STEAM應(yīng)用于小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的實(shí)踐與思考

林哲新

【摘要】STEAM教育能使學(xué)生在跨學(xué)科的學(xué)習(xí)中，養(yǎng)成科學(xué)思維力和實(shí)踐創(chuàng)新能力。為了能使先進(jìn)的STEAM理念在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)實(shí)踐中落地，教師們應(yīng)深刻地把握STEAM教育的本質(zhì)內(nèi)涵，重視問題驅(qū)動(dòng)，挖掘數(shù)學(xué)價(jià)值;開展項(xiàng)目學(xué)習(xí)，拓寬學(xué)習(xí)視野，切實(shí)有效地培養(yǎng)學(xué)生融合多方知識(shí)，解決實(shí)際問題的能力。

【關(guān)鍵詞】STEAM教育;小學(xué)數(shù)學(xué);實(shí)際教學(xué)

STEAM教育在最近幾年備受人們關(guān)注，它是一種源于美國(guó)的新的教育理念，融合科學(xué)（science）、技術(shù)（technology）、工程（engineering）、藝術(shù)（arts）和數(shù)學(xué)（mathematics）五大學(xué)科知識(shí)。STEAM教育讓學(xué)生在跨學(xué)科的教育和學(xué)習(xí)中，提升邏輯力和想象力，養(yǎng)成系統(tǒng)的科學(xué)思維力，鍛煉實(shí)踐創(chuàng)新能力，使孩子能夠自覺地、主動(dòng)地探索，建立自己的認(rèn)知模型，架構(gòu)自己的學(xué)習(xí)方法，最終形成獨(dú)門高效地解決問題的能力。2015年9月，我國(guó)教育部首次提出探索STEAM模式，許多重點(diǎn)省市的小學(xué)開始加入STEAM相關(guān)課程。在STEAM教育中，處于基礎(chǔ)層面的學(xué)科就是數(shù)學(xué)，如何使先進(jìn)的STEAM理念從云端落到腳下，引入小學(xué)數(shù)學(xué)課堂，以切實(shí)有效地提高小學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和跨學(xué)科運(yùn)用知識(shí)的能力？筆者經(jīng)過多年一線教學(xué)的探索和實(shí)踐，總結(jié)了一些粗淺的思考和經(jīng)驗(yàn)。

一、基于STEAM理念，挖掘數(shù)學(xué)價(jià)值

在將STEAM理念引入小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)之前，教師們首先應(yīng)該通過深入的自主學(xué)習(xí)，弄明白STEAM教育的實(shí)質(zhì)。目前許多學(xué)校、培訓(xùn)機(jī)構(gòu)和早教機(jī)構(gòu)都在大力度的鼓吹STEAM教育，但很多活動(dòng)和教學(xué)都流于形式，讓孩子在眼花繚亂的教具和活動(dòng)中迷失了活動(dòng)目的，以致于收效甚微。STEAM的核心不是在教學(xué)活動(dòng)中，將幾個(gè)學(xué)科機(jī)械性地堆砌，而是以解決問題為主要目的，針對(duì)問題需要進(jìn)行跨學(xué)科融合性地學(xué)習(xí)，不為活動(dòng)而活動(dòng)，而是以問題為驅(qū)動(dòng)，將多學(xué)科整合到一種教學(xué)模式中，把零碎的知識(shí)變成相互聯(lián)系的統(tǒng)一整體，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、技術(shù)素養(yǎng)、工程素養(yǎng)、藝術(shù)素養(yǎng)和數(shù)學(xué)素養(yǎng)。

因此，基于STEAM理念進(jìn)行小學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，教師應(yīng)著重注意以下幾點(diǎn)：首先，教學(xué)設(shè)計(jì)的重心應(yīng)該是驅(qū)動(dòng)各學(xué)科整合的問題，而不是活動(dòng)，活動(dòng)是為了問題而服務(wù)的。其次，教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，有時(shí)在確定問題之后，可以放手讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)解決問題的活動(dòng)和方法，老師給予指導(dǎo)和完善。如果教師對(duì)教學(xué)活動(dòng)大包大攬，學(xué)生很容易淪為教學(xué)活動(dòng)中的“提線木偶”，使STEAM流于形式。再次，在活動(dòng)中，教師應(yīng)該讓學(xué)生明晰數(shù)學(xué)知識(shí)在活動(dòng)中所起的重要作用，深度挖掘數(shù)學(xué)的價(jià)值，激發(fā)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的興趣，潛移默化中培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。最后，小學(xué)生受其心智發(fā)展水平所限，對(duì)于知識(shí)的跨學(xué)科應(yīng)用還不能自如，因此需要教師的提點(diǎn)和晰，對(duì)于一節(jié)課中的基礎(chǔ)概念和基礎(chǔ)技能，也需要通過傳統(tǒng)方式進(jìn)行評(píng)估，以確保完全達(dá)標(biāo)。

比如在四年級(jí)上冊(cè)《統(tǒng)計(jì)》一課，相對(duì)比較枯燥。我基于STEAM理念，進(jìn)行了教學(xué)設(shè)計(jì)。首先我提出了一個(gè)待解決的問題：“為明年此時(shí)的自己買件衣服？”以這個(gè)問題為導(dǎo)向，讓學(xué)生們進(jìn)行頭腦風(fēng)暴，設(shè)計(jì)為了解決這一問題所需要的活動(dòng)。在學(xué)生提出的問題中進(jìn)行篩選，教師給予補(bǔ)充和完善，制定活動(dòng)計(jì)劃：統(tǒng)計(jì)近十天的溫度與天氣;對(duì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析;根據(jù)分析結(jié)果選擇衣服的薄厚;最后在相同薄厚的衣服圖片中選擇顏色款式進(jìn)行搭配;最后根據(jù)自己的經(jīng)濟(jì)水平選擇合適的一套。在活動(dòng)結(jié)束之后，我重申了數(shù)學(xué)在這項(xiàng)活動(dòng)中的重要價(jià)值，并讓學(xué)生認(rèn)識(shí)統(tǒng)計(jì)的意義和數(shù)據(jù)分析的重要性。我們還邀請(qǐng)科學(xué)老師以此為契機(jī)，為學(xué)生講解季節(jié)的規(guī)律等知識(shí)。最后，我讓學(xué)生思考，我們所得的結(jié)果是否可靠，影響統(tǒng)計(jì)結(jié)果可靠性的因素是什么？

在這一系列的活動(dòng)中，我們既學(xué)習(xí)到了小學(xué)數(shù)學(xué)的重要內(nèi)容“數(shù)據(jù)與統(tǒng)計(jì)”的知識(shí)，也涉及到了工程中統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的技能;既有相關(guān)聯(lián)的自然科學(xué)知識(shí)，也有了美學(xué)的培養(yǎng)，甚至有理財(cái)意識(shí)的滲透，讓學(xué)生能切實(shí)地感受立體的知識(shí)，以及知識(shí)對(duì)生活實(shí)踐的指導(dǎo)，最重要的，是讓學(xué)生明白各學(xué)科的知識(shí)不是孤立的，都是可以學(xué)來為我所用，以更好更快地解決問題。

二、開展項(xiàng)目學(xué)習(xí)，拓寬學(xué)習(xí)格局

除了針對(duì)某一個(gè)課時(shí)所開展的STEAM教學(xué)設(shè)計(jì)之外，項(xiàng)目學(xué)習(xí)也是進(jìn)行STEAM教育的最佳途徑。項(xiàng)目學(xué)習(xí)（Project-Based Learning，簡(jiǎn)稱PBL）是一種以學(xué)生為中心，設(shè)計(jì)執(zhí)行項(xiàng)目的教學(xué)和學(xué)習(xí)方法。指在一定的時(shí)間內(nèi)，教師與學(xué)生共同選擇、計(jì)劃、提出一個(gè)項(xiàng)目主題，學(xué)生用多種形式，通過調(diào)動(dòng)多種能力來拆解和完成項(xiàng)目中的子任務(wù)，解決實(shí)際項(xiàng)目中的具體問題。項(xiàng)目學(xué)習(xí)與STEAM教育的理念不謀而合，都是從單一學(xué)科到綜合學(xué)科，消除學(xué)科界限，拓寬學(xué)習(xí)視野和格局，將多方面的資源進(jìn)行整合，進(jìn)行有意義地學(xué)習(xí)。 在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，數(shù)學(xué)教師可以聯(lián)合科學(xué)教師，根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)，為學(xué)生提供一系列可供選擇的項(xiàng)目學(xué)習(xí)題目。學(xué)生以項(xiàng)目為核心，融合自己身邊所有的教育資源，進(jìn)行主題學(xué)習(xí)。項(xiàng)目學(xué)習(xí)是以學(xué)習(xí)主題為導(dǎo)向，是跨學(xué)科的、學(xué)生自主進(jìn)行的、有意義的學(xué)習(xí)方式。項(xiàng)目學(xué)習(xí)拓寬了學(xué)生的學(xué)習(xí)視野，改變了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)既基于教材，又超越了教材;既有趣，又有用。

在帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目學(xué)習(xí)時(shí)，教師們應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：首先，教師應(yīng)精心選擇項(xiàng)目學(xué)習(xí)的主體，要有意義、使學(xué)生感興趣，又要貼近生活。正如陶行知老先生所說：“生活即教育?！敝挥匈N近生活，才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，只有來源于生活，最后又用于指導(dǎo)生活，學(xué)生才能感受知識(shí)的價(jià)值和力量。其次，由于小學(xué)生剛剛接觸這種新型的學(xué)習(xí)方式，教師一定要注意學(xué)習(xí)過程中的引導(dǎo);引導(dǎo)學(xué)生去拆解學(xué)習(xí)主題，以及將項(xiàng)目的子主題變成一個(gè)個(gè)具體可行的子任務(wù)。注意不同學(xué)生之間的差異性，以及關(guān)注有困難的學(xué)生，并為其提供必要的幫助。再次，教師們應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)過程進(jìn)行梳理和總結(jié)，以達(dá)到知識(shí)最大程度的內(nèi)化和吸收。最后，數(shù)學(xué)教師在開展項(xiàng)目學(xué)習(xí)時(shí)，應(yīng)盡可能地爭(zhēng)取多學(xué)科老師的配合，有效融合多方面的教育資源，給學(xué)生更好地學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

舉一個(gè)基于“STEAM理念”的項(xiàng)目學(xué)習(xí)例子。當(dāng)時(shí)我為學(xué)生提供了三個(gè)項(xiàng)目主題：建筑中的形狀、我的暑假旅行計(jì)劃、設(shè)計(jì)一輛能動(dòng)的車。大部分學(xué)生選擇了簡(jiǎn)單易行的“我的暑假計(jì)劃”。在項(xiàng)目學(xué)習(xí)開展之前，我舉例講解了將項(xiàng)目主題拆解成子主題的方法，然后由學(xué)生根據(jù)方法指導(dǎo)完成自我任務(wù)拆解。即目的地選擇、同伴選擇、路線選擇、交通工具選擇、開支預(yù)算;然后根據(jù)自己的經(jīng)濟(jì)水平修正以上各種選擇。每一個(gè)子項(xiàng)目又可以拆解成不同的子任務(wù)。比如“目的地選擇”子項(xiàng)目以下，又包括景點(diǎn)選擇，所呆的時(shí)間確定等。然后學(xué)生調(diào)動(dòng)一切資源，去完成各個(gè)子任務(wù)，其中包括地理知識(shí)、人文知識(shí)的補(bǔ)充，還有統(tǒng)籌時(shí)間安排，有限支出的情況下最優(yōu)值的選取等跨學(xué)科知識(shí)。這種項(xiàng)目學(xué)習(xí)策略為學(xué)生拓展了學(xué)習(xí)的時(shí)空，使他們真正能夠自覺地、主動(dòng)地探索知識(shí)，建立自己的認(rèn)知模型，架構(gòu)自己的學(xué)習(xí)方法，最終形成獨(dú)門高效地解決問題的能力。

總結(jié)我以上舉的兩個(gè)案例，小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，STEAM課程的模式可以概括為：提出問題——設(shè)計(jì)解決方案——在科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)甚至美學(xué)多學(xué)科尋找知識(shí)和工具——擬定解決方案——驗(yàn)證解決效果——改進(jìn)與總結(jié)。傳統(tǒng)教育模式注重已知的問題，主要目的是要求學(xué)生掌握基本技能和知識(shí)，而STEAM課程是讓學(xué)生掌握解決實(shí)際問題或具體題目的知識(shí)點(diǎn)，除此之外，STEAM教育還更強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生掌握一種思考方法和解決問題的能力。

未來社會(huì)需要的不再是只會(huì)讀書的“好學(xué)生”而是全面發(fā)展、能精準(zhǔn)快速解決問題的綜合性人才，而這也恰好是STEAM教育理念誕生的最初意義。它不但重視知識(shí)本身，更重視教育孩子自主思考、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，而這也恰是數(shù)學(xué)學(xué)科最大的目標(biāo)與價(jià)值所在。羅馬不是一天建成的，小學(xué)生解決問題能力的培養(yǎng)，也絕非一朝一夕之功，這需要我們一線教師不斷的思考和學(xué)習(xí);認(rèn)真研讀課程改革的重要理念和理論支撐，并將學(xué)習(xí)成果付諸于每一節(jié)真實(shí)的課堂細(xì)節(jié)中去，盡我們最大的可能，喚醒學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，畢竟教育的最大目的，不是灌滿一桶水，而是點(diǎn)燃一團(tuán)火。