ＳＴＥＡＭ教育理念下如何創設小學數學學習情境
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摘要：STEAM教育理念下小學數學學習情境的創設，應該具有真實性、問題性和整合性的特點。在STEAM教育理念下創設小學數學學習情境，應注重激發學生的學習情感、引發學生的深入思考、促進學科的融合貫通，從而培養學生的應用意識、提升“四能”、發展融合素養。
關鍵詞：STEAM教育 ;小學數學;學習情境
STEAM教育指的是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、人文藝術（Art）和數學（Mathematics）學科相關的教育。STEAM教育越來越受到教師的關注，是受歷史發展推動的結果。STEAM教育理念支持學生以學科整合的方式認識世界，以綜合創新的形式改造世界，培養學生解決問題的創新能力。
STEAM教育的核心理念之一是跨學科的融合?；诖死砟钤O計小學數學學習情境，就是將看似和實際生活無關的深奧、復雜的數學公式、概念、原理和問題，以生動有趣的現實情境來呈現;就是讓學生明白這些其實正是基于人類的需求而創造或發現出來的，數學不是浮在空中的抽象符號而是隨處可見、觸手可及的真實生活。STEAM教育理念下的小學數學學習情境的創設，應該具有真實性、問題性和整合性的特點。
一、以真實情境激發情感，培養應用意識
在很多小學數學的課堂中，教師創設的學習情境注重了生活化，卻忽略了真實性。有時候，我們創設的情境是生活中的情境，但往往只是為教學內容服務的，而不是學生身邊真實存在的。而STEAM教育理念注重學習與現實世界的聯系，主張以真實問題的解決為重要導向。因此，以此理念為指導的小學數學學習情境的創設必須是真實的。在當前的數學教學中我們經常注重引導學生用“數學的眼光觀察世界”，也是同樣的道理。真實的情境不脫離真實的生活，才能體現數學的價值。創設與學生的學習、生活息息相關的真實情境，可以激發學生的學習興趣，同時也能培養學生的應用意識。
首先，要構建真實情境來提升學生的學習興趣。人的大腦是在與環境的交互作用下才產生的認知。當交互發生在真實的、熟悉的環境之中時，更易促發經驗與新知的聯系，使學生把學習內容與其自身的認識融為一體，引起情感的互動，激發興趣、增強動力。所以，構建真實的生活情境，學生容易把學習內容與自己的生活經驗聯系起來，進而引發學習興趣，產生學習動力。
其次，要構建真實情境來培養學生的應用意識?！读x務教育數學課程標準（2011年版）》對數學應用意識作了具體化的描述：“應用意識有兩個方面的含義，一方面是要有意識地利用數學的概念、原理和方法解釋現實世界中的現象，解決現實世界中的問題;另一方面是要認識到現實生活中蘊涵著的大量與數量和圖形有關的問題，這些問題可以抽象成數學問題，用數學的方法予以解決?！?
應用意識表現為主動從數學的角度解釋現實中的現象、解決現實中的問題的嘗試愿望，以及試圖溝通數學知識與現實聯系的主動思考。因此，教師要構建真實的情境，讓學生自主、自覺地運用恰當的方法去解決與實際生活相關聯的問題，讓學生去感受數學思想蘊含于生活之中，從而在內心深處理解數學知識的現實意義，并且在遇到相似的情境時，能夠產生應用數學知識解決生活問題的主動性。
例如，在“學校開展春（秋）游活動，四人小組應準備怎樣的午餐才符合營養標準（營養午餐）”的學習情境中，學生通過課前查閱，了解了蔬菜、面、米飯、水果、飲料等所含的熱量、脂肪和蛋白質以及他們這個年齡段所需這些東西的量，并進行了選購、安排，評選出了飲食健康小隊。
在這個學習情境中，小組的四個成員都是主人翁，都有“今天我當家”的榮耀與責任。這樣，學生的學習興趣與動力被調動了起來，他們積極主動地參與活動：了解每個人喜歡的食品，查找這些食品所含的能量;了解需要帶多少，探索如何搭配才符合營養標準。在此基礎上，有的學生甚至會考慮色、香、味等等，然后進行分工合作，共同完成。這樣的學習情境，會引發學生思考相應的問題——自己吃的早餐如何搭配，家里的晚餐如何搭配;一般一個成人的三餐要如何搭配才營養健康，老人又需要哪些營養……他們甚至會聯系實際，拓展延伸到每天該喝多少水，該做什么運動，該睡幾個小時等問題，進而自主地運用所學知識解決生活中的問題。
二、以問題情境引發思考，提升“四能”
STEAM教育理念最明顯的優勢就是帶給了學生“問題意識”，其本質上是一種基于建構主義的情境化教學模式，關注的是真實情境中的實際問題。當前的小學數學教學則強調以問題解決為重要導向，強調基于問題的學習（Problem-Based Learning，簡稱 PBL）。因此，STEAM教育理念下我們所構建的小學數學學習情境必須要具有探究的意義。只有具有探究意義的問題情境，才能以問題為導向，為思考提供支撐，進而引導有效的學習過程。
構建以探究性問題為載體的情境，可以有效地啟迪學生的思維。探究性的問題情境將學生的學習置于開放的、復雜的、有意義的問題情境中，使學生根據自身的能力和興趣，通過運用不同的路徑、不同的方法進行研究，引發其廣泛的類比、聯想、猜想等思維活動，從而有效地提升了解決問題的能力。具有探究性的問題情境，應以發現問題、提出問題、分析問題、解決問題為教學實施的主線。通過問題激發出學生自主學習的動機和欲望后，可以先發現問題、提出問題，再把問題置于探究活動中，最后利用思維活動，分析解決問題所需要的信息，從而達到解決問題的目的。
例如，在以“制作一個長方體框架”為任務的STEAM課程中，一位教師創設了讓學生探究“如何才能制作好一個長方體框架”的問題情境。此問題的探究性在于，它能串聯起長方體的各部分特征，讓學生在探究問題的過程中，自主建構長方體的相關知識。學生要利用材料制作好長方體框架，一開始時可以是漫無目的地拼搭，從中發現不是任意長度的小棒都可以搭成長方體，從而提出“長方體的框架每條邊的長度有什么關系”的問題。接著，學生可以通過觀察身邊的長方體或者用材料中不同長度的小棒進行嘗試拼搭，分析出長方體的12條棱可以分成3組，每組長度相同，也就是4條長、4條寬、4條高。只要將相同長度的4根小棒拼接在相應的位置，就可以制作好長方體框架。通過這個活動，學生還能發現只要長、寬、高三根小棒確定，這個長方體的大小就能確定等等長方體的特性。 在這個問題情境下，學生在活動中經歷了如下的學習過程：發現搭一個長方體框架需要多少根小棒;思考這些小棒由幾組組成，且每組長度為什么要相同;分析搭長方體框架每根小棒應放的位置;理解長方體的特性等等。在這個過程中，學生的“四能”都得到了提升。
三、以整合情境促進貫通，發展融合素養
STEAM教育理念是融合性的教育理念，它將科學、技術、工程、人文藝術和數學等不同領域的學科整合在一起，強調的是學生要有融合素養，即要有利用多樣的知識解決整合型問題的能力。
融合素養不是單靠一個學科的學習就可以完成的，因此它是STEAM教育理念區別于其他學科的最明顯特征。縱觀不同學科的知識，它們并非孤立的存在于單一學科本身的，可以在教學過程中通過“跨學科整合”實現“跨界”。但這里的“整合”并不是簡單地將各個學科知識組合起來，而是強調要將本來分散的五門學科自然地組合形成新的整體，而模糊各個學科之間的界限，最后能夠運用各學科互動的方式跨學科地幫助學生解決問題。因此，這就要求教師構建的學習情境，不能是單一的情境，而應該是多學科有機整合的情境。
整合性情境應具有兩個特征：第一是承載多學科知識。STEAM教育理念要求構建的情境要蘊含科學、技術、工程、數學和藝術等多學科知識，使原有雙向多線型知識結構成為多向網狀知識結構，從而體現出不同知識綜合、跨學科融合的特點，進而使得各學科相互支撐，相互補充，共同發展。第二是促進學生的融合意識。要將多學科的理念融于一個情境中，讓知識在學生心中不再割裂開。學生在學習中，可以自覺地應用多學科的知識解決問題。
例如，在學習三角形的知識時，教師可以構建“如何設計一個又穩又美觀的秋千模型”的學習情境。秋千包含了數學、科學、工程、技術和藝術的知識，比如秋千的支架要支撐住整個秋千，需要具有穩定性。因此，學生在進行設計的時候，要了解“三角形具有穩定性”的數學知識。同時，秋千也是一個力學系統，包含了慣性、離心力、向心力、重力等工程技術原理，要讓秋千蕩得高，就要初步了這些簡單知識。此外，要使秋千美觀，就要發揮學生的藝術能力，讓他運用美術學科的知識進行裝飾和改進;最后，在設計完秋千、學生進行展示之后，教師還可以加入一些與秋千相關的知識，發展學生的人文素養。
通過設計、建造、實驗等一系列的活動，學生成為了一名真正的工程師，設計的秋千模型既安全、高效，又美觀、大方。學生一邊完成設計活動，一邊思考秋千的構造與原理，通過發現三角形支架的穩定性，設計出了很多既合理又有創意的秋千。在整合學習的情境中，學生習得了知識，獲得了技能，形成了“生活各學科是相互關聯”的觀念。這樣，學生不僅能主動建構隱藏于“設計秋千模型”之后的新知識，還能在以后遇到相同的情境時，能將各學科的知識應用于新的情境中并加以解決。
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（責任編輯：楊強）
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