STEAM教育理念在小學(xué)數(shù)學(xué)“綜合與實(shí)踐”課堂教學(xué)中的應(yīng)用

STEAM教育理念在小學(xué)數(shù)學(xué)

“綜合與實(shí)踐”課堂教學(xué)中的應(yīng)用［摘要］STEAM理念應(yīng)用到小學(xué)數(shù)學(xué)“綜合與實(shí)踐”教學(xué)中，能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力。對(duì)此，教師可以采取以下策略開展教學(xué)：基于STEAM教育的整合性，設(shè)定多元目標(biāo)；基于STEAM教育的體驗(yàn)性，創(chuàng)設(shè)現(xiàn)實(shí)情境;基于STEAM教育的實(shí)證性，設(shè)計(jì)、修正方案；基于STEAM教育的協(xié)作性，開展合作交流探究；基于STEAM教育培養(yǎng)復(fù)合型人才，進(jìn)行多元互動(dòng)評(píng)價(jià)。［關(guān)鍵詞］STEAM教育；小學(xué)數(shù)學(xué)；綜合與實(shí)踐;課堂教學(xué)STEAM教育以科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)、藝術(shù)學(xué)科整合的方式，以綜合創(chuàng)新的形式培養(yǎng)學(xué)生解決問題的創(chuàng)新能力。STEAM教育強(qiáng)調(diào)問題解決能力的培養(yǎng)和各學(xué)科領(lǐng)域的綜合,教師可以應(yīng)用STEAM教育注重學(xué)科整合性、實(shí)踐性、創(chuàng)造性、合作性和培養(yǎng)復(fù)合型人才的特點(diǎn)。在小學(xué)數(shù)學(xué)“綜合與實(shí)踐”課堂教學(xué)中，教師通過設(shè)定多元目標(biāo)、創(chuàng)設(shè)現(xiàn)實(shí)情境、設(shè)計(jì)修正方案、合作交流探究、多元互動(dòng)評(píng)價(jià)方面開展教學(xué)，可以更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力。一、基于STEAM的學(xué)科整合性，設(shè)定多元目標(biāo)作為一種跨學(xué)科整合的教育模式,STEAM教育倡導(dǎo)將各個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)通過綜合課程結(jié)合起來，加強(qiáng)學(xué)科間的相互配合,發(fā)揮綜合育人功能,讓學(xué)生在綜合的環(huán)境中學(xué)習(xí)，在項(xiàng)目活動(dòng)中應(yīng)用多個(gè)學(xué)科的知識(shí)解決問題「“STEAM教育具有學(xué)科整合性，基于此的小學(xué)數(shù)學(xué)“綜合與實(shí)踐”課堂教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定要多元化。STEAM教育的教學(xué)目標(biāo)不僅要包括單學(xué)科知識(shí)和素養(yǎng)，更要強(qiáng)調(diào)多學(xué)科的知識(shí)技能和跨學(xué)科的素養(yǎng)目標(biāo)，不僅要設(shè)定學(xué)科的知識(shí)目標(biāo)，更要強(qiáng)調(diào)STEAM的素養(yǎng)目標(biāo)。STEAM教育理念下的教學(xué)目標(biāo)可以從科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)五方面設(shè)定。例如，北師大）小學(xué)數(shù)學(xué)三年級(jí)下冊(cè)“小小設(shè)計(jì)師”的教學(xué)目標(biāo)設(shè)定如下:科學(xué)素養(yǎng)方面，學(xué)生樹立科學(xué)的態(tài)度,掌握與本節(jié)課相關(guān)的學(xué)科美術(shù)和數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)方法與知識(shí),促進(jìn)知識(shí)的跨學(xué)科遷移;技術(shù)素養(yǎng)方面，學(xué)生掌握繪圖工具的使用方法;工程素養(yǎng)方面，學(xué)生學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)校園文化藝術(shù)節(jié)徽標(biāo),小組成員能評(píng)價(jià)作品，團(tuán)隊(duì)成員分工明確，增強(qiáng)合作意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí);藝術(shù)素養(yǎng)方面,通過色彩搭配、構(gòu)圖方法、對(duì)稱等知識(shí)的學(xué)習(xí)，學(xué)生的審美意識(shí)得到提升;數(shù)學(xué)素養(yǎng)方面，學(xué)生掌握徽標(biāo)設(shè)計(jì)的方法，進(jìn)一步理解軸對(duì)稱圖形的特點(diǎn)，體會(huì)數(shù)學(xué)與生活的密切聯(lián)系。在北師大版小學(xué)數(shù)學(xué)六年級(jí)下冊(cè)“繪制校園平面圖”一課中，基于學(xué)科整合性，教師可設(shè)定的教學(xué)目標(biāo)如下:科學(xué)素養(yǎng)方面,學(xué)生具備科學(xué)的態(tài)度，并掌握與本節(jié)課相關(guān)的學(xué)科美術(shù)和數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)方法與知識(shí)，促進(jìn)知識(shí)的跨學(xué)科遷移;技術(shù)素養(yǎng)方面，學(xué)生掌握測(cè)量和繪圖工具的使用方法以及收集數(shù)據(jù)的方法;工程素養(yǎng)方面，學(xué)生學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)校園平面圖，小組成員能評(píng)價(jià)繪制出平面圖并及時(shí)調(diào)整平面圖的設(shè)計(jì)方案，團(tuán)隊(duì)成員分工明確，增強(qiáng)合作意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí);藝術(shù)素養(yǎng)方面，通過構(gòu)圖方法、幾何圖形知識(shí)的學(xué)習(xí)，學(xué)生的審美意識(shí)得到提升;數(shù)學(xué)素養(yǎng)方面，在設(shè)計(jì)、測(cè)量、整理等實(shí)踐活動(dòng)中，學(xué)生掌握繪制平面圖的方法,進(jìn)一步理解比例、圖像、位置的知識(shí)，感受數(shù)學(xué)與生活的密切關(guān)系。二、基于STEAM的體驗(yàn)性,創(chuàng)設(shè)現(xiàn)實(shí)情境STEAM教育理念提倡體驗(yàn)性。STEAM教育不僅要求學(xué)生通過自學(xué)或教師講授獲取知識(shí),更強(qiáng)調(diào)學(xué)生運(yùn)用多種感官參與學(xué)習(xí)過程，在自主構(gòu)建的過程中提升綜合能力。STEAM教學(xué)理念下的體驗(yàn)活動(dòng)，要求教師為學(xué)生提供現(xiàn)實(shí)情境，如生活的案例、常見的場(chǎng)景或者鮮活的學(xué)習(xí)情）。真實(shí)的情境、真實(shí)的問題，可以幫助學(xué)生靈活、有效地運(yùn)用所學(xué)知識(shí)。STEAM教育不是教授學(xué)生孤立、抽象的學(xué)科知識(shí)⑵，教師要根據(jù)實(shí)際情況，創(chuàng)設(shè)與學(xué)生密切聯(lián)系的生活情境。例如，在“小小設(shè)計(jì)師”一課教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)過程中,為了使活動(dòng)更具有現(xiàn)實(shí)意義,筆者將活動(dòng)內(nèi)容設(shè)計(jì)成為“為第12屆校園文化藝術(shù)節(jié)設(shè)計(jì)節(jié)徽”,使教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生的生活實(shí)際緊密聯(lián)系。通過調(diào)查校園文化藝術(shù)節(jié)的內(nèi)容，學(xué)生將音樂、美術(shù)和書法等活動(dòng)結(jié)合起來，豐富了節(jié)徽的設(shè)計(jì)元素。筆者創(chuàng)設(shè)為本校第12屆校園文化藝術(shù)節(jié)設(shè)計(jì)節(jié)徽的真實(shí)?境,活動(dòng)的具體內(nèi)容來源于學(xué)生的調(diào)查，更注重學(xué)生活動(dòng)的體驗(yàn)性，突顯解決生活問題的重要意義$再如,在北師大版小學(xué)數(shù)學(xué)一年級(jí)上冊(cè)“淘氣的校園”一課中，筆者設(shè)計(jì)了“找教室”的問題情境,讓學(xué)生介紹怎樣找到自己的教室。首先，筆者帶領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識(shí)學(xué)校，一起數(shù)數(shù)學(xué)校有幾棟教學(xué)樓，自己班級(jí)的那棟樓有幾層，同一樓層有幾間教室，本班從左往右數(shù)是第幾間。然后，筆者讓學(xué)生用說或者畫的方式匯報(bào)教室的位置。家長(zhǎng)留言反饋“x老師，我家孩子在數(shù)學(xué)課上學(xué)會(huì)找教室了。-這對(duì)剛剛?cè)胄５囊荒昙?jí)學(xué)生來說，這樣的數(shù)學(xué)“綜合與實(shí)踐”課遠(yuǎn)比在書中找淘氣的學(xué)校更有意義，更有價(jià)值?？傊?結(jié)合STEAM教學(xué)理念的體驗(yàn)性，教師創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問題情境,為學(xué)生設(shè)計(jì)真正需要解決的問題,能激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性和學(xué)習(xí)興趣。三、基于STEAM教育的實(shí)證性，設(shè)計(jì)和修正方案實(shí)證性是科學(xué)區(qū)別于人文學(xué)科的重要特征，也是科學(xué)教育需要學(xué)生理解和掌握的重要內(nèi)容。在實(shí)施STEAM教育過程中,教師要引導(dǎo)學(xué)生按科學(xué)的原則設(shè)計(jì)作品，基于證據(jù)驗(yàn)證假設(shè)、獲得解決問題的方案。在驗(yàn)證假設(shè)的過程中，教師要鼓勵(lì)學(xué)生勇于創(chuàng)新，基于實(shí)證不斷設(shè)計(jì)和修正方案。格雷特?亞克門提出，STEAM教育的教學(xué)不以傳授知識(shí)為主要任務(wù)，而以培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo)。相對(duì)于傳統(tǒng)的教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì),STEAM教學(xué)堅(jiān)持以學(xué)生為中心，鼓勵(lì)學(xué)生質(zhì)疑和反思，而不是死記硬背，引導(dǎo)學(xué)生面向問題不斷創(chuàng)新，而不是強(qiáng)調(diào)簡(jiǎn)單的應(yīng)用。⑶因此，在小學(xué)數(shù)學(xué)“綜合與實(shí)踐”課中，教師要為學(xué)生提供設(shè)計(jì)和優(yōu)化的過程，使之重在反思改進(jìn)，促進(jìn)探究的持續(xù)與深入，實(shí)現(xiàn)和完善學(xué)生的創(chuàng)意。例如，在“小小設(shè)計(jì)師”的教學(xué)中，筆者進(jìn)行了對(duì)比教學(xué):第一次教學(xué)時(shí)，在筆者提出設(shè)計(jì)要求后，學(xué)生自行完成作品,隨后進(jìn)行組內(nèi)評(píng)價(jià);第二次教學(xué)時(shí)，學(xué)生用鉛筆完成（圖,說出自己的設(shè)計(jì)思路，并根據(jù)組內(nèi)成員的建議修改設(shè)計(jì)（圖。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn):第一次教學(xué)時(shí),大部分學(xué)生畫得很復(fù)雜,學(xué)生設(shè)計(jì)的徽標(biāo)缺乏簡(jiǎn)潔性,或是缺少文字說明，導(dǎo)致徽標(biāo)的主題不明顯。由于學(xué)生畫完（圖后直接上色，他們無(wú)法結(jié)合教師的點(diǎn)評(píng)再完成一幅徽標(biāo)的設(shè)計(jì)。第二次教學(xué)時(shí),學(xué)生先用鉛筆畫（圖,借助組員評(píng)價(jià)逐步建立徽標(biāo)的模型,不斷修正設(shè)計(jì)的徽標(biāo),最終設(shè)計(jì)（新穎、簡(jiǎn)明、主題突出的節(jié)徽。可見，在活動(dòng)實(shí)踐過程中，學(xué)生修正方案的過程尤為重要。這個(gè)過程是學(xué)生建模形成的過程,是學(xué)生不斷創(chuàng)新的過程$再如,在北師大版小學(xué)數(shù)學(xué)四年級(jí)上冊(cè)“滴水實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)過程中，為激發(fā)學(xué)生的探究興趣，筆者引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)滴水試驗(yàn)，推算一個(gè)沒有擰緊的水龍頭一年大約浪費(fèi)多少水。筆者給學(xué)生提供多種學(xué)具材料,讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)出方案,看看一秒鐘滴了多少毫升的水，然后再算一分鐘、一小時(shí)、一天、一年滴水的量。對(duì)于學(xué)生用圓珠筆的筆芯在紙杯的底部鉆一個(gè)洞的做法,筆者并沒有過多的干涉和干擾,而是給學(xué)生自主探究的時(shí)間和空間，等待學(xué)生實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)造、匯報(bào)$學(xué)生匯報(bào)如下“我們第一次實(shí)驗(yàn)沒有成功，因?yàn)楸鱼@的洞太小了$第二次實(shí)驗(yàn)的時(shí)候,我們留意到洞的大小對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響,所以對(duì)杯底的洞進(jìn)行了擴(kuò)大，得到的數(shù)據(jù)是一分鐘的滴水量大約是30mL$第三次的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與第二次差不多。根據(jù)計(jì)算，一小時(shí)、一天和一年浪費(fèi)水的量分別為1800mL、43200mL和15768000mL。”學(xué)生通過多次試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)和總結(jié)第一次實(shí)驗(yàn)不成功的原因，并在隨后的實(shí)驗(yàn)中改良實(shí)驗(yàn)條件，這是學(xué)生對(duì)知識(shí)構(gòu)建的自我修正過程。STEAM教育教學(xué)理念下的“綜合與實(shí)踐”課，注重引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐過程中不斷嘗試，不斷反思和修正設(shè)計(jì)方案。因此,教師要給學(xué)生提供足夠的活動(dòng)時(shí)間，避免活動(dòng)流于形式或者為了節(jié)約教學(xué)時(shí)間而匆忙結(jié)束課堂$四、基于STEAM教育的協(xié)作性，合作交流探究STEAM教育具有協(xié)作性,強(qiáng)調(diào)學(xué)生在群體協(xié)同中互相幫助和啟發(fā)，進(jìn)行知識(shí)構(gòu)建。以小組合作的形式，進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)是STEAM教育理念下課堂學(xué)習(xí)活動(dòng)的常態(tài)。基于STEAM教育理念，教師一般采用圍繞一個(gè)真實(shí)問題的方式，讓學(xué)生在平等對(duì)話、動(dòng)手實(shí)操的交往經(jīng)驗(yàn)中激發(fā)創(chuàng)造的靈感，體驗(yàn)合作的力量。STEAM教育和“綜合與實(shí)踐”的課堂教學(xué)大多數(shù)是以小組為單位，學(xué)生共同搜集和分析學(xué)習(xí)資料、提出和驗(yàn)證假設(shè)、評(píng)價(jià)交流學(xué)習(xí)成果。STEAM教育也強(qiáng)調(diào)師生間的相互合作，認(rèn)為學(xué)生和教師都是存在于同一個(gè)學(xué)習(xí)共同體中的。因此，積極尋求與學(xué)習(xí)共同體中其他人的合作，建構(gòu)對(duì)知識(shí)共享的理解，共同解決問題，體現(xiàn)了STEAM教育的協(xié)作性$例如,在北師大版小學(xué)數(shù)學(xué)三年級(jí)上冊(cè)“校園中的測(cè)量”一課中，筆者在組織學(xué)生開展測(cè)量活動(dòng)時(shí)，先讓學(xué)生在組內(nèi)做好分工，明確各自任務(wù)，共同完成活動(dòng)項(xiàng)目。組內(nèi)分工要合理細(xì)致，確保人人都是學(xué)習(xí)的主人，人人有事可做。測(cè)量校園里的跑道這一活動(dòng)，學(xué)生選出了有一定協(xié)調(diào)能力的人擔(dān)任組長(zhǎng)，由組長(zhǎng)負(fù)責(zé)明確活動(dòng)任務(wù)的內(nèi)容，確保成員遵守紀(jì)律。而選出的記錄員則要求字跡工整，能清晰地記錄小組設(shè)計(jì)和獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。而測(cè)量員則負(fù)責(zé)進(jìn)行估計(jì)和實(shí)際測(cè)量。發(fā)言人需要以敏銳的思維回答其他小組或教師的提問，匯報(bào)本組的觀點(diǎn)。學(xué)生相互配合，共同討論測(cè)量的方法，體現(xiàn)了小組團(tuán)結(jié)協(xié)作、共同克服困難的精神。再如,在北師大版小學(xué)數(shù)學(xué)二年級(jí)上冊(cè)“班級(jí)舊物市場(chǎng)”一課教學(xué)中，在開展活動(dòng)之前，學(xué)生先自由組成小組，并在小組內(nèi)提出應(yīng)該注意的問題，討論怎樣分組、怎樣布置跳蚤市場(chǎng)場(chǎng)地、交換哪些物品、怎樣交換。小組選出小組長(zhǎng)，分配好廣告宣傳員、售貨員、記賬員、后勤服務(wù)員，明確各自職責(zé)，要求全員參與，充分發(fā)揮自己的特長(zhǎng)。筆者在活動(dòng)中充當(dāng)市場(chǎng)管理員的角色,負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各組發(fā)生的摩擦。此時(shí),筆者也是學(xué)習(xí)共同體中的一員，與學(xué)生一同完成活動(dòng)任務(wù)。五、基于STEAM教育培養(yǎng)復(fù)合型人才，進(jìn)行多元互動(dòng)評(píng)價(jià)STEAM教育需要培養(yǎng)復(fù)合型人才，要求教師多元、開放性地評(píng)價(jià)學(xué)生?；赟TEAM教育理念，教師可以從過程、創(chuàng)意、能力方面入手,關(guān)注學(xué)生的思維品質(zhì)、參與度和綜合素養(yǎng)。教師可以根據(jù)學(xué)生的組內(nèi)合作、創(chuàng)意、制作等方面的感悟或困惑情況進(jìn)行階段性評(píng)價(jià)，可以根據(jù)創(chuàng)意貢獻(xiàn)大小、紀(jì)律的情況、任務(wù)完成情況、合作效果等方面做出結(jié)果性評(píng)價(jià)。例如，在“小小設(shè)計(jì)師”的教學(xué)中，筆者從以下方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià):能夠收集到徽標(biāo)的信息;能夠運(yùn)用軸對(duì)稱圖形進(jìn)行創(chuàng)作;徽標(biāo)有一定的意義，能展現(xiàn)自己的個(gè)性;能積極與同學(xué)進(jìn)行交流;能反思自己的收獲。學(xué)生則選擇不同的表情圖案反饋?zhàn)约旱谋憩F(xiàn)，是好、一般還是不夠好。筆者從收集信息的能力、美術(shù)的對(duì)稱知識(shí)、徽標(biāo)特點(diǎn)、合作情況、總結(jié)反思的能力等方面評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng)。在評(píng)價(jià)形式上，教師可以采用學(xué)生自評(píng)、學(xué)生互評(píng)、教師評(píng)價(jià)的方式，注重對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行評(píng)價(jià)。而學(xué)生本人和同伴都是積極的參與者和合作者，教師應(yīng)營(yíng)造開放、寬松的評(píng)價(jià)氛圍，實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)主體的多元化,幫助學(xué)生在自我評(píng)價(jià)、互相評(píng)價(jià)、師長(zhǎng)評(píng)價(jià)中不斷反思，實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)和發(fā)展。例如，在“校園中的測(cè)量”一課的教學(xué)中，教師可以對(duì)學(xué)生找到合適的測(cè)量方法、選擇合適的工具、組內(nèi)合理分工、測(cè)量結(jié)果合理進(jìn)行評(píng)價(jià)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)活動(dòng)中