勵(lì)的動(dòng)作等。

最后，要確保評(píng)價(jià)體系的豐富性。在課堂評(píng)價(jià)之外，教師還可以在不同階段制定不同標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)價(jià)范式，如課外評(píng)價(jià)、期中評(píng)價(jià)、合作評(píng)價(jià)等，這既能保證評(píng)價(jià)的針對(duì)性，又能使學(xué)生從多方面了解自身的能力和水平，激勵(lì)學(xué)生不斷發(fā)展和進(jìn)步。評(píng)價(jià)要貫穿學(xué)生的發(fā)展全過程，基于STEM教學(xué)理念的評(píng)價(jià)體系，不僅要著眼于總結(jié)性評(píng)價(jià)，更要突出過程性評(píng)價(jià)，通過對(duì)學(xué)生的探究能力和思維創(chuàng)新能力等作出科學(xué)的綜合評(píng)估，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

結(jié)語

STEM是一種較新的教學(xué)理念，基于STEM教育理念，小學(xué)數(shù)學(xué)老師要不斷優(yōu)化課堂教學(xué)，結(jié)合教學(xué)現(xiàn)狀和學(xué)生的客觀訴求，科學(xué)組織教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，及時(shí)反思教學(xué)過程中遇到的問題，不斷調(diào)整課程授課方式，持續(xù)提升自身的專業(yè)素養(yǎng)，為學(xué)生打造創(chuàng)新學(xué)習(xí)空間，讓學(xué)生在多維立體化的學(xué)習(xí)環(huán)境中提高學(xué)習(xí)效率、提升數(shù)學(xué)素養(yǎng)。

（作者單位：蘇州工業(yè)園區(qū)星瀾學(xué)校）