STEAM教育理念下小学数学综合与实践教学研究.pdf

New Generation 211 2022 年 24 期 总第 653 期 新一代 New Generation 教学实践 G STEAM 教育理念下小学数学综合与实践教学研究 周朝正 王爱（1.百色学院 广西 百色 533000；2.南宁师范大学 广西 南宁 530000）摘 要：STEAM 教育理念提倡运用多学科知识解决问题、重视学生综合能力的培养、提倡教师间的合作、重视学生的主体性、强调教学情境的真实性。STEAM 教育理念融入小学数学综合与实践领域教学具有必要性和可行性：新课程标准强调综合与实践领域教学要发展学生的数学核心素养，培养综合能力，要求开展跨学科主题教学，要基于实际情境和真实问题，需要学生在学习过程中发挥主体性。STEAM 教育理念下的小学数学综合实践教学应该以核心素养为导向，科学设定教学目标；加强教学平台资源建设，提升教学情境真实性；以跨学科主题学习为主，加强与其他学科教师及其他相关主体的教学合作；以真实问题为载体，充分发挥学生主体性；实现对学生学习评价的多样化，重视激励性评价。关键词：STEAM 教育理念；小学数学；综合与实践 一、STEAM 教育理念发展历程 STS 教育：STS 教育是科学(Science)、技术(Technology)和社会(Society)的简称，早在 20 世纪 60 年代，由欧洲传入美国。STS是一种课程方法,旨在使典型的科学和社会研究计划中的传统概念和过程更适合学生的生活,1STS 教育是一种综合的科学教学方法，是在人类社会经验背景下的科学教学和学习。总之,STS教育是一种培养大众科学素养的教育,是一门综合性的交叉学科，将科学、技术和社会中庞大而复杂的关系紧紧地联系在一起2。STEM 教育：二战后，美国意识到自身的教育落后于苏联，认识到自身的教育存在诸多不足，随后便掀起了一场以科学技术为主题的教育改革运动，STEM 教育由此萌芽3。STEM 教育是 1986 年美国国家科学基金会的大学的科学、数学和工程教育报告首次提出的，是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）几门学科的英文首字母的组合4。STEM 教育并不是四门学科的简单组合，而是要将它们融合为一个有机的整体，以培养学生的创新精神和实践能力。STEAM 教育：STEAM 教育是整合多学科的教育，它是在建构主义、多元智能理论等相关理论的指导下，整合科学、技术、工程、艺术和数学学科的知识为基础对问题进行探讨的创新型教育理念，STEAM 教育最根本的本质属性即跨学科整合。STEAM 教育是培养学生综合能力的教育，它将学生置于真实的生活情境中，通过在活动项目中自主完成任务、解决问题，以培养学生的综合素养、问题解决能力和创新能力，达到培养具有创新精神和 STEAM 素养的全人目标，在 STEAM 教学中，往往不仅仅涉及单一的教师和学生，而是多元主体共同参与的教育。从教师主体来看，需要不同学科的教师通力合作，从学生主体来看，STEAM 教育通常采取小组协作的学习方式完成任务，促进团队成员的互补优化。二、STEAM 教育理念的特征 提倡运用多学科知识解决问题。根据 STEAM 教育的内涵，我们可以发现“STEAM”是由科学（S）、技术（T）、工程（E）、艺术（A）、数学（M）这几门学科融合在一起构成的。作为 STEAM教育，它综合了这五门学科的特点，同时它将现实生活的问题分成了科学、技术、工程、艺术和数学五大领域，因此 STEAM教育并不是指单独的一门新学科学习，而是应用多学科知识解决实际问题中开展多学科学习。重视学生综合能力的培养。STEAM 教育理念的核心属性是跨学科融合，STEAM 理念下的教学活动设计要跨越学科的界限，彼此相互融合，因此需要学生掌握各个学科的基本知识，并能够灵活运用知识。STEAM 教育各要素都从不同的侧面培养了学生的各方面能力：科学重在发现探索，是 STEAM 教育理念的方法基础；技术重在发明创新，是 STEAM 教育理念的核心目标；工程重在应用过程，是 STEAM 教育理念的实践依据；艺术重在情感表达，是 STEAM 教育理念的主观体验；数学重在逻辑推理，是 STEAM 教育理念的思维工具5。因此，STEAM 教育通过多学科的整合可以培养学生发现探索、创新创造、实际应用、情感表达和逻辑推理的能力。总的来说，STEAM 教育理念的一大特征是通过多学科的知识整合学习，能够培养学生的综合能力。提倡教师间的合作。在 STEAM 教学中，要求师生要灵活转换身份角色。教师角色的多元，一方面是指教师是教学的设计者、活动的组织者、知识的讲授者和学习的引导者等。另一方面是指教师在教学中要积极与其他学科的老师进行合作教学，要变为教学的合作者。在解决一门学科的问题时，不能仅仅局限于本科目的领域，更多需要运用到其他科目的知识来综合解决问题。重视学生的主体性。STEAM 教育理念下的学生角色，更强调要相信学生、解放学生、发展学生，让学生乐于在玩中学、在动中求知、在喜悦中探索。在学习过程中，学生是“小老师”的角色，发挥自身的主动性充分表现自己，尝试自己主持一次课堂，为其他同学解决疑难。在 STEAM 教育理念下，改变以往学生仅仅只是被评价的对象，学生不仅是同伴学习过程和成果的评价者，也是自我学习的评价者，还是教师教学过程的评价 New Generation 212 2022 年 24 期 总第 653 期 新一代 New Generation 教学实践 G 者，学生的智能是多元的，每一位学生在不同的智能方面都会有不同的进步与变化，评价时要根据“多元智能理论”进行合理评价。强调教学情境的真实性。STEAM 教育本身就强调情境性，是一种围绕真实情境进行跨学科融合的教育理念。STEAM 教育的一大特点就是回归真实世界，致力于为学生创造真实的学习情境，让学生在学习过程中主动探索，动手体验，解决现实生活中的问题。在 STEAM 教育理念下解决真实问题时，学生往往会考虑到多门学科的因素，综合运用多门学科的知识，学生在解决问题时也会运用多种学习方式，如自主学习、合作学习、观察探究等。三、STEAM 教育理念融入小学数学综合与实践领域教学的必要性和可行性 STEAM 教育理念融入小学数学综合与实践领域教学具有必要性和可行性：第一，新课程标准强调发展学生的数学核心素养，培养综合能力。义务教育数学课程标准（2022 年版）的课程内容部分指出综合与实践领域是让学生积累活动经验,感悟思想方法,教学建议部分指出着力培养学生的模型意识、创新意识、实践能力、社会担当等综合品质，形成和发展核心素养。在教学建议部分指出综合与实践领域教学要让学生用数学的语言表达现实世界中事物的概念、关系和规律,帮助学生感悟数学与现实世界的联系,培养学生实践精神。要求综合与实践领域教学评价不能只关注学生对相关知识内容的理解,还要关注学生对现实情境与数学表达之间关系的把握，关注学生学习活动中操作、思考、交流、创意等方面的表现，重视学习过程中的作品、报告等物化成果的评价。由此可见，新课程标准与 STEAM 教育理念特征中的“重视学生综合能力的培养”具有一致性。第二，新课程标准要求综合与实践领域要开展跨学科主题教学。义务教育数学课程标准（2022 年版）在课程内容部分指出，综合与实践领域是让感悟数学知识之间、数学与其他学科知识之间、数学与科学技术和社会生活之间的联系。在教学建议部分指出，要以解决实际问题为重点,以跨学科主题学习为主,适当采取主题活动或项目学习的方式呈现。其目标是引导学生在跨学科背景下用数学的眼光观察现实世界，通过综合运用数学和其他学科的知识与方法解决真实问题。由此可见，新课程标准与 STEAM 教育理念特征中的“提倡运用多学科知识解决问题，提倡教师间的合作”具有一致性。第三，新课程标准要求综合与实践领域教学要基于实际情境和真实问题。义务教育数学课程标准（2022 年版）课程内容部分指出：学生将在实际情境和真实问题中,运用数学和其他学科的知识与方法,经历发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的过程。在教学建议部分指出，综合与实践领域教学要以解决实际问题为重点,以真实问题为载体，通过综合运用数学和其他学科的知识与方法解决真实问题。由此可见，新课程标准与 STEAM 教育理念特征中的“强调教学情境的真实性”具有一致性。第四，新课程标准强调学生在学习过程中的主体性的发挥。义务教育数学课程标准（2022 年版）要求数学教学要以小学生的数学核心素养为导向。并明确提出了义务教育阶段学生的数学核心素养为：会用数学眼观观察现实世界，会用数学思维思考现实世界，会用数学语言表达现实世界。课程的总目标要求学生要获得未来生活和进一步发展所必须的数学基础知识、基本技能、基本思想和基本活动经验和，经理发现、提出、分析和解决问题的全过程，情感态度价值观得到相应发展。这就要求综合与实践领域在内的所有领域教学都要以学生成为学习的真正主体。由此可见，新课程标准与 STEAM 教育理念特征中的“重视学生的主体性”具有一致性。四、STEAM 教育理念下的小学数学综合实践教学策略（一）以核心素养为导向，科学设定教学目标 新课程标准强调小学数学课程教学目标要以培养小学生核心素养为导向。要求学生在提升四基（基础知识、基本技能、基本活动经验、基本思想）和四能（发现、提出、分析和解决问题）的基础上，实现学生核心素养的发展。小学数学综合与实践领域教学中，学生要综合运用数学和其他学科知识、技能、思想和经验，在培养发现问题和提出问题基础上，学会用数学眼光观察现实世界并发现和提出数学问题；在培养分析数学问题基础上，学会用数学的思维思考现实世界；在培养解决数学问题能力的基础上，学会用数学语言表达现实世界。（二）加强教学平台资源建设，提升教学情境真实性 第一，加大资金投入，为跨学科教学平台建设、软硬件教学资源开发、教学开展产生费用。第二，加强建设规划，共建共享。steam 教育要求跨学科教学，校内与校外相关主体间，需要不同学科教师间、校内与校外相关主体间的合作，需要借助不同学科平台与资源，需要在校内外不同场所开展，需要在不同学科教学间实现融合。所以，steam 教育理念下的数学综合与实践领域教学平台与资源建设需要加强整体设计，实现校内不同学科间、校内与校外间共建共享，提升教学情境的真实性。（三）以跨学科主题学习为主，加强与其他学科教师及其他相关主体的教学合作 STEAM 教育理念倡导跨学科教学，而且小学数学综合实践领域也强调多领域、多学科间的学习，“综合与实践”不同于小学数学的其他几个领域，它不仅是另外几个领域的有机整合，同时也涉及其他学科的有机整合，所以这就需要教师与教师之间相互合作提高教师的课程资源开发能力。最后要加强教师与社会的合作。开展 STEAM 教育理念下的小学数学综合实践教学，小学数学教师应该广泛征求家长的有效教学意见，让家长共同参与到学生的学习过程中来，教师与家长共同合作促进学生的发展。此外，社区的力量也是一种强有力的教学资源，“综合与实践”领域的教学的范围本来就延伸得很广，深入社区，与社区进行合作，不仅是教育服务社区，更要使教育成为改造社区的力量。New Generation 213 2022 年 24 期 总第 653 期 新一代 New Generation 教学实践 G（四）以真实问题为载体，充分发挥学生主体性 STEAM 教育理念下，教师要转变传统的教师观和学生观，要让学生成为教学中的真正主题。需要以真实问题为载体，引导学生通过自主合作探究，用数学眼光去观察基于科学、技术、工程、艺术和数学综合运用才才能解决现实问题情境中，让学生自主经历发现、提出数学问题，分析、解决数学问题全过程。在小学数学综合实践教学中，教师更多的是要融入学生集体，与学生一起参与问题的探究，强调学生自主探究、强调学生合作学习、强调学生动手实践，所以教师更多的是为学生提供一个探究问题的机会，引导学生运用不同领域、学科的知识尝试解决问题。（五）实现对学生学习评价的多样化，重视激励性评价 实现小学数学综合与实践教学评价的多样化。第一，要实现教学评价方式的多样化。不能只有纸笔测试，要综合运用课堂观察、活动报告、成长记录、作业作品评价等方式，定量与定性相结合，线上与线下相结合。第二，要实现评价维度多样化。不能只评价学生的基础知识与基本技能，还要对学习过程中学生数学思想发展、获得的活动经验进行评价，实现对四基的全面评价；不仅要评价学生分析问题和解决问题能力，还要评价学生发现数学问题和提出数学问题的能力；需要对学生学习过程中的情感态度价值观表现的评价。第三，要实现评价主体多元化。要教师、学生、家长、其他学科教师和其他相关主体都参与评价。参考文献：1袁磊,赵玉婷.STEM 教育的冷思考:STEM 教育与 STS 教育的辨析J.现代远距离教育,2017(05):30-35.DOI:10.13927/ki.yuan.2017.0044.2袁磊,赵玉婷.STEM 教育的冷思考:STEM 教育与 STS 教育的辨析J.现代远距离教育,2017(05):30-35.DOI:10.13927/ki.yuan.2017.0044.3范文翔,张一春.STEAM 教育:发展、内涵与可能路径J.现代教育技术,2018,28(03):99-105.4丁杰,蔡苏,江丰光,余胜泉.科学、技术、工程与数学教育创新与跨学科研究第二届STEM国际教育大会述评J.开放教育研究,2013,19(02):41-48.DOI:10.13966/ki.kfjyyj.2013.02.007.5严竹青.基于 STEAM 理念的初中数学“综合与实践”教学设计研究D.重庆师范大学,2019.（上接第 207 页）参考文献：1汪东平.双高背景下医药类高职院校人才培养的困境与教改路向J.中国医药科学,2022,12(09):82-86.2马小英.校企合作背景下创新创业人才培养模式新探J.新课程研究,2021(26):25-26.3唐鹏程,王文渊,朱龙军.与医药产业协调发展的地方高职药学教育改革研究J.科教导刊,2021(12):46-48.DOI:10.16400/ki.kjdk.2021.12.016.4马杨,刘应杰,林凤云,王梦.医药类高职院校交叉学科人才培养探究J.现代职业教育,2021(13):114-115.（项目来源：江苏省卫生职业院校文化建设项目，项目编号：JCH202008）（上接第 210 页）将数学问题化难为易，化繁为简，找到一类问题的通用法则，为后续面积公式探索搭建支架，学生在思考中抽象出图形面积计算的本质，在类比迁移中沟通基本图形面积计算的联系，达到核心素养的培养目标。前置性学习任务设计时要做到浅显易懂，问题要典型且适量。让学生在问题驱动下循序渐进地进入探究学习中。前置性学习任务单能促使学生把课前主动学习和课堂深度学习有效地融合，数学学习成了有趣地探究与对成功的快乐体验，拓展学生思维的同时，发展学科素养。前置性学习解决学生独立探究的时空矛盾，在如何设计学习单和如何引导学生实施前置性学习，都要发挥教师的聪明才智，设计“大问题”引导学生主动探究，深入学习。为学生构建大的学习空间，才能把传授知识和培养核心素养结合起来。参考文献：1中华人民共和国教育部义务教育阶段数学课程标准(2011 年版)S.北京:北京师范大学出版社,2012 2何跃娟.小学数学前置性学习任务单的设计策略J.小学教学参考,2017(14):21-22.3孙永远.简约而不简单例谈小学数学前置性学习任务单的设计J.小学教学参考,2017(35):52.4陈琳灵.运用前置性探究学习策略 提高小学数学教学有效性J.西藏教育,2014(09):18-19.5金风坤.浅谈前置性学习J.小学教学参考,2018(01):43.