指向STEAM素養(yǎng)培養(yǎng)的小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)研究

摘" 要：STEAM素養(yǎng)為小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)提供了重要理論指導(dǎo).本文首先對STEAM素養(yǎng)進(jìn)行了介紹，并闡述了STEAM素養(yǎng)培養(yǎng)的必要性，然后結(jié)合實(shí)例探究STEAM素養(yǎng)

與課堂教學(xué)的融合，最后提出了教學(xué)反思．

關(guān)鍵詞：小學(xué)數(shù)學(xué)；STEAM素養(yǎng)；課堂教學(xué)

1" STEAM素養(yǎng)的內(nèi)涵與意義

STEAM教育既是一種在具體情境中解決問題的教學(xué)方法，也是一種用來理解復(fù)雜概念的探究性學(xué)習(xí)策略.它鼓勵(lì)學(xué)生綜合運(yùn)用已有的學(xué)科知識和技能，并從深度學(xué)習(xí)的角度，深入開展研究性學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠拓寬創(chuàng)新思維，進(jìn)而找到獨(dú)特的問題解決方案．［1］

STEAM教育理念將

科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、藝術(shù)（Arts）和數(shù)學(xué)（Mathematics）

進(jìn)行了有機(jī)統(tǒng)一.科學(xué)在于理解科學(xué)原理，掌握系統(tǒng)的學(xué)科知識；技術(shù)是提供解決問題的手段和方法；工程是在真實(shí)解決社會(huì)發(fā)展過程中提出的解決方案；藝術(shù)幫助學(xué)生在多元化的世界里表現(xiàn)自我以及提高審美；數(shù)學(xué)是技術(shù)和工程的基礎(chǔ)工具.每個(gè)學(xué)科側(cè)重培養(yǎng)不同的素養(yǎng)，因此STEAM素養(yǎng)包括科學(xué)、技術(shù)、工程

、藝術(shù)和數(shù)學(xué)五類素養(yǎng)（見表1）．

2" STEAM素養(yǎng)培養(yǎng)的必要性

培養(yǎng)小學(xué)數(shù)學(xué)中的STEAM素養(yǎng)

，對于學(xué)生的全面發(fā)展和未來的職業(yè)準(zhǔn)備至關(guān)重要.STEAM素養(yǎng)培養(yǎng)的必要性體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面.

2.1" 培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)

科學(xué)素養(yǎng)是指理解科學(xué)概念和科學(xué)方法的能力.對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)，是指學(xué)生能夠在日常生活中應(yīng)用科學(xué)知識，解決實(shí)際問題.小學(xué)階段是學(xué)生科學(xué)認(rèn)知的啟蒙期.教師通過教學(xué)研究，可以幫助學(xué)生形成基本的科學(xué)思維模式和探究能力.在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師可以通過解決實(shí)際問題，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力.例如，學(xué)生通過測量和統(tǒng)計(jì)活動(dòng)，了解如何收集、分析數(shù)據(jù)，并從中得出結(jié)論.這不僅提高了學(xué)生的數(shù)學(xué)能力，還增強(qiáng)了他們對科學(xué)方法的理解.

2.2" 提升技術(shù)素養(yǎng)

在現(xiàn)代社會(huì)，技術(shù)已經(jīng)滲透到生活的各個(gè)方面，掌握基本的技術(shù)技能是每個(gè)人必備的能力.在實(shí)際的教學(xué)過程中，教師通過引入計(jì)算機(jī)和編程等技術(shù)手段，可以幫助學(xué)生更好地理解數(shù)學(xué)概念.例如，教師利用編程工具（Scratch）設(shè)計(jì)簡單的數(shù)學(xué)游戲，讓學(xué)生在游戲中學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識.此外，通過使用計(jì)算器、電子表格等工具，學(xué)生可以更快捷地進(jìn)行復(fù)雜計(jì)算和數(shù)據(jù)分析，從而提高解決問題的效率．

2.3" 培養(yǎng)工程素養(yǎng)

工程素養(yǎng)要求學(xué)生具備創(chuàng)造性和系統(tǒng)思考能力，能夠?qū)⒗碚撝R應(yīng)用到實(shí)際項(xiàng)目中.項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是培養(yǎng)工程素養(yǎng)的重要方式.例如，教師設(shè)計(jì)一個(gè)小橋模型，并要求學(xué)生計(jì)算橋梁的長度、承重能力等

.這不僅讓學(xué)生在實(shí)際操作中鞏固了數(shù)學(xué)知識，還培養(yǎng)了他們的工程思維和團(tuán)隊(duì)合作能力．

2.4" 發(fā)展藝術(shù)素養(yǎng)

在STEAM教育中，藝術(shù)與其他學(xué)科的融合，能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力和審美能力，使他們在解決問題時(shí)具備更多的創(chuàng)新思維.例如，教師讓學(xué)生利用幾何圖形設(shè)計(jì)美麗的圖案，或通過折紙活動(dòng)理解幾何概念.這不僅能讓學(xué)生感受到數(shù)學(xué)的美，還能提升他們的動(dòng)手能力和創(chuàng)造力．

2.5" 強(qiáng)化數(shù)學(xué)素養(yǎng)

數(shù)學(xué)是STEAM教育的基礎(chǔ)，可以培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和問題解決能力.因此，教師應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力，鼓勵(lì)他們探索不同的解題方法.例如，教師通過實(shí)際生活中的問題，如購物預(yù)算、時(shí)間管理等，讓學(xué)生體會(huì)數(shù)學(xué)在生活中的應(yīng)用，增強(qiáng)他們對數(shù)學(xué)的興趣和理解．

2.6" 促進(jìn)跨學(xué)科融合

STEAM教育強(qiáng)調(diào)學(xué)科之間的融合.通過跨學(xué)科的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠在更廣泛的背景下應(yīng)用知識，解決復(fù)雜問題.這種綜合性的教育模式，有助于培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力．

2.7" 培養(yǎng)批判性思維

批判性思維是指在分析、評價(jià)和解決問題時(shí)，學(xué)生能夠客觀、公正地審視不同觀點(diǎn)和證據(jù)，并做出合理判斷的能力.這種思維能力也是現(xiàn)代社會(huì)中每個(gè)人都必須具備的重要素質(zhì)．

3" STEAM素養(yǎng)融入小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的實(shí)踐

基于STEAM素養(yǎng)的培養(yǎng)要求，筆者設(shè)計(jì)了主題為建造環(huán)保房屋的教學(xué)案例，以期展示如何結(jié)合教學(xué)內(nèi)容培養(yǎng)學(xué)生的素養(yǎng)．

3.1" 教學(xué)目標(biāo)

具體的有五個(gè)教學(xué)目標(biāo)：①了解和應(yīng)用幾何知識，特別是面積和體積的計(jì)算；②認(rèn)識基本的工程和技術(shù)原理，理解建筑結(jié)構(gòu)的基本概念；③發(fā)展科學(xué)探究精神，通過實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析，解決實(shí)際問題；④培養(yǎng)藝術(shù)素養(yǎng)，通過設(shè)計(jì)和美學(xué)提升項(xiàng)目的視覺效果；⑤體驗(yàn)跨學(xué)科整合的學(xué)習(xí)過程，增強(qiáng)解決復(fù)雜問題的能力．

3.2" 教學(xué)流程

3.2.1" 導(dǎo)入與背景知識

導(dǎo)入活動(dòng)：教師播放一段關(guān)于現(xiàn)代環(huán)保建筑的視頻，引導(dǎo)學(xué)生思考什么是環(huán)保房屋以及為什么需要環(huán)保房屋；討論環(huán)保房屋的優(yōu)點(diǎn)，如節(jié)能、使用可再生資源、減少碳排放等．

知識回顧：復(fù)習(xí)幾何圖形的面積和體積計(jì)算，如矩形、三角形、圓柱體等；介紹基本的建筑結(jié)構(gòu)知識，如框架結(jié)構(gòu)、材料選擇等．

3.2.2" 項(xiàng)目設(shè)計(jì)與計(jì)劃

小組分工：教師將學(xué)生分成若干小組，每組4～5人，每個(gè)小組討論并決定將要建造的環(huán)保房屋的基本結(jié)構(gòu)和材料選擇．

設(shè)計(jì)草圖：各小組繪制房屋的初步設(shè)計(jì)圖（平面圖和立面圖）并計(jì)算房屋各部分的面積和體積，估算所需材料的數(shù)量．

材料選擇與理由：各小組選擇環(huán)保材料

（木材、竹子、太陽能板等）

，并闡述選擇這些材料的原因，以及這些材料的環(huán)保特性和可持續(xù)性．

3.2.3" 動(dòng)手制作與實(shí)驗(yàn)

模型制作：各小組利用紙板、木棍、黏土等簡單材料制作房屋模型，在制作過程中運(yùn)用幾何知識計(jì)算尺寸，確保模型的比例和設(shè)計(jì)圖一致．

實(shí)驗(yàn)與測試：各小組測試模型的穩(wěn)定性，如承重能力和抗風(fēng)性，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并分析模型的優(yōu)缺點(diǎn)．

3.2.4" 優(yōu)化與美化

數(shù)據(jù)分析與改進(jìn)：各小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，討論并改進(jìn)模型設(shè)計(jì)，如加強(qiáng)結(jié)構(gòu)、優(yōu)化材料選擇等，再根據(jù)改進(jìn)后的模型重新計(jì)算面積和體積，評估改進(jìn)效果．

藝術(shù)美化：各小組為模型進(jìn)行美化設(shè)計(jì)，如涂色、裝飾等，提升模型的美觀度.小組內(nèi)討論建筑美學(xué)和實(shí)用性的關(guān)系．

3.2.5" 展示與評估

項(xiàng)目展示：各小組展示自己的環(huán)保房屋模型，并通過PPT、海報(bào)或小視頻等多種形式

介紹設(shè)計(jì)理念、制作過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果.

評估與反饋：學(xué)生相互評價(jià)，提出改進(jìn)建議，教師總結(jié)項(xiàng)目中的亮點(diǎn)和不足，給予反饋和鼓勵(lì)．

3.2.6" 反思與延伸

項(xiàng)目反思：學(xué)生撰寫項(xiàng)目反思報(bào)告，記錄自己在項(xiàng)目中的收獲和體會(huì)

，并思考如何在現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用所學(xué)知識．

延伸活動(dòng)：教師組織學(xué)生參觀當(dāng)?shù)氐沫h(huán)保建筑

，并邀請建筑師或環(huán)保專家到校講座，拓寬學(xué)生視野．

3.3" 教學(xué)評價(jià)

教學(xué)評價(jià)分為過程評價(jià)和結(jié)果評價(jià).

（1）過程評價(jià).教師通過觀察小組合作情況，對學(xué)生的參與度和問題解決能力進(jìn)行評價(jià)，并對學(xué)生的設(shè)計(jì)圖、模型制作和實(shí)驗(yàn)記錄進(jìn)行評分.

（2）結(jié)果評價(jià).教師評估學(xué)生的最終項(xiàng)目展示和反思報(bào)告，重點(diǎn)考查其對STEAM素養(yǎng)的綜合應(yīng)用能力．

這種跨學(xué)科的項(xiàng)目學(xué)習(xí)，不僅能讓學(xué)生深入理解小學(xué)數(shù)學(xué)中的幾何知識，還能培養(yǎng)其科學(xué)探究、技術(shù)應(yīng)用、工程設(shè)計(jì)、藝術(shù)創(chuàng)意和數(shù)學(xué)計(jì)算等多方面的能力.這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)不僅豐富了課堂內(nèi)容，也激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新思維．

4" 小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)培養(yǎng)STEAM素養(yǎng)的反思

4.1" 教學(xué)實(shí)踐中的挑戰(zhàn)

4.1.1" 時(shí)間和資源的限制

STEAM項(xiàng)目通常需要較長的時(shí)間來完成，并且需要一定的資源和材料.在實(shí)際教學(xué)中，時(shí)間和資源的限制可能會(huì)影響項(xiàng)目的實(shí)施效果．

4.1.2" 教師的多學(xué)科素養(yǎng)

教師需要具備一定的多學(xué)科素養(yǎng)，才能有效指導(dǎo)學(xué)生完成STEAM項(xiàng)目.這對教師的專業(yè)發(fā)展提出了更高的要求，需要教師進(jìn)行持續(xù)的培訓(xùn)和學(xué)習(xí)．

4.1.3" 學(xué)生的個(gè)體差異

由于學(xué)生在興趣、能力和知識背景上存在差異，這可能導(dǎo)致在項(xiàng)目實(shí)施過程中出現(xiàn)一些學(xué)生無法跟上進(jìn)度或不能充分發(fā)揮潛力的情況.教師需要在教學(xué)中注意因材施教，提供個(gè)性化的指導(dǎo)．

4.1.4" 評價(jià)體系的完善

傳統(tǒng)的評價(jià)體系可能無法全面衡量學(xué)生在STEAM項(xiàng)目中的表現(xiàn).教師需要建立多維度的評價(jià)體系，既考慮到學(xué)生的學(xué)術(shù)表現(xiàn)，又關(guān)注他們的創(chuàng)新能力、動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)合作能力．

4.2" 改進(jìn)與展望

4.2.1" 合理安排時(shí)間和資源

教師應(yīng)在教學(xué)計(jì)劃中合理安排時(shí)間，確保每個(gè)項(xiàng)目都有足夠的時(shí)間.教師要積極爭取學(xué)校和社區(qū)的資源支持，為項(xiàng)目提供必要的材料和設(shè)備．

4.2.2 "加強(qiáng)教師培訓(xùn)

學(xué)校應(yīng)提供更多的教師培訓(xùn)機(jī)會(huì)，提升教師的多學(xué)科素養(yǎng)和STEAM教育能力.學(xué)?？梢酝ㄟ^工作坊、研討會(huì)和在線課程等形式，讓教師不斷學(xué)習(xí)和成長．

4.2.3" 個(gè)性化指導(dǎo)和支持

針對學(xué)生的個(gè)體差異，教師要提供個(gè)性化的指導(dǎo)和支持.對于有困難的學(xué)生，教師要給予更多的幫助和鼓勵(lì)；對于有特長的學(xué)生，教師要提供更多的展示和發(fā)展機(jī)會(huì)．

4.2.4" 完善評價(jià)體系

教師要建立多元化的評價(jià)體系，從知識掌握、技能應(yīng)用、創(chuàng)新能力、合作精神等多方面進(jìn)行綜合評價(jià).

教師還要注重過程評價(jià)和結(jié)果評價(jià)相結(jié)合，使其全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)和成長．

參考文獻(xiàn)

［1］呂繼紅.STEAM教育理念下小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)實(shí)踐探索［J］.基礎(chǔ)教育論壇，2024（4）：62-64．