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文檔簡介
一、STEAM教育視域下小學(xué)數(shù)學(xué)課程開發(fā)的價(jià)值定位STEAM教育以跨學(xué)科整合為核心,強(qiáng)調(diào)在真實(shí)問題情境中融合科學(xué)(Science)、技術(shù)(Technology)、工程(Engineering)、藝術(shù)(Art)與數(shù)學(xué)(Mathematics)的思維與方法,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。小學(xué)數(shù)學(xué)作為基礎(chǔ)教育的核心學(xué)科,其課程開發(fā)若能嵌入STEAM理念,既契合《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》中“三會(huì)”核心素養(yǎng)(會(huì)用數(shù)學(xué)的眼光觀察現(xiàn)實(shí)世界、會(huì)用數(shù)學(xué)的思維思考現(xiàn)實(shí)世界、會(huì)用數(shù)學(xué)的語言表達(dá)現(xiàn)實(shí)世界)的培養(yǎng)要求,又能突破傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)“重計(jì)算、輕應(yīng)用”的局限,讓學(xué)生在解決真實(shí)問題的過程中理解數(shù)學(xué)的工具性與創(chuàng)造性價(jià)值。二、STEAM與小學(xué)數(shù)學(xué)課程的內(nèi)在契合性分析(一)數(shù)學(xué)的“工具性”與STEAM的“實(shí)踐性”共生數(shù)學(xué)作為量化分析與邏輯推理的工具,為科學(xué)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理、工程設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)計(jì)算、藝術(shù)創(chuàng)作的比例構(gòu)圖提供支撐。例如,在“測量校園旗桿高度”的實(shí)踐中,學(xué)生需結(jié)合相似三角形(數(shù)學(xué))、光影原理(科學(xué))、測量工具使用(技術(shù)),通過“物高與影長的比例關(guān)系”計(jì)算高度,既深化了比例知識的理解,又體會(huì)到數(shù)學(xué)在解決實(shí)際問題中的不可替代性。(二)小學(xué)數(shù)學(xué)的“具象性”與STEAM的“整合性”互補(bǔ)小學(xué)階段學(xué)生以具象思維為主,數(shù)學(xué)概念(如“面積”“體積”)的抽象性需要通過直觀操作與生活情境具象化。STEAM的跨學(xué)科任務(wù)(如“設(shè)計(jì)班級圖書角”)可將數(shù)學(xué)測量、空間規(guī)劃(數(shù)學(xué))與材料選擇(工程)、書架造型設(shè)計(jì)(藝術(shù))結(jié)合,讓學(xué)生在“做中學(xué)”中建構(gòu)數(shù)學(xué)概念,同時(shí)發(fā)展審美與工程思維。三、小學(xué)數(shù)學(xué)STEAM課程開發(fā)的核心原則(一)學(xué)科融合性:以數(shù)學(xué)為核心,自然滲透多學(xué)科要素課程開發(fā)需圍繞數(shù)學(xué)知識的核心目標(biāo),有機(jī)融入其他學(xué)科的思維方法,而非簡單疊加。例如,在“統(tǒng)計(jì)與概率”單元中,可設(shè)計(jì)“校園垃圾分類統(tǒng)計(jì)”項(xiàng)目:學(xué)生用表格記錄垃圾類型(數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)),分析不同垃圾的降解周期(科學(xué)),設(shè)計(jì)分類回收裝置(工程),用可視化圖表美化統(tǒng)計(jì)結(jié)果(藝術(shù)),通過“問題鏈”實(shí)現(xiàn)學(xué)科思維的自然融合。(二)生活實(shí)踐性:錨定真實(shí)生活問題,激活數(shù)學(xué)應(yīng)用意識課程內(nèi)容應(yīng)源于學(xué)生熟悉的生活場景,如“家庭水電支出分析”“超市促銷方案設(shè)計(jì)”等。以“家庭水電支出”為例,學(xué)生需收集電費(fèi)單(數(shù)據(jù)收集,數(shù)學(xué))、分析電價(jià)階梯規(guī)則(數(shù)學(xué)運(yùn)算)、探究節(jié)能電器的功率與成本(科學(xué)、工程)、用折線圖展示用電趨勢(數(shù)學(xué)可視化),在解決“如何降低家庭能耗成本”的真實(shí)問題中,體會(huì)數(shù)學(xué)的實(shí)用價(jià)值。(三)思維進(jìn)階性:適配學(xué)段認(rèn)知特點(diǎn),分層設(shè)計(jì)任務(wù)根據(jù)小學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,任務(wù)設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)“具象操作—半抽象分析—抽象建?!钡倪M(jìn)階。例如,低年級可設(shè)計(jì)“拼搭立體圖形”活動(dòng):用積木拼搭(具象操作,工程),觀察不同視角的形狀(空間觀念,數(shù)學(xué)),用彩筆繪制視圖(藝術(shù));高年級則可升級為“設(shè)計(jì)校園快遞柜”,需計(jì)算儲物空間(體積,數(shù)學(xué))、優(yōu)化存取流程(工程)、用3D軟件建模(技術(shù)),實(shí)現(xiàn)思維層次的逐步提升。(四)藝術(shù)浸潤性:以審美體驗(yàn)深化數(shù)學(xué)理解藝術(shù)的融入并非裝飾性添加,而是通過形式美法則(如對稱、比例、色彩)深化數(shù)學(xué)感知。例如,在“軸對稱圖形”教學(xué)中,學(xué)生不僅要識別數(shù)學(xué)意義上的對稱軸,還可通過剪紙(藝術(shù))創(chuàng)作對稱圖案,分析傳統(tǒng)紋樣中的數(shù)學(xué)規(guī)律(如敦煌藻井的幾何對稱),在審美體驗(yàn)中理解“對稱”的數(shù)學(xué)本質(zhì)與文化內(nèi)涵。四、課程開發(fā)的實(shí)施路徑與實(shí)踐案例(一)目標(biāo)設(shè)計(jì):三維度整合核心素養(yǎng)課程目標(biāo)需整合“數(shù)學(xué)知識技能”“跨學(xué)科實(shí)踐能力”“情感態(tài)度價(jià)值觀”。以“校園雨水花園設(shè)計(jì)”為例:數(shù)學(xué)維度:掌握長方形、梯形面積計(jì)算,數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析;跨學(xué)科維度:能運(yùn)用植物習(xí)性(科學(xué))設(shè)計(jì)種植方案,用CAD軟件繪制圖紙(技術(shù)),優(yōu)化雨水收集系統(tǒng)(工程);情感維度:增強(qiáng)環(huán)保意識,體會(huì)數(shù)學(xué)與生態(tài)的關(guān)聯(lián)。(二)內(nèi)容整合:構(gòu)建“主題—任務(wù)—知識點(diǎn)”的關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)以“節(jié)日慶典中的數(shù)學(xué)”為主題,分解為“活動(dòng)預(yù)算”“場地規(guī)劃”“裝飾設(shè)計(jì)”等子任務(wù),對應(yīng)數(shù)學(xué)知識點(diǎn)(小數(shù)運(yùn)算、比例尺、對稱圖形),并融入經(jīng)濟(jì)學(xué)(預(yù)算規(guī)劃)、美學(xué)(裝飾設(shè)計(jì))、工程學(xué)(場地搭建)等要素,形成“主題引領(lǐng)—任務(wù)驅(qū)動(dòng)—知識滲透”的內(nèi)容體系。(三)活動(dòng)設(shè)計(jì):“做中學(xué)”的三階實(shí)施模型1.情境感知:激活問題意識創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境,如“學(xué)校要舉辦科技節(jié),需要設(shè)計(jì)活動(dòng)徽章”,引發(fā)學(xué)生思考“徽章的尺寸、圖案、成本如何確定”,自然關(guān)聯(lián)數(shù)學(xué)測量、藝術(shù)設(shè)計(jì)、工程預(yù)算等需求。2.探究實(shí)踐:多學(xué)科方法融合以“徽章設(shè)計(jì)”為例,學(xué)生分組完成:數(shù)學(xué)組:測量徽章模具尺寸,計(jì)算圖案排版的比例(比例尺、面積);藝術(shù)組:設(shè)計(jì)徽章圖案(對稱、色彩搭配),用數(shù)位板繪制;工程組:調(diào)研制作材料(亞克力、金屬)的成本與工藝,計(jì)算批量生產(chǎn)預(yù)算;科學(xué)組:測試材料的耐久性(防水、防刮)。3.反思遷移:提煉數(shù)學(xué)模型各組匯報(bào)后,引導(dǎo)學(xué)生提煉“設(shè)計(jì)—計(jì)算—優(yōu)化”的通用流程,將“徽章設(shè)計(jì)”的經(jīng)驗(yàn)遷移到“班級班徽設(shè)計(jì)”“家庭裝修規(guī)劃”等新情境,強(qiáng)化數(shù)學(xué)建模能力。(四)評價(jià)體系:多元化過程性評價(jià)建立“知識應(yīng)用+實(shí)踐創(chuàng)新+合作表現(xiàn)”的評價(jià)量表:知識維度:數(shù)學(xué)概念的理解(如面積計(jì)算的準(zhǔn)確性);實(shí)踐維度:跨學(xué)科方法的運(yùn)用(如是否結(jié)合科學(xué)原理優(yōu)化設(shè)計(jì));素養(yǎng)維度:團(tuán)隊(duì)協(xié)作、問題解決的表現(xiàn)(如是否主動(dòng)提出創(chuàng)新方案)。例如,在“雨水花園”項(xiàng)目中,評價(jià)學(xué)生的“雨水收集量計(jì)算”(數(shù)學(xué))、“植物存活率分析”(科學(xué))、“設(shè)計(jì)方案的美觀度”(藝術(shù)),并通過“設(shè)計(jì)日志”記錄思維過程,實(shí)現(xiàn)“結(jié)果+過程”的全面評價(jià)。五、課程開發(fā)的挑戰(zhàn)與優(yōu)化策略(一)挑戰(zhàn):教師跨學(xué)科能力的局限多數(shù)數(shù)學(xué)教師缺乏科學(xué)、工程等領(lǐng)域的系統(tǒng)知識,導(dǎo)致課程開發(fā)中“學(xué)科融合”流于形式。(二)優(yōu)化策略:構(gòu)建“教師學(xué)習(xí)共同體”學(xué)??山M織跨學(xué)科教研,邀請科學(xué)、美術(shù)教師參與數(shù)學(xué)課程設(shè)計(jì);同時(shí)開發(fā)“STEAM資源包”,提供學(xué)科融合的案例模板(如“數(shù)學(xué)+科學(xué)”的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)指南),降低教師的設(shè)計(jì)難度。(三)挑戰(zhàn):課程資源整合難度大真實(shí)項(xiàng)目所需的材料(如3D打印機(jī)、傳感器)、場地(如校園農(nóng)場、社區(qū)工廠)資源有限。(四)優(yōu)化策略:建立“?!纭蟆辟Y源聯(lián)盟與社區(qū)科技館、本地企業(yè)合作,共享實(shí)踐場地與設(shè)備;開發(fā)虛擬仿真資源(如數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室APP),模擬工程設(shè)計(jì)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)等場景,彌補(bǔ)實(shí)體資源的不足。六、結(jié)語基于STEAM教育的小學(xué)數(shù)
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