滲透STEM教育理念的綜合實踐活動設計

◇費曉燕（江蘇：蘇州汾湖高新技術產業(yè)開發(fā)區(qū)實驗小學）

綜合與實踐是數學課程標準中劃分的重要領域，這個領域的教學側重于生活化、情境化問題，主要以跨學科學習為主。新課標也倡導小學階段的數學綜合實踐活動可以采用主題式學習，強調將學科知識融入主題活動中，引導學生在過程中學會解決實際問題。下面筆者結合小學數學教材中的綜合實踐活動，基于STEM 教育理念，探討如何在“主題式學習”中有效進行數學活動的設計。

一、測量小達人：我的身體尺子

日常生活中，人們經常會遇到測量或比較物體長度的實際問題，對于一些測量要求不是很精確、只需估測就能進行判斷的，往往不需要借助實際的標準的尺子，而會選用更加方便快捷的“身體尺”，以提高估測的效率。

（一）問題驅動

我們已經借助直尺認識了厘米和米，其實每位小朋友的身上都藏著幾把“身體尺”呢，想知道嗎？

（二）測前討論

我們身上會有哪些“尺”呢？身體的什么部位比較適合建立一把”尺“呢？“身體尺”需要什么刻度嗎？通過閱讀，學生知道了有“一拃”“一步”“一庹”“一腳”這些標準，那在實際測量確定這些標準時又要注意些什么呢？

（三）實際測量

學生以同桌合作的方式互相測量，并記錄在數學書上，教師在學生測量的過程中不斷巡視，對于學生中出現的測量方法、記錄結果等的錯誤及時加以糾正。學生在測量中進一步明確：一拃要測量大拇指和中指完全撐開時的長度；一步是在人正常走路的狀態(tài)下，從腳尖到腳尖（或腳跟到腳跟）的距離；一庹是兩手側平舉，從中指到中指的距離；一腳是測量穿鞋狀態(tài)下，從腳后跟到腳尖的距離。

交流：通過剛才的測量，你認識了哪些身體上的尺？你的身體尺都有多長呢？

說明：每個人的一拃、一步、一庹、一腳的長度是相對比較固定的，是獨一無二的屬于自己的身體尺。

（四）估測感知

在教室里，如果我想測量課桌長、黑板長、教室長，數學書封面長，應該借用哪把“身體尺”比較合適呢？用你選擇的“身體尺”估測一下吧！

明確：在具體活動中，學生發(fā)現課桌長和數學書封面的長，比較適合用手指“一拃一拃”地去比畫；黑板的長比較適合用雙臂“一庹一庹”地去測量；教室的長比較適合用步去“一步一步”地丈量。

說明：可以根據物體的長短靈活地選用合適的“身體尺”，比較短的物體適合選用“拃”來測量，比較長的物體適合選用“庹”來測量，地面之類的適合選用“步”或“腳”來測量。

（五）應用拓展

布置兩個課后任務，達到應用拓展、活學活用的目的：1.利用自己的“身體尺”估測更多物體的長度。2.找找自己的身上還有哪些隱藏的“身體尺”。

學生在現實情境中有了更多的展示空間，選用合適的“身體尺”測量出了籃球場的長大約有幾步，自己家的書桌長大約有幾拃，床大約有幾庹；同時也借助課堂中獲得的測量經驗找到了自己的一拳寬、一指寬、一臂長、一掌寬等更多的“身體尺”，在實際情境中爭做“測量小達人”。

二、方向小達人：畫校園平面圖

生活中，人們時常要與方向打交道，開車靠導航已成為現代人出行必不可少的一部分，所以從小就要讓孩子建立良好的方向感。二年級時，學生學習了八個方向，應及時讓他們在校園里利用指南針或方向板加以鞏固，不斷發(fā)展空間概念。

（一）問題驅動

我們每天在校園里學習、玩耍，你了解、熟悉我們的校園嗎？能結合“認識方向”單元中學到的知識讓校園中的景物更加立體形象嗎？

（二）設計方案

開始測定前，在教室里與學生一起探討設計活動方案，確定以四人為一小組，先在校園里選擇好一個觀測點，組與組之間要注意避免集中，盡量分散一點進行觀測，每組都要有一張觀測紙，便于隨時記錄，上面寫好“組號”和“觀測地點”，下面的表格中寫上“八個方向”，對應的“景物”一欄先空著，具體觀測時再記錄。

在找到八個方向前，最好能先確定其中的一個方向，再借助方位順序來判斷其他方向，此時就可以請指南針來幫忙，“N”代表“北”，“S”代表“南”。需要提醒學生注意的是，理論上，紅色的指針是一直指著“N”的，但在實際操作中，經常會出現與盤面上指示方向不一致的情況，這就需要旋轉指南針，讓紅色指針指著“N”。確定北面之后，再根據方位順序繪制方向板，確定另外的七個方向。

小組間的四人要合理分工合作，觀測后只需選擇每個方位的主要景物進行記錄，不需要面面俱到都寫下來，同時特別要注意安全。

（三）實際觀測

學生有序地走出教室，走入校園，來到預定的教學樓、操場、食堂、圖書館、花壇等觀測點進行實際觀測，再從這個觀測點出發(fā)找到八個方向上的主要景物，并能圖文結合地記錄下來。過程中老師也發(fā)現了學生確定其中一個方向的多樣化：有的小組用指南針先確定了“北面”，有的小組利用特定時間太陽的位置確定了“東面”，有的小組利用校園里的指示牌來確定方向?？梢娫趯嶋H情境中，學生是能靈活運用已有的知識來解決問題的。

（四）測后交流

實際觀測結束后，學生回到教室，分小組交流本組的活動過程，展示記錄結果，結合老師展示的圖片進行比對和完善，形成個性化的校園平面圖。

（五）課后拓展

說明：方向在實際生活中應用十分廣泛，學生可以結合本堂課的學習經驗，以自己家為觀測點，畫一畫八個方向的平面圖，更加了解熟悉自家的周邊環(huán)境，做一個名副其實的“方向小達人”。

三、制作小達人：時間都去哪了

時間充斥于我們的日常生活中，往往在不經意間悄悄地溜走了，那么時間是怎么“溜走”的，又“溜”到哪去了呢？引導學生制作有關時間的小手工，感悟時間的珍貴，激發(fā)創(chuàng)新意識，提高合作和動手操作的能力。

（一）問題驅動

時間是我們的好朋友，每分每秒都在不停地流逝，但是它看不見也摸不著。怎樣通過我們智慧的大腦、靈巧的雙手，讓時間“看”得見呢？

（二）探討方案

全班先進行討論，自由說一說什么情況下時間是“看”得見的。結合生活經驗，學生能說出的記錄時間的方法有鐘表、影子、水鐘、沙漏等，老師也及時在課件上展示一些手工制作的圖片，詢問學生對于哪個制作最感興趣，說說自己喜歡的理由。接著以四人為一組，確定自己小組要制作的手工，分小組討論制作此手工時需要用到的材料、工具以及可能會碰到的困難、需要收集的資料和所需的幫助等，共同研制好手工制作的設計初稿。

（三）任務布置

確定小組名稱，如：手工鐘表組、日晷模型組、工具水鐘組、簡易沙漏組……四人小組分工合作，收集相關的視頻或圖片資料，收集制作時要用到的各種材料。要注意材料的環(huán)保衛(wèi)生，過程中如遇到困難要討論商量，不能解決時及時向老師、家長尋求幫助，務必注意安全。

（四）方案實施

學生分小組實施方案，四人一組建立討論交流群，及時分享收集到的資料和材料，討論操作的可行性，思考如何保證作品的精美、科學等；自由利用課間、活動課、延時服務、周末等時間不斷完成和完善作品。

（五）交流評價

學生制作完成后，進行課堂展示的交流評價環(huán)節(jié)，學生分小組就“材料準備、制作過程、遇到的困難及解決方案、心得體會”等進行匯報，全班學生從“作品設計”和“交流展示”兩方面進行評價，作品設計的評價標準分主題明確、材料環(huán)保衛(wèi)生、制作精美三個維度；交流展示分精神飽滿、表達清楚、寓意深遠三個維度；同時也進行自我評價，評價自己在整個活動中是否做到了認真收集資料、積極思考、參與制作、樂于分享等。

引導學生經歷完整的活動過程，感悟珍惜時間的重要性，也體會到手工制作能點綴生活的美，做一個愛學習、愛生活的“制作小達人”。

四、探究小達人：怎樣滾得更遠

在日常生產中往往會看到這樣的現象，人們會利用斜面來幫助運輸物體，從而達到省時省力的目的。學習即要為生活所用，引導學生結合生產生活中的現象，合作探索如何讓物體滾得更遠。

（一）問題驅動

生活中，你見過這樣的現象嗎（斜面運油桶）？知道當斜面與地面成多少度角時，物體會滾得遠一點嗎？

（二）實驗討論

先全班集中討論，確定四人一組合作進行，利用書本和木板搭成不同角度的斜面。為了測量的方便，可以選用比較常見的角度進行實驗，比如30°、45°、60°。用圓柱形物體模擬大型物體，讓它自然地從斜面上滾下來，待其自然靜止之后用卷尺測量從斜面底邊到靜止處的距離；為了增加數據的可靠性，每個角度的操作要多重復幾次，記錄每次數據并求出最后的平均數，減少誤差；另外組和組之間要分散一點，給物體的滾動留有充分的空間，活動中注意安全。

（三）實施實驗

學生四人一組進行探究實驗，先用不同數量的書本與木板搭建成30°、45°、60°的斜面，每個角度的斜面至少操作測量三次，求出相應的平均數，再自定一個角度，搭建相應的斜面，利用同樣的步驟進行重復實驗。

（四）初得結論

操作活動結束后，引導學生對本組的實驗數據進行對比和分析。學生通過計算和比較每次平均數的大小，得出初步的實驗結論：當斜面與地面成45°時，物體能滾得更遠。

（五）交流探討

組織全班分小組進行匯報，結合全班的實驗數據比對，得出最后的結論，與各小組初步的結論吻合。

說明：很多的生活現象都可以抽象為數學問題，用數學的思想和方法進行解決，同時查閱資料拓寬學生的思維，物體在斜面上的滾動會與摩擦阻力、斜面加速度、斜坡長度、斜坡高度等有關。還有專門的公式能證明坡度呈45°時，滾動距離最長，通過具體的實驗活動，助力學生不斷成長為“探究小達人”。

以上的四個主題式學習均來源于數學課堂，但所體現的不僅僅是單純的數學思想和方法，更是在一種跨學科理念引導下的綜合性學習。期待我們的學生能在這樣的主題式學習中不斷積累活動經驗，完善知識結構，提高綜合素養(yǎng)。