□吳敏超

STEAM 教育是當(dāng)下熱門的教學(xué)理念，以培養(yǎng)學(xué)生的合作交流、工程設(shè)計(jì)、動(dòng)手實(shí)踐、創(chuàng)新思維等綜合能力為出發(fā)點(diǎn)。那么如何在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中引入STEAM教育理念呢？筆者以北師大版教材為例，談?wù)勑W(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的STEAM教育，與大家交流探討。

一、數(shù)學(xué)與“S”融合，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神

數(shù)學(xué)與科學(xué)有著密切的聯(lián)系，數(shù)學(xué)是科學(xué)研究的邏輯工具，科學(xué)是數(shù)學(xué)的模型解釋。在數(shù)學(xué)教學(xué)中，可以適當(dāng)?shù)卣峡茖W(xué)課程的相關(guān)內(nèi)容，豐富教學(xué)內(nèi)涵，增加科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神。

例如在“認(rèn)識(shí)三角形、平行四邊形”的教學(xué)中，教師可組織學(xué)生利用胡蘿卜丁和牙簽搭建三角形和平行四邊形，然后通過分別測(cè)試它們的受力強(qiáng)度來直觀地認(rèn)識(shí)三角形的穩(wěn)定性與平行四邊形的易變性特征，最后以科學(xué)原理“力的分解”（如圖1）來解釋三角形的穩(wěn)定性。這里引入了科學(xué)實(shí)驗(yàn)的手段，融入了科學(xué)知識(shí)，比學(xué)生單純理解概念來得更加立體，學(xué)生獲得的數(shù)學(xué)知識(shí)也更加豐滿。

與此類似，在教學(xué)“統(tǒng)計(jì)與概率”知識(shí)時(shí)，教師可讓學(xué)生對(duì)種子發(fā)芽情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)同學(xué)的身高、體重?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)來發(fā)現(xiàn)科學(xué)規(guī)律。在教學(xué)“認(rèn)識(shí)負(fù)數(shù)”時(shí)，教師可以將數(shù)學(xué)中用來研究負(fù)數(shù)的現(xiàn)實(shí)模型——溫度，與科學(xué)中的“認(rèn)識(shí)溫度”進(jìn)行橫向聯(lián)系，將兩門學(xué)科的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行整合優(yōu)化，為學(xué)生提供更廣闊的平臺(tái)，使學(xué)生在科學(xué)事實(shí)中理解數(shù)學(xué)知識(shí)。

圖1

二、數(shù)學(xué)與“T”融合，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維

大部分人認(rèn)為STEAM 教育中的“技術(shù)”，是指“信息技術(shù)”這門學(xué)科，筆者認(rèn)為它還可以是解決問題的一種手段、一種策略。

例如在“組合圖形的面積”教學(xué)中，教師可引導(dǎo)學(xué)生利用“割補(bǔ)”的技術(shù)，將不規(guī)則圖形的面積轉(zhuǎn)化為若干個(gè)規(guī)則圖形的面積的和或差來求解，使學(xué)生明白化復(fù)雜為簡單、化未知為已知的道理，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

另外，在小學(xué)數(shù)學(xué)的解決問題中，當(dāng)數(shù)量關(guān)系復(fù)雜不清晰時(shí)，往往可以通過畫線段圖、示意圖，借助“數(shù)形結(jié)合”的方法厘清數(shù)量關(guān)系。把數(shù)學(xué)問題中抽象的數(shù)量關(guān)系用直觀的方式表示出來，這也可以理解成一種技術(shù)，能提升學(xué)生分析問題和解決問題的能力。例如教學(xué)這樣一題：“一箱蘋果的質(zhì)量（含箱子）是46.6 千克，倒出一半蘋果后的質(zhì)量是24.3千克，全部蘋果的質(zhì)量是多少千克？箱子的質(zhì)量是多少千克？”運(yùn)用畫圖策略（如圖2），可讓學(xué)生一目了然地明白箱子和蘋果的關(guān)系。恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用“形”，能夠較好地化解教學(xué)難點(diǎn)，有效地發(fā)揮技術(shù)的力量。

圖2

三、數(shù)學(xué)與“E”融合，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)毅力

數(shù)學(xué)與工程的融合，從生活中常見的建筑中就能得以體現(xiàn)。無論是道路橋梁還是高樓大廈，在工程建造時(shí)都融入了數(shù)學(xué)知識(shí)，而且體現(xiàn)了數(shù)學(xué)之美。如各式各樣的大橋中都蘊(yùn)含著豐富的數(shù)形知識(shí)。“工程”與小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的融合，可從兩個(gè)方面考慮：

STEAM 教育中有許多以工程任務(wù)為主的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，這個(gè)工程指的是學(xué)生的工程。小學(xué)數(shù)學(xué)課程中有“綜合與實(shí)踐”的教學(xué)內(nèi)容，教師可以將這一類內(nèi)容加工設(shè)計(jì)成一個(gè)個(gè)小型的工程項(xiàng)目，讓學(xué)生自由組合成四人小組，圍繞主題，完成相應(yīng)任務(wù)。例如在“滴水實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)中，借助“水資源浪費(fèi)現(xiàn)象”作為情境導(dǎo)入后，教師給出一個(gè)主任務(wù)：一個(gè)沒有擰緊的水龍頭，一年會(huì)滴多少水？讓學(xué)生自行分工、討論、規(guī)劃、測(cè)量、計(jì)算、匯報(bào)。這一系列過程就是學(xué)生的工程項(xiàng)目。在整個(gè)研究過程中，學(xué)生能夠在團(tuán)隊(duì)中發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，也能綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決生活中的實(shí)際問題。除此之外，像“一噸有多重”“一億有多大”等課程內(nèi)容也可以設(shè)計(jì)成學(xué)生的工程項(xiàng)目。

另一方面，在數(shù)學(xué)教學(xué)中要讓學(xué)生養(yǎng)成工程思維。筆者在“浙江—印州中小學(xué)STEAM 課程平移項(xiàng)目”高級(jí)研修班學(xué)習(xí)時(shí)發(fā)現(xiàn)，STEAM教育的教學(xué)流程大致一樣，常見步驟是“闡明挑戰(zhàn)→建立模型→測(cè)試模型→互相交流→改進(jìn)模型”。在這種流程中，學(xué)生的工程思維能力得以培養(yǎng)。值得一提的是，在學(xué)生搭建模型的過程中，美方教師更在意學(xué)生經(jīng)歷的模型建立、測(cè)試和不斷改進(jìn)的過程，注重學(xué)生思考探究的過程，他們不在意項(xiàng)目結(jié)果的成敗，允許失敗。筆者由此想到，教學(xué)中是否一定要求學(xué)生朝著教師的預(yù)設(shè)發(fā)展？其實(shí)不然。失敗也是一種學(xué)習(xí)，只要學(xué)生能從失敗中獲得經(jīng)驗(yàn)，也是一種優(yōu)質(zhì)的體驗(yàn)。

在數(shù)學(xué)教學(xué)中融入工程，不論是完成工程項(xiàng)目的過程，還是不斷“試錯(cuò)優(yōu)化”的體驗(yàn)，學(xué)生都可以長時(shí)間、全身心地投入到學(xué)習(xí)的經(jīng)歷中，認(rèn)真思考解決各類困難，堅(jiān)持不懈地完成學(xué)習(xí)任務(wù)，逐步養(yǎng)成堅(jiān)韌的學(xué)習(xí)毅力。

四、數(shù)學(xué)與“A”融合，培養(yǎng)學(xué)生的人文素養(yǎng)

如果說，科學(xué)是教人“求真”，那么人文就是教人“求善”“求美”。STEAM教育中的“A”即有此意。

小學(xué)數(shù)學(xué)教育不僅要傳授知識(shí)，還要揭示數(shù)學(xué)豐富的文化內(nèi)涵。小學(xué)數(shù)學(xué)教材中蘊(yùn)含著大量的人文內(nèi)容，教師應(yīng)努力去挖掘，使學(xué)生從小受到人文教育，提高人文素養(yǎng)。

在教學(xué)過程中，教師要注意揭示數(shù)學(xué)的美。例如，教學(xué)符號(hào)時(shí)，要讓學(xué)生感受到數(shù)學(xué)的簡潔美；教學(xué)公式時(shí)，要讓學(xué)生感受到數(shù)學(xué)的抽象美。學(xué)生感受到數(shù)學(xué)外在的感性美和內(nèi)在的理性美后，就會(huì)自然而然地喜歡數(shù)學(xué)、學(xué)好數(shù)學(xué)、用好數(shù)學(xué)。

當(dāng)然，要想提高學(xué)生的人文素養(yǎng)，教師首先要提高自身的人文素養(yǎng)。學(xué)一些數(shù)學(xué)史、數(shù)學(xué)哲學(xué)、數(shù)學(xué)方法論，了解一些科學(xué)哲學(xué)等，擴(kuò)大自己在人文、社會(huì)等領(lǐng)域的知識(shí)面，這樣方能在日常教學(xué)中將數(shù)學(xué)與人文進(jìn)行有機(jī)融合。

最后回歸到數(shù)學(xué)“M”的本身來。小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的主體內(nèi)容當(dāng)然是數(shù)學(xué)，將STEAM 教育理念融入小學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)科建設(shè)中，在基礎(chǔ)數(shù)學(xué)的教育上進(jìn)行更多元的創(chuàng)新，有利于學(xué)科走向綜合化，有利于將學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程拓展到其他領(lǐng)域，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。