“自主· 導(dǎo)學(xué)”式課堂教學(xué)與“STEAM教育”的有效融合

☉張曉娟

數(shù)學(xué)新課程實施多年，“三重三輕”現(xiàn)象仍然存在，即“重知識傳授，輕人格塑造；重分?jǐn)?shù)提高，輕能力培養(yǎng)；重教師主導(dǎo)，輕學(xué)生主體”。這樣的教學(xué)方式，學(xué)生的數(shù)學(xué)關(guān)鍵能力得不到有效培養(yǎng)，數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)得不到全面提升，更談不上創(chuàng)新思維的開發(fā)。因此，構(gòu)建“自主· 導(dǎo)學(xué)”式的課堂教學(xué)方式顯得尤為重要。在科技飛速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)時代，單一技能的運用已經(jīng)無法支撐未來人才的發(fā)展，我們急需培養(yǎng)多方面的綜合型人才，所以當(dāng)下的數(shù)學(xué)教學(xué)已然不能只著眼于單學(xué)科教學(xué)，“STEAM教育”理念恰巧彌補(bǔ)了當(dāng)下數(shù)學(xué)課堂教學(xué)這方面的不足。

所謂“STEAM教育”，就是集科學(xué)（Science），技術(shù)（Technology），工程（Engineering），藝術(shù)（Art），數(shù)學(xué)（Mathematics）于一體的綜合教育［1］。在國外，STEAM教育已經(jīng)成為一種潮流。而在我國，有一項調(diào)查數(shù)據(jù)表明，STEAM教育主要以課外形式出現(xiàn)，說明國人的重視程度不夠。在現(xiàn)階段中小學(xué)開設(shè)的STEAM課程中，58．3%由教育研究機(jī)構(gòu)和教育公司提供，自己獨立開發(fā)的只占27．1%，教師團(tuán)隊開發(fā)也只占33．3%，學(xué)校與高校合作開發(fā)僅僅占12．5%。而基于常規(guī)學(xué)科教學(xué)來開展的STEAM教育幾乎為零。主要是STEAM教育對老師的要求比較高，因此，公辦學(xué)校的STEAM教育基本處于一個初級階段。

基于以上情況，筆者認(rèn)為，數(shù)學(xué)學(xué)科是基石學(xué)科之一，具有代表性，在小學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)科中構(gòu)建“自主· 導(dǎo)學(xué)”式的課堂教學(xué)方式，與STEAM教育理念的有效融合，有利于培育學(xué)生的“創(chuàng)客精神”，發(fā)展學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)，從而為實現(xiàn)“全面發(fā)展的人”打下堅實的基礎(chǔ)。

一、“自主· 導(dǎo)學(xué)”式課堂理念——基于“STEAM教育”視角

“自主”是指給學(xué)生足夠的自主學(xué)習(xí)的空間、時間和活動機(jī)會，把學(xué)習(xí)的主動權(quán)交還給學(xué)生，使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人。“導(dǎo)學(xué)”是指教師立足于主導(dǎo)地位，服務(wù)于學(xué)生的學(xué)，根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，明確學(xué)習(xí)任務(wù)，設(shè)計導(dǎo)學(xué)單，組織學(xué)生參與學(xué)習(xí)活動，教師適時點撥、合理評價，用積極的情感推動學(xué)生學(xué)習(xí)［2］。在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中融合STEAM教育，構(gòu)建“自主· 導(dǎo)學(xué)”的教學(xué)方式，其主要目的就是為了教師實現(xiàn)多元化教學(xué)，有效提高學(xué)生關(guān)鍵能力，發(fā)展數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。

（一）跨界融通：“STEAM教育”理念

當(dāng)前，小學(xué)應(yīng)用最廣泛的課程教學(xué)模式是分科教學(xué)模式，即數(shù)學(xué)、語文、科學(xué)等學(xué)科教師負(fù)責(zé)教授各自科目，很少重視學(xué)科之間的聯(lián)系。《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：義務(wù)教育的數(shù)學(xué)課程要為學(xué)生未來生活、工作和學(xué)習(xí)奠定重要的基礎(chǔ)。這就要求數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)不能只是單純地教學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)科知識，更需要提高學(xué)生綜合運用知識的能力，提高學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。所以這就需要跨越學(xué)科界限、融通思考問題。有研究表明，學(xué)生接受STEAM教育有助于獲得對數(shù)學(xué)、科學(xué)等多學(xué)科內(nèi)容的深入理解，也有助于培養(yǎng)學(xué)生獲得在真實世界綜合應(yīng)用知識解決實際問題的能力。因此，在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中有效融合STEAM教育理念，對構(gòu)建“自主· 導(dǎo)學(xué)”式的課堂教學(xué)能起到積極作用。

（二）指向素養(yǎng)：“STEAM教育”目的

2016年9月13日，教育部公布《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》，正式確定學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的框架、維度和指標(biāo)。核心素養(yǎng)被譽(yù)為基礎(chǔ)教育的DNA?！昂诵乃仞B(yǎng)”包含兩個層次的含義：一是學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)；二是數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。實施“STEAM教育”的出發(fā)點和歸宿也是培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，兩者不謀而合。因此，在數(shù)學(xué)課堂教學(xué)過程中，教師應(yīng)處處為培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)而教，并綜合融入“科學(xué) 、技術(shù)、工程和藝術(shù)”中的諸多元素，讓其互相支撐、補(bǔ)充、碰撞，讓學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)從低階走向高階、從表層走向深層。

二、“自主· 導(dǎo)學(xué)”式課堂建構(gòu)——基于“STEAM教育”方法

《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》總目標(biāo)里明確指出：要體會數(shù)學(xué)知識之間、數(shù)學(xué)與其他學(xué)科之間、數(shù)學(xué)與生活之間的聯(lián)系，運用數(shù)學(xué)的思維方式進(jìn)行思考，增強(qiáng)發(fā)現(xiàn)和提出問題的能力、分析和解決問題的能力。數(shù)學(xué)是STEAM的基礎(chǔ)性工具，數(shù)學(xué)教育是STEAM教育的重中之重。在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中構(gòu)建“自主· 導(dǎo)學(xué)”式學(xué)習(xí)，就是要讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人，把課堂交還給學(xué)生，并讓數(shù)學(xué)融合藝術(shù)、科學(xué)、信息技術(shù)等多門學(xué)科，發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識解決實際問題的能力。

（一）“設(shè)疑＋創(chuàng)造”導(dǎo)學(xué)：數(shù)學(xué)與藝術(shù)有效融合

創(chuàng)新意識的培養(yǎng)是現(xiàn)代數(shù)學(xué)教育的基本任務(wù)，應(yīng)體現(xiàn)在數(shù)學(xué)教與學(xué)的過程之中。創(chuàng)新意識的培養(yǎng)離不開課堂教學(xué)，課堂上可以通過創(chuàng)設(shè)情境，并設(shè)置疑問，以此來激發(fā)學(xué)生的求知欲望，產(chǎn)生迫切需要解決問題的動機(jī)。

例如，教學(xué)四年級數(shù)學(xué)上冊《角的度量》一課時，先讓學(xué)生每人畫兩個角，然后有選擇性地展示學(xué)生作品。先展示第一組兩個角大小比較懸殊的作品，邊展示邊復(fù)習(xí)角的各部分組成，然后問：“這一組兩個角，哪個角大？”學(xué)生一眼就分辨出了大小，并且還發(fā)現(xiàn)了角的兩條邊張開得越大，角就越大。接著展示第二組兩個角，這兩個角的大小差不多，僅憑肉眼很難分辨出大小，這時老師故作深沉地問：“現(xiàn)在這兩個角，哪個大？”學(xué)生有的說第一個角大，有的說第二個角大，爭論不休。此時教師順勢設(shè)疑：“到底哪個角大？看來僅憑肉眼難以分辨出大小了，那你有什么辦法可以比出大小呢？”這時教師的引導(dǎo)者角色體現(xiàn)得淋漓盡致，點燃了學(xué)生遇到困難時要借助以往的學(xué)習(xí)經(jīng)驗進(jìn)行探索的欲望，適時點撥學(xué)生回憶當(dāng)初學(xué)習(xí)比較線段的長短、課桌面的大小時是怎么比的？學(xué)生運用知識遷移，想到了需要借助工具來測量。老師隨機(jī)追問：“現(xiàn)在要測量角的大小，你準(zhǔn)備用什么工具來測量？你能自己來發(fā)明一個嗎？”在老師的問題激發(fā)下，學(xué)生借助測量長度時發(fā)明直尺的經(jīng)驗，興趣一下子被提了上來。有學(xué)生道：“我可以借助比這兩個角更小的角去度量，分別度量出這兩個角里有幾個小角這么大?！崩蠋熂皶r表揚(yáng)這位同學(xué)的想法，他給其他同學(xué)拋磚引玉。于是按照這位同學(xué)的想法，老師拿出了一些小角，把小角一個個貼在被測量的大角里。但是，結(jié)果發(fā)現(xiàn)測量出來個數(shù)不是正好，于是學(xué)生再次修正自己的想法，要拿更小的角去測量，這樣會減少測量的誤差。同學(xué)們的思維在疑問中被激活了，在一次次嘗試中互相碰撞，不斷修正，量角器的雛形就這樣誕生了。隨著學(xué)生思維的發(fā)展，一把半圓形的量角器被逐步創(chuàng)造了出來。從半圓形的輪廓到里面從中心開始被平均分成180等份的刻度線、內(nèi)圈、外圈的刻度等一一被畫完整了，這時再讓學(xué)生來了解量角器各部分的組成就水到渠成了。接下來的過程就是帶領(lǐng)學(xué)生好好玩一玩這把量角器，讓量角器發(fā)揮它的功能——量角，學(xué)生在邊玩邊量的過程中，感悟到了用量角器測量角的方法。老師還鼓勵學(xué)生創(chuàng)作一些喜歡的圖形，并用量角器測量出圖形中各個角的度數(shù)，再看看有什么發(fā)現(xiàn)，為后續(xù)深入研究多邊形內(nèi)角和的知識做好鋪墊。

在這個教學(xué)環(huán)節(jié)中，老師融入了“STEAM教育”理念，通過創(chuàng)設(shè)“畫角——設(shè)疑——創(chuàng)造——量角——創(chuàng)作”等一系列教學(xué)過程，把數(shù)學(xué)與藝術(shù)完美融合，學(xué)生親歷了量角器的創(chuàng)造過程，發(fā)現(xiàn)了數(shù)學(xué)之美。同學(xué)們不僅感悟到了數(shù)學(xué)課程的融通性，數(shù)學(xué)與藝術(shù)密不可分的，而且品嘗了到創(chuàng)造的快樂，有效培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造精神。

（二）“問題＋思考”導(dǎo)學(xué)：數(shù)學(xué)與信息技術(shù)有效融合

數(shù)學(xué)家哈爾莫斯說過：“問題是數(shù)學(xué)的心臟?！笔箤W(xué)生有疑問才能成功教學(xué)。有意識地將問題設(shè)在新知的矛盾沖突中，可以使學(xué)生的學(xué)習(xí)心理始終處于最佳的學(xué)習(xí)狀態(tài)。這就要求教師所提的問題不能只停留在課本所呈現(xiàn)的素材上，可以根據(jù)學(xué)生的生活經(jīng)驗和知識水平，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，提出一些富有啟發(fā)性的問題，為學(xué)生打開數(shù)學(xué)思維的大門，有效提高學(xué)生數(shù)學(xué)思維能力。

例如，教學(xué)五年級下冊《圓的認(rèn)識》一課時，課始先由問題引入“車輪為什么要做成圓形？”學(xué)生起先覺得這個問題有點不可思議，根據(jù)生活常識，車輪本來就應(yīng)該是圓形的。這時教師再追問：“為什么不做成方的或三角形的呢？”學(xué)生搶著回答：“車輪要是做成方的或三角形的，開動起來會顛簸?！薄澳鞘菫槭裁茨?？”學(xué)生支支吾吾，答不上來了。這時老師借助媒體播放視頻，直觀形象地呈現(xiàn)了汽車的行進(jìn)過程，學(xué)生從三種不同形狀的車輪中比較發(fā)現(xiàn)了正方形、三角形的重心到輪子外圈的距離是發(fā)生變化的，只有圓形的圓心到輪子一周的距離是保持不變的，所以把車軸安裝在圓心上，汽車可以保持平穩(wěn)。由此學(xué)生理解了“圓，一中同長”的重要數(shù)學(xué)知識。

接著老師出示導(dǎo)學(xué)單：同一圓內(nèi)①圓有多少條半徑，多少條直徑？②半徑的長度有什么特點？直徑呢？③直徑的長度和半徑的長度有什么關(guān)系？

圍繞這幾個核心問題，先組織學(xué)生小組討論，自主探究，再進(jìn)行全班交流，同時借助媒體演示，讓學(xué)生直觀地看到了圓的半徑、直徑的條數(shù)可以無限增加等知識點，自然而然地發(fā)展了學(xué)生的數(shù)學(xué)極限思想。

在認(rèn)識圓的過程中，把數(shù)學(xué)與信息技術(shù)有效融合，以問題導(dǎo)學(xué)，合作交流、自主探究，借助信息技術(shù)手段，深化思考，把教學(xué)內(nèi)容深入淺出地呈現(xiàn)給學(xué)生，突出了重點，突破了難點。

（三）“應(yīng)用＋推理”導(dǎo)學(xué)：數(shù)學(xué)與科學(xué)有效融合

數(shù)學(xué)是一門基礎(chǔ)性學(xué)科，在生活中的應(yīng)用也是十分廣泛的。我們在完成教學(xué)任務(wù)的同時，不能忽略培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識。正如數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)所說：數(shù)學(xué)源于生活，用于生活。學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的最終目的是要讓學(xué)生把所學(xué)的知識應(yīng)用到生活中去，解決現(xiàn)實生活中的實際問題，這樣才能讓數(shù)學(xué)教學(xué)真正落地生根。

例如，在教學(xué)五年級上冊《復(fù)式條形統(tǒng)計圖》一課時，為了讓學(xué)生體會復(fù)式條形統(tǒng)計圖在生活中的應(yīng)用，設(shè)計了這樣一道練習(xí)：

科學(xué)小組的同學(xué)們做了一個實驗，把一盆蒜頭放在陽光下，陽光充足；一盆放在房間里，沒有陽光照射。在這兩種不同的生長環(huán)境下，記錄下了蒜葉的生長情況，并制作了三張形態(tài)各異的復(fù)式條形統(tǒng)計圖（見圖1），只有一張是正確的，你認(rèn)為是哪張？說說你的想法。

圖1 不同環(huán)境下蒜葉生長情況統(tǒng)計圖

一部分學(xué)生認(rèn)為圖1－A是正確的，另一部分學(xué)生認(rèn)為圖1－C是正確的。

問：現(xiàn)在形成了兩種意見，請你們來說說你們是怎樣判斷的？

代表1：圖1－A中蒜苗的生長高度忽高忽低，不符合植物的生長規(guī)律，所以不正確。

代表2：圖1－B中蒜苗在陽光下生長的高度比房間里還低，也不符合植物的生長規(guī)律，因為植物的生長和陽光、水分等有直接關(guān)系，植物在陽光充足的地方一般會長得比沒有陽光的地方要高一些。由此可以判斷只有圖1－C是正確的。

教師結(jié)合教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)造性地設(shè)計了這道練習(xí)題，把數(shù)學(xué)與科學(xué)有效融合，讓學(xué)生不僅僅停留在單純的數(shù)據(jù)分析，而且還能運用科學(xué)知識加以辨別，有效培養(yǎng)了學(xué)生的推理能力，發(fā)展了學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。

總之，數(shù)學(xué)是一門有著廣泛應(yīng)用的學(xué)科，數(shù)學(xué)與其他學(xué)科知識以及現(xiàn)實生活都有著非常密切的聯(lián)系。我國當(dāng)前的課程正經(jīng)歷著由分學(xué)科到綜合整合的改革發(fā)展趨勢，構(gòu)建“自主· 導(dǎo)學(xué)”的課堂教學(xué)，與STEAM教育理念有效融合，能夠順應(yīng)時代的發(fā)展，為提高學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)打下堅實的基礎(chǔ)。