小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的STEAM教育理念與對(duì)策

□甘肅省慶陽市西峰區(qū)向陽小學(xué) 賀莉麗

隨著時(shí)代的變遷以及人類思想和科技的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了多種新型教育模式，STEAM 教育理念的形成和發(fā)展正是適用現(xiàn)階段的社會(huì)發(fā)展需求應(yīng)運(yùn)而生的，是在人才培養(yǎng)方面所研發(fā)出的一套實(shí)用性極高的教學(xué)模式。此種模式可以通過創(chuàng)設(shè)問題情境，引發(fā)學(xué)生探索的精神，使學(xué)生結(jié)合自身的學(xué)習(xí)需求，組成實(shí)踐學(xué)習(xí)小組，從問題出發(fā)，主動(dòng)尋找解決辦法，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)思維，增加學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)積極性的目的。因此，本文主要針對(duì)小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的STEAM 教育理念與對(duì)策進(jìn)行相關(guān)分析和探討。

一、STEAM 教育理念應(yīng)用于小學(xué)數(shù)學(xué)的意義

在教育領(lǐng)域，學(xué)習(xí)永無止境。STEAM 教育理念，可以讓學(xué)生獲得全新的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。新時(shí)代的教育發(fā)展節(jié)奏的加快，需連帶教學(xué)模式一并升級(jí)。在數(shù)字智能化的社會(huì)背景下，國家也要更多的創(chuàng)新型人才，所以在人才培養(yǎng)方面，要從小學(xué)開始。STEAM 教育理念可以通過多項(xiàng)學(xué)科相結(jié)合運(yùn)用的方式，培養(yǎng)未來社會(huì)所需要的綜合性人才。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，在小學(xué)教育中尤為重要，尤其是在數(shù)學(xué)方面。數(shù)學(xué)這個(gè)學(xué)科可以應(yīng)用于各行各業(yè)，所以教師在進(jìn)行小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的時(shí)候，運(yùn)用STEAM 教育理念，可以設(shè)計(jì)多種多樣的、生動(dòng)有趣的數(shù)學(xué)課，開發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)潛能，將理論和公式轉(zhuǎn)化為實(shí)踐技能，可以跟上時(shí)代科技的發(fā)展，引導(dǎo)學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中體驗(yàn)學(xué)習(xí)的樂趣。教師可以在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中運(yùn)用STEAM 教育理念，并將小學(xué)數(shù)學(xué)課設(shè)計(jì)成實(shí)踐教學(xué)模式，這樣可以豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)生活，提升學(xué)生的綜合能力。

二、小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的STEAM 教育理念應(yīng)用措施

（一）結(jié)合科學(xué)知識(shí)，增強(qiáng)數(shù)學(xué)實(shí)踐技巧

教師在STEAM 教育模式中，應(yīng)該首先明確教學(xué)目的，知道自己想要做什么，想要實(shí)現(xiàn)什么。其次明確在教學(xué)中所需的相關(guān)素材，要準(zhǔn)備什么，將會(huì)用到什么，都要提前做好準(zhǔn)備。最后要明確這種教學(xué)模式會(huì)帶來什么教學(xué)效果，能讓學(xué)生學(xué)到什么。提前有序的規(guī)劃，對(duì)教學(xué)活動(dòng)的組織非常重要。教師要結(jié)合生活中的一些因素，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)要素和數(shù)學(xué)知識(shí)相互結(jié)合來進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)。例如，結(jié)合新課標(biāo)的要求標(biāo)準(zhǔn)，教師可以在正比例知識(shí)的課程安排中，引導(dǎo)學(xué)生如何正確地認(rèn)識(shí)和理解正比例知識(shí)點(diǎn)，結(jié)合生活中的實(shí)際元素來掌握正比例的實(shí)例。教師可以和學(xué)生說：“現(xiàn)在我們一起來看一個(gè)有關(guān)于神奇的影子的視頻，有沒有同學(xué)可以告訴我，影片中的房子與時(shí)間和影子之間的關(guān)系是怎樣的呢？為什么影子的長短會(huì)變呢？”這時(shí)學(xué)生會(huì)說：“由于陽光的照射角度不同，所以影子會(huì)有長短。”教師可以跟學(xué)生說：“你回答得非常好，是因?yàn)榈厍虻淖赞D(zhuǎn)讓太陽光的照射角度隨之產(chǎn)生了變化，影子也就隨著光的照射角度，產(chǎn)生了相對(duì)應(yīng)的變化。如果我們結(jié)合曾經(jīng)學(xué)過的一些知識(shí)，可不可以根據(jù)影子的長短，來計(jì)算所對(duì)應(yīng)的物體的高度呢？”這時(shí)學(xué)生就會(huì)感覺非常意外，因?yàn)閺膩頉]有做過類似的實(shí)驗(yàn)性的實(shí)踐。教師可以帶學(xué)生到操場上，然后做一個(gè)實(shí)地的測量考察，可以用卷尺或木桿測量的物體的影子，而如果用木桿測量，就要得出木桿與影子的比值，在同樣的物體的影子測量過程中，小組數(shù)據(jù)會(huì)產(chǎn)生差異。教師可以問學(xué)生：“為什么我們用同樣的方法測量，但是數(shù)據(jù)不一樣呢？”這時(shí)，學(xué)生會(huì)說：“因?yàn)橛白拥倪吔绮磺逦詼y的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)誤差。”教師可以和學(xué)生講解相關(guān)知識(shí)：“影子的產(chǎn)生是通過陽光照射呈現(xiàn)出來，之所以模糊，是因?yàn)楣獾难苌湫纬傻?，這期間也有光的折射的因素。在發(fā)生光的衍射現(xiàn)象時(shí)，會(huì)夾雜大氣中的顆粒物，所以導(dǎo)致光的折射現(xiàn)象，從而引發(fā)影子邊緣虛化的情況發(fā)生。當(dāng)陽光變?nèi)?，影子的虛化度?huì)更高?！蓖瑫r(shí)，教師也要告訴學(xué)生：“地球自轉(zhuǎn)與太陽照射之間的關(guān)系是不斷變化的，這期間，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)規(guī)律性。”在影子的長度測量過程中，由于時(shí)間關(guān)系，也會(huì)發(fā)現(xiàn)測量結(jié)果的變化。教師可以帶領(lǐng)學(xué)生拓展知識(shí)范圍，通過結(jié)合科學(xué)知識(shí)進(jìn)行小學(xué)數(shù)學(xué)課的教學(xué)，讓學(xué)生在解決神奇的影子問題的過程中，可以更好地融入數(shù)學(xué)測量技巧，引發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)領(lǐng)域的探索意識(shí)。教師可以引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)方法提升數(shù)學(xué)思維能力，這樣的教學(xué)更加有利于STEAM 教育理念的應(yīng)用。

（二）運(yùn)用科學(xué)方法，提升數(shù)學(xué)思維

在小學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)過程中，結(jié)合STEAM 教育理念，運(yùn)用科學(xué)方法提升數(shù)學(xué)思維，引導(dǎo)學(xué)生通過觀察一些科學(xué)現(xiàn)象推理其中的原理，通過不斷的實(shí)踐，積累不同的經(jīng)驗(yàn)和方法。教師要引導(dǎo)學(xué)生善于利用這些推理的方法，在未來的學(xué)習(xí)中進(jìn)行拓展。數(shù)學(xué)思維中的邏輯推理能力，對(duì)小學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)十分重要。在“三角形”的認(rèn)知類課程中，教師除了引導(dǎo)學(xué)生探索三邊關(guān)系外，也可以設(shè)計(jì)一些實(shí)踐探索性的實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)生解決問題的能力。在解決問題過程中，學(xué)生會(huì)觀察事物的特征、通過猜想和推斷最終在驗(yàn)證中得出問題的結(jié)論。通過邏輯推理，可以讓學(xué)生對(duì)得出的答案更加印象深刻，并且可以廣泛運(yùn)用到不同的實(shí)踐活動(dòng)中去。例如，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生一起動(dòng)手研究三角形三邊關(guān)系的構(gòu)成，可以對(duì)學(xué)生說：“我們學(xué)過了三角形相關(guān)知識(shí)，在生活中會(huì)看到很多三角形的物體，那么我們雖然知道三角形有三條邊，但如果想自己拼出一個(gè)三角形都需要什么條件呢？今天我們就要利用3D 打印筆來拼一個(gè)三角形?！苯處熞冉虝?huì)學(xué)生使用3D 打印筆的方法，告訴學(xué)生打印三角形的材料如何制作。教師可以和學(xué)生說：“現(xiàn)在我們學(xué)會(huì)了如何使用打印筆，那么接下來要想好你要打印的材料的長度，我們以整數(shù)來設(shè)計(jì)，以厘米為單位。同學(xué)們要提前想一下，是不是任意三條邊都可以拼成一個(gè)三角形？”這時(shí)，學(xué)生會(huì)回答“是”，有的同學(xué)會(huì)說“不是”。教師可以讓學(xué)生說出自己的想法。然后，讓學(xué)生小組合作，有人記錄長度，有人進(jìn)行長度設(shè)計(jì)和打印，在拼接時(shí)要記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)值，做好每一次實(shí)驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)。教師可以對(duì)每一組的實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行觀察。在實(shí)驗(yàn)過程中會(huì)出現(xiàn)兩種情況，有的組成功拼接出三角形，而有的組卻失敗了。這時(shí)，教師可以提問學(xué)生：“為什么拼不成三角形？大家可以總結(jié)一下原因嗎？”這時(shí)，學(xué)生就會(huì)發(fā)現(xiàn)和打印出的材料長度有關(guān)系，當(dāng)兩條邊的和大于第三邊就能拼接成功。然后教師可以鼓勵(lì)學(xué)生，并繼續(xù)引導(dǎo)：“我們都很聰明，發(fā)現(xiàn)了這其中的秘密。構(gòu)成三角形的基本條件大家已經(jīng)通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來了，那我們?cè)僮鲆淮螌?shí)驗(yàn)，看看這個(gè)理論和我們的實(shí)踐結(jié)果是否一樣呢？”學(xué)生在重新設(shè)計(jì)三邊的長度后，在符合規(guī)則的前提下，打印出三條邊，成功拼成三角形。教師要給學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的總結(jié)：“這次實(shí)驗(yàn)課，我們利用3D 打印筆和3D 打印材料，打印出了我們需要的材料長度，并順利地拼出了三角形。通過這樣的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們是不是對(duì)三角形有更深的了解呀？”這時(shí)，學(xué)生會(huì)非常開心，不僅在實(shí)驗(yàn)中得出了結(jié)論，而且還學(xué)會(huì)了使用3D 技術(shù)。通過這樣的數(shù)學(xué)教學(xué)實(shí)踐，可以提升學(xué)生的數(shù)學(xué)思維以及邏輯推理能力，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果非常有利。

（三）合理利用技術(shù)，拓展動(dòng)手能力

運(yùn)用多媒體信息技術(shù)進(jìn)行教學(xué)輔助，可以增強(qiáng)小學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也可以完成STEAM教育理念的實(shí)踐。教師要根據(jù)STEAM 教育理念設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)技術(shù)的應(yīng)用性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。例如，在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)過程中，“統(tǒng)計(jì)與概念”部分的教學(xué)內(nèi)容是培養(yǎng)學(xué)生分析能力的關(guān)鍵。教師要在課程的設(shè)計(jì)對(duì)學(xué)生的數(shù)據(jù)敏感度進(jìn)行培養(yǎng)，學(xué)生也要在實(shí)踐活動(dòng)中，通過對(duì)數(shù)據(jù)的搜集與整理，進(jìn)行結(jié)果的分析與預(yù)測。單復(fù)式折線統(tǒng)計(jì)圖可以記錄一天中的溫度變化，對(duì)數(shù)據(jù)類的變化過程也可以實(shí)現(xiàn)清晰的記錄。教師可以結(jié)合現(xiàn)代化的技術(shù)分析手段，與實(shí)際生活相連接，這樣可以拓展學(xué)生的動(dòng)手能力。教師可以為學(xué)生布置一個(gè)任務(wù)，可以對(duì)學(xué)生說：“我們需要一周的時(shí)間來進(jìn)行一個(gè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，這期間需要同學(xué)們連續(xù)記錄七天內(nèi)的氣溫變化。這個(gè)時(shí)間要進(jìn)行明確的標(biāo)注并形成表格?！睂W(xué)生聽到這樣的作業(yè)任務(wù)會(huì)感到非常有興趣，然后在經(jīng)過一周的記錄后，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果交給教師。教師對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查看后可以提問學(xué)生：“我發(fā)現(xiàn)一個(gè)問題，我們雖然都進(jìn)行了七天的氣溫記錄，但是為什么每位同學(xué)的記錄數(shù)值都不同呢？有沒有同學(xué)可可以給我解答一下呢？”這時(shí)，學(xué)生會(huì)根據(jù)自己的記錄過程進(jìn)行分析與研究，想到每天的氣溫是不斷變化的，每個(gè)同學(xué)記錄的時(shí)間如果不同，氣溫的數(shù)值就會(huì)不同。如果是在早晨六點(diǎn)記錄的氣溫，溫度就會(huì)偏低，如果在中午12 點(diǎn)的時(shí)候記錄氣溫，溫度就會(huì)偏高，所以這個(gè)結(jié)果會(huì)不同。還有的學(xué)生會(huì)說：“我是用溫度計(jì)來測氣溫的，但是其他同學(xué)是看天氣預(yù)報(bào)的數(shù)值來記錄的，所以我們記錄的溫度是不一樣的?！苯處熆梢葬槍?duì)學(xué)生的解答做總結(jié)：“大家回答的都很有道理的，我看出同學(xué)們對(duì)這次的實(shí)驗(yàn)都已經(jīng)進(jìn)行了深入的調(diào)查與研究了。我們每天都會(huì)有一個(gè)平均氣溫值，這需要記錄每個(gè)時(shí)段的氣溫來進(jìn)行總結(jié)，才可以得出一天中的平均氣溫。那么，如果我們想得到一天中每個(gè)時(shí)段的溫度，要怎么做呢？”學(xué)生就會(huì)說：“可以繪制折線統(tǒng)計(jì)圖?！比缓蠼處熆梢詥枌W(xué)生：“那如果我們想得出一個(gè)月的天氣變化記錄呢？”學(xué)生說：“那就搜索一個(gè)月的氣溫變化，然后繪制折線統(tǒng)計(jì)圖。”教師再提問：“那如果我想知道地球五十年之內(nèi)的氣溫變化呢？”這時(shí)，學(xué)生會(huì)非常地驚訝，因?yàn)檫@太難了。有的學(xué)生在接觸過電腦軟件的基礎(chǔ)上，可能就會(huì)提到可以利用電腦軟件進(jìn)行整理和統(tǒng)計(jì)。教師可以反問學(xué)生：“可是我們不會(huì)呀，怎么辦？”學(xué)生就會(huì)開始思考，想要把這個(gè)問題解決，但是自己又沒有辦法，往往在這個(gè)時(shí)候會(huì)激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和動(dòng)手能力。教師可以和學(xué)生說：“我們現(xiàn)在可以通過小組合作的模式來解決問題，如果不會(huì)用軟件怎么辦？是不是可以上網(wǎng)查，是不是可以找到一些教學(xué)視頻進(jìn)行自學(xué)呢？那我們的問題是不是就可以輕而易舉地解決呢？”教師以溫度作為課題，讓學(xué)生進(jìn)行研究與解決，對(duì)學(xué)生綜合能力的提升很有幫助。

（四）綜合學(xué)習(xí)方法，建立全局思維

STEAM 教育理念，專注于讓學(xué)生運(yùn)用多種學(xué)科知識(shí)來綜合探索、研究、解決生活中的實(shí)際問題。當(dāng)學(xué)生有了這種解決問題的能力之后，就可以懂得如何將數(shù)學(xué)知識(shí)以及各學(xué)科的優(yōu)勢進(jìn)行綜合運(yùn)用了。小學(xué)的數(shù)學(xué)教學(xué)結(jié)合STEAM 教育理念，在工程設(shè)計(jì)方面進(jìn)行知識(shí)的結(jié)合與技術(shù)的探索。例如，在“比例尺”知識(shí)的學(xué)習(xí)過程中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生找出地圖上的比例尺，理解比例尺的概念與形式，掌握相關(guān)知，讓學(xué)生能根據(jù)實(shí)際距離，利用比例尺繪制路線圖、位置圖和平面圖。教師可以跟學(xué)生說：“我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了比例尺的相關(guān)知識(shí)，那么大家有沒有什么想法，利用這些知識(shí)來完成一個(gè)項(xiàng)目呢？”這時(shí)，有的學(xué)生就會(huì)說：“可以利用比例尺畫平面圖，也可以做一些方位的測定，或者是標(biāo)注一些建筑物的位置。”有的學(xué)生也會(huì)說：“我們可以測教室的長和寬，可以把教室內(nèi)的物品位置標(biāo)注出來?！边@時(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生拓展一下想象力和空間，然后問學(xué)生：“那我們有沒有想過把整個(gè)學(xué)校也測量出來呀？”這時(shí)，學(xué)生會(huì)非常震驚，因?yàn)橐呀?jīng)超出了他們的想象范圍。教師可以引導(dǎo)學(xué)生，說：“我們可以從小處開始測量，做好準(zhǔn)備工作。根據(jù)每一個(gè)小范圍的測定做好準(zhǔn)備，由小及大，我們也可以擴(kuò)大項(xiàng)目范圍，但準(zhǔn)備工作會(huì)相應(yīng)更加地細(xì)致，比如，要繪制整個(gè)校園平面圖所需要的準(zhǔn)備材料就會(huì)多一些。那我們現(xiàn)在開始小組合作，計(jì)劃一下如何完成校園平面圖的設(shè)計(jì)，首先要進(jìn)行校園平面圖的測量和繪制……”由此，學(xué)生就會(huì)綜合學(xué)習(xí)方法，建立全局思維，開始思維拓展，這對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力提升非常有效。因?yàn)椋绻肜L制出一張校園的平面圖，要涉及的內(nèi)容很多，不僅要有比例尺的運(yùn)用，同時(shí)還要遵循一些客觀因素和社會(huì)條件，這個(gè)挑戰(zhàn)對(duì)于學(xué)生而言雖然很大，但是可以完成，學(xué)生通過這樣的一個(gè)實(shí)踐項(xiàng)目，可以明白要繪制一張平面圖所要進(jìn)行的準(zhǔn)備工作，以及材料和技術(shù)的應(yīng)用。即便挑戰(zhàn)失敗，也可以總結(jié)失敗的經(jīng)驗(yàn)，這樣可以在后期的項(xiàng)目實(shí)踐中更加快速地解決問題。

三、結(jié)語

我國的教育發(fā)展理念正在不斷優(yōu)化，現(xiàn)階段已經(jīng)逐步開始將藝術(shù)、科學(xué)、工程、技術(shù)等學(xué)科融合交叉繼續(xù)教學(xué)。在小學(xué)數(shù)學(xué)教材內(nèi)容中，也比較能突出STEAM 教育理念的相關(guān)內(nèi)容。培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)文化素養(yǎng)，讓學(xué)生的身心發(fā)展能跟上信息化時(shí)代的趨勢，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)，是數(shù)學(xué)教師未來需要努力的方向，因此，在未來的數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師還要不斷創(chuàng)新教學(xué)理念，優(yōu)化教學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)上的不斷進(jìn)步。