研学STEAM教育理论深化数学与科学之间的关联

李霞

〔摘    要〕  立足STEAM教育背景，探究小学数学教学与小学科学课程融合的必要性，是课程标准“修订变化”板块中的优化课程内容结构的实践，是实现跨学科教育目标的切入点，是全面发展学生数学核心素养的着力点。为此，教师需深入研学STEAM教育理论，解读STEAM教育背景下小学数学教学与科学课程融合影响因素，结合小学数学教学自身规律，根据小学生年龄特征，探寻小学数学教学与科学课程融合基本策略，有序展开跨学科主题学习活动实验，深化数学与科学之间的关联，带动小学数学课程综合化实施，进一步凸显小学数学教学的育人目标，为学生真正成为中国特色社会主义建设者打下良好基础。

〔关键词〕   STEAM教育；小学数学；科学教育；学科融合

〔中图分类号〕  G424                〔文献标识码〕  A         〔文章编号〕  1674-6317    （2024）  09    076-078

《义务教育数学课程标准（2022年版）》（以下简称《课程标准》）明确提出：数学需坚守核心素养发展这一主线，依托跨学科教育融合来促进学生更好、更全面发展，确保数学教学的育人导向得到贯彻，以培育“有理想、有本领、有担当”的未来社会的建设者与接班人。因此，开展基于STEAM教育背景下数学教学与科学融合实践探究，无疑是一项最有价值的实践探索。在教学中，教师需审视教学内容，找准该内容与科学课程的关联点，设计出恰当的举措，实现学科融合，帮助学生更好地建构数学知识，发展学生科学意识、探究精神。同时借助小学数学与科学的融合，帮助学生更好地发展各学科学习思维，提高他们知识融合意识与创新精神。

一、STEAM教育背景下小学数学与科学融合的必要性

深入研读《课程标准》，结合STEAM教育理念，不难发现，小学数学与科学课程之间存在着错综复杂的关系，教师如能较好地运用科学素材或课程资源，一定能利于小学数学教学创新的发生，能够激发学生数学学习兴趣，有助于培养学生严谨、科学的自学意识，加速学生理性思维能力的发展。结合教学实践与学习思考，笔者认为，STEAM教育背景下，小学数学教学与科学课程融合非常必要。

（一）有利于跨学科数学教学目标落实

全面学习与解读《课程标准》，从修订指导思想、新版标准的主要变化，以及标准的全部内容等板块中，能够清晰地看到跨學科教育思想在文本中屡次呈现。由此可见，开展小学数学教学与小学科学课程融合实践，是与时俱进的体现，是促进小学生数学核心素养积淀的根本着力点。也可以说，“跨科学”是当前教育教学改革的实验方向，是未来教育发展基本趋势。深度解读STEAM教育内涵，“S”代表“科学课程”，“M”代表“数学课程”，不难看出，“STEAM”本质是跨学科融合的教学模式。因此，开展小学数学教学与科学课程融合实践，是顺应跨学科教育改革探索的大趋势，是落实小学数学跨学科教育目标的重要实践，是促进学生全面发展的基本保障。

（二）有利于学生数学核心素养全面发展

《课程标准》提出数学教学的终极使命——学科素养，明确了核心素养教育统领地位。为此，在小学数学教学中，教师需从“三会”“核心素养”中找准数学教育目标，努力探索小学数学跨学科教学的途径与策略。立足STEAM教育背景，深入思考和探索小学数学与科学课程融合之路，是打破教学传统束缚的有益实验，是推进小学数学教育教学改革的必然之举。基于STEAM教育理论，探索跨学科教育模式，能够打破学科之间的教与学壁垒，最大限度地激发学生数学学习兴趣，增强其自主学习、合作探究活力，帮助学生更有效地学习数学，接受科学知识熏陶，使学生的知识得到跨学科融合，从而实现数学核心素养发展的教育目标。

二、STEAM教育背景下小学数学与科学融合影响因素

开展基于STEAM教育背景下实现数学教学与科学融合实践研究，教师需深入了解当下小学数学教学的状况，思考数学教学与科学融合的影响因素，从而找到研究的突破口，打破学科独立化的局面，找准将科学知识融入数学教学的切入点，为这一实践提供有力支撑。

（一）教师跨学科教学意识水平

读丁邦平教授《反思科学教育》一文，我们能够从中感受到数学教学与科学知识渗透融合是有所欠缺的。众所周知，科学课程是一门极为复杂的课程，它与哲学、教育学、语言学等是交错相融的。联系教学实践，笔者与同事进行了深入交流与分析，发现非数学专业出身的教师，他们都能从跨学科的视角去构建数学教学模式，打造丰富多彩的课堂，着力提升课堂教学的趣味性。但是仍有一部分教师认为，跨学科教数学，把科学课程与数学教学融合起来，是一种追求时髦哗众取宠的行为，是不可取的。跨学科意识缺乏，严重阻碍了小学数学教学创新探索，是不利于小学生多层面、多维度素养积淀与发展的，更不利于推动小学生的全面发展。

（二）教师跨学科教学能力

将科学知识融合于小学数学教学，既需要教师拥有前瞻性的眼光，学习用多元智能理论来预设教学，构建新型教学模式，还需教师具备较高的跨学科融合教学能力，唯其如此，才能真正满足学生和谐生长的需求。要较好地落实小学数学跨学科教学模式，灵活地融入科学进行教学，教师需进一步提升跨学科教学能力。教师不仅要全面深入地把握数学学科自身特点，遵循学生数学学习的基本规律，还要审视科学课程与数学教学的融合点，通过相应的拓展学习，或数学综合实践活动，以实现二者之间的知识迁移，促进学生在科学与数学融合中获得理想发展。笔者调查分析发现，很多教师在数学教学中很难开展学科融合活动，有意识地融合科学课程的行为几乎都没有，可见数学教师的学科融合意识、学科融合能力都有待发展与提升。

三、STEAM教育背景下小学数学与科学融合策略

立足STEAM教育背景，探寻小学数学教学与小学科学融合路径，是建构跨学科新型数学教学模式的切入点。为此，在小学数学教学中，教师既要高度重视小学数学教学自身规律，全力营造氛围，构建学习情境，让学生成为主动探索者、积极思考者，还要精心设计科学课程与数学教学融合的方法，让“引导者、合作者、组织者”的教师角色功能得到更好发挥，促进两个板块内容的有效融合，建构起优势互补学科融合学习空间，帮助学生投入趣味学习、深度学习，为他们数学核心素养发展提供有力支持。

（一）依托数学教学，融合科学知识

学科融合是基于知识间的融合。小学数学教学与科学的融合，不是简单的沙子与石头的搅拌，而是要像盐溶于水那样，是一种无声的、自然的融合。以“千克和克的认识”教学为例。教师应立足STEAM教育背景，深入挖掘该课题的数学课程资源，善于联系学生生活，充分把握他们生活经验与实践操作感知水平，找准科学知识的融合点，为实现二者间的融合教学提供便利。

例如，结合学生开展“用天平称量黄豆、苹果等物体重量”活动，提出蕴含科学哲理的学习思考题——克和千克都是表示物体质量的单位，在什么地方见到过它们？联系生活，思考一下“空气有质量吗？”教师的追问，不仅能刺激学生学习思考，引发必要学习辩论，使得学习感知不断扩充，学习视角持续拓展，而且还能把小学数学教学与科学探究联系起来，帮助学生在数学学习的同时较自然地接受科学课程知识的熏陶。借助现代多媒体技术，呈现称量“空气质量活动场景”画面，让学生很自然地感知到科学知识的存在，使得数学学习的外延无形中获得拓展，有利于学生学习认知的建构。

（二）基于数学教学，融合实践体验

“做中学”是叶圣陶教育思想的核心内容，新版《课程标准》与这一思想是一脉相承的。以“折线统计图”教学为例。教学预设中，教师应围绕STEAM教育理论，重视数学教学与科学课程的融合，创设系列实践性学习探究活动情境，逐步提高学生迁移知识、应用数学知识解决问题能力，促进学生数学核心素养的培育，教师跨学科教育的意识、能力，也随之得到进一步提高。

例如，引导学生参与小组合作学习，鼓励他们各抒己见，谈谈对折线统计图的印象；再引导他们借助智能教育平台，采集本地区上一个月的降水量信息，把它绘制成统计表；接下来引导学生投入折线统计图制作，帮助学生理解折线统计图的基本知识，感受折线统计图的变化趋势；最后引导学生结合统计图的制作去观察思考，探寻本地区降雨量的变化发展趋势，鼓励学生展开相应的合理推测。同时，引导学生走进智能教育平台，搜寻与降雨量有关的科学知识点，让学生在巩固数学知识的同时，学习降雨量影响因素的科学知识。这样，不仅能使数学教学与科学知识融合变得更为紧密，还能拓展学生学习视角，利于数学核心素养的发展。

（三）立足数学教学，培育科学思维

数学是自然科学的皇冠。数学具有强大的包容性，发掘其特点，精准地寻找小学科学与小学数学知识之间的渗透点，有利于打破学科教学边界，促进跨学科教学实施，让融合教学自然发生，助力小学生深度数学学习，促进数学学习质量提升，有利于打造诗意课堂，倡导人文教学。以“不规则物体体积探究活动”教学为例。教师要在数学教学中立足STEAM教育背景，细化学习实践活动的融合创新举措，努力通过学生的双手做、开口说与动脑思，让数学学习更上一层楼。

例如，运用微课技术，引导学生思考“乌鸦喝水”现象，解读该故事中乌鸦智慧所在。接着引导学生模仿探究——把任意形状的橡皮泥投入正方体量杯中，观察水面的升降变化，思考其中的原理。随着活动展开，教师还可以设计变式问题：如何利用这次学习实践经验去测量乒乓球的体积。从教学实践中可以看出，基于STEAM理念，引领学生把科学知识运用到数学学习实践活动之中，有利于学生数学学习发展，促进他们科学思维能力的提升。

综上所述，重视跨学科教学，细化学科整合教学，是2022年版《课程标准》的重要理念，是新时代教学的大趋势，是保障学生顺应时代发展、适应社会进步和未来建设的需要、真正服務于学生全面发展的。为此，在小学数学教学中，教师要审时度势，精准地把握数学与科学之间存在的千丝万缕的联系，依托STEAM教育背景，从数学课例或知识内容中找到蕴含着的科学知识因子，引导学生去探究，从中理解和掌握知识的本质，获得最基本的科学感知，帮助学生逐步发展科学素养、科学探究意识与科学精神，以此素养反哺数学学习，助力学生思维能力培养和创新能力的发展，增强学生跨学科融合意识，使学生的综合素养得到不断的积淀。

参考文献

[1]黄鸿君，覃利华.科学精神在小学数学教学中的培养策略[J].数学学习与研究，2023（7）：122-124.

[2]梁荟杰.数学科普融入初中数学教学的方法与影响[J].天津科技，2023（6）：63-65.

[3]陈洪娟.“互联网+教育”背景下STEAM教学的实践[J].教育科学论坛，2017（14）：37-38