【毅言堂】中小學(xué)STEM課堂教學(xué)研討活動(dòng)感悟

【毅言堂】

中小學(xué)STEM課堂教學(xué)研討活動(dòng)感悟

主題：全國(guó)九省市中小學(xué)STEM課堂教學(xué)研討活動(dòng)

時(shí)間：2025年4月20-21日

地點(diǎn)：湖北省宜昌市金東方初中、金東方小學(xué)

總共四節(jié)小學(xué)數(shù)學(xué)課，第一節(jié)是北師大版小學(xué)數(shù)學(xué)四年級(jí)下冊(cè)《小數(shù)點(diǎn)搬家》，第二節(jié)是人教版小學(xué)數(shù)學(xué)六年級(jí)下冊(cè)《圓柱的認(rèn)識(shí)》，第三節(jié)是北師大版小學(xué)數(shù)學(xué)一年級(jí)下冊(cè)數(shù)學(xué)活動(dòng)課《我來(lái)數(shù)一數(shù)》，第四節(jié)是北師大版小學(xué)數(shù)學(xué)五年級(jí)下冊(cè)《確定位置》.

從這次研討活動(dòng)的主題出發(fā)，結(jié)論是第三節(jié)課充分體現(xiàn)了STEM理念，第二節(jié)課試圖在常規(guī)教學(xué)中加入STEM元素，剩下兩節(jié)均為常規(guī)數(shù)學(xué)課.

一、STEM課堂教學(xué)的內(nèi)涵

先問(wèn)下AI，如何在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂中融入STEM教學(xué)方法，DeepSeek回答如下：

看完上面這一段內(nèi)容之后，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)在2022版新課標(biāo)中，關(guān)于小學(xué)數(shù)學(xué)綜合與實(shí)踐課程內(nèi)容中，也有下面一段文字：

我們不妨將問(wèn)題簡(jiǎn)單化，STEM教學(xué)方法，完全可以和現(xiàn)在中小學(xué)數(shù)學(xué)綜合與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，我們用后者來(lái)裝下前者的全部?jī)?nèi)涵.

二、跨學(xué)科主題，學(xué)科又是怎么來(lái)的？未來(lái)又朝哪兒去？

從教學(xué)的老祖宗孔子說(shuō)起，論語(yǔ)中記載孔子四教六藝，其中四教分別是文、行、忠、信，六藝分別是禮、樂(lè)、射、御、書(shū)、數(shù)，按古代生產(chǎn)力水準(zhǔn)，多數(shù)屬于文科，這很正常.

隨著時(shí)代的進(jìn)步，特別是人類(lèi)社會(huì)進(jìn)入工業(yè)化以來(lái)，知識(shí)爆發(fā)，舊的體系已經(jīng)無(wú)法容納，因此出現(xiàn)了細(xì)分學(xué)科，我們現(xiàn)代的學(xué)科多半源自這個(gè)時(shí)代，并且當(dāng)初的學(xué)科種類(lèi)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是現(xiàn)代的種類(lèi)，數(shù)量上更加豐富，劃分也更加細(xì)致.

然而我們都知道，天下大勢(shì)，分久必合，合久必分，我們?cè)趯W(xué)習(xí)時(shí)細(xì)分學(xué)科是為了方便學(xué)生學(xué)習(xí)，但學(xué)生未來(lái)面對(duì)實(shí)際問(wèn)題時(shí)，卻又需要多學(xué)科知識(shí)融合，因此培養(yǎng)復(fù)合型人才的需求便十分迫切，不管哪一行，只具備一項(xiàng)技能是不夠的，而這種綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，不能等到學(xué)生分科學(xué)習(xí)結(jié)束之后再去培養(yǎng)，當(dāng)學(xué)生已成年，思維習(xí)慣被學(xué)科固化之后，再想融合是很困難的，因此從義務(wù)教育階段開(kāi)始，有限地打破學(xué)科界限是十分必要的，這便是我們?cè)谛抡n標(biāo)中看到的對(duì)綜合與實(shí)踐的要求.

雖然我們?cè)趯W(xué)習(xí)的時(shí)候，分學(xué)科學(xué)習(xí)，但在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，卻不會(huì)分學(xué)科，雖然我們?cè)谶M(jìn)行綜合與實(shí)踐活動(dòng)的時(shí)候，要跨學(xué)科，但我們時(shí)刻要牢記，教學(xué)實(shí)施者，是分學(xué)科的.

很顯然，同為STEM理念下的課堂教學(xué)，我能夠很清楚地分辨一節(jié)科學(xué)課和一節(jié)數(shù)學(xué)課，它們有本質(zhì)上的不同，錯(cuò)誤的表現(xiàn)就是數(shù)學(xué)老師上的數(shù)學(xué)課沒(méi)有數(shù)學(xué)味道，或者全是數(shù)學(xué)味道，都不符合STEM理念.

三、項(xiàng)目化學(xué)習(xí)，項(xiàng)目是什么？怎樣課堂活動(dòng)才叫項(xiàng)目？

我們可以將“項(xiàng)目”兩個(gè)字稍簡(jiǎn)化一下，改為“問(wèn)題”，即我們?cè)O(shè)計(jì)一節(jié)數(shù)學(xué)課，需要解決一個(gè)問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題來(lái)源于真實(shí)情景，需要多學(xué)科知識(shí)協(xié)同解決.

首先在一個(gè)項(xiàng)目中，要進(jìn)行可行性研究，也就是這個(gè)問(wèn)題為什么會(huì)出現(xiàn)在課堂上？這需要老師進(jìn)行精心的設(shè)計(jì)，從學(xué)生認(rèn)知層出發(fā)，預(yù)估他們會(huì)遇到什么問(wèn)題，會(huì)怎樣思考，在備課中，這屬于備學(xué)情；

其次在項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，將問(wèn)題包裝好，盡量不要直接將真實(shí)情景搬到課堂上，畢竟很多真實(shí)問(wèn)題的解決超越了學(xué)生認(rèn)知，老師需要將其加工，去掉與學(xué)科學(xué)習(xí)無(wú)關(guān)的部分，將超認(rèn)知部分修改成學(xué)生能理解的內(nèi)容，在不改變?cè)瓎?wèn)題主體的前提下，將它設(shè)計(jì)成教學(xué)中的項(xiàng)目.

例如《我來(lái)數(shù)一數(shù)》課例中，老師展示的情景是魚(yú)池中的魚(yú)，提出問(wèn)題是請(qǐng)學(xué)生數(shù)一下魚(yú)有多少條.

這個(gè)項(xiàng)目很適合一年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知，畢竟他們目前能夠掌握的知識(shí)在100以?xún)?nèi)的數(shù)，運(yùn)算包括加與減；當(dāng)問(wèn)題提出來(lái)之后，學(xué)生很快便遇到的真實(shí)問(wèn)題，魚(yú)在動(dòng)，不好數(shù)；通過(guò)老師在課堂上引導(dǎo)學(xué)生思考解決辦法，孩子們七嘴八舌找到了思路，如下圖：

學(xué)生每提出一種方法，都會(huì)在老師引導(dǎo)下對(duì)其可行性進(jìn)行討論，經(jīng)過(guò)以上可行性研究，針對(duì)性解決學(xué)生發(fā)現(xiàn)的兩個(gè)問(wèn)題，分別用動(dòng)轉(zhuǎn)靜和減少重疊兩種方式提出自已的想法，這已經(jīng)基本接近真相了.

然后老師便出示了準(zhǔn)備好的一張照片，如下圖：

這張圖并不是真實(shí)世界中存在的，而是經(jīng)過(guò)了修改，分別針對(duì)孩子們提出的方法，進(jìn)行了優(yōu)化，魚(yú)的間隔加大了，不再出現(xiàn)一條魚(yú)被另一條魚(yú)擋住，并且較為均勻地分布在照片上，以方便學(xué)生去數(shù).

在學(xué)生數(shù)數(shù)的環(huán)節(jié)中，學(xué)生有不同的數(shù)數(shù)方法，在數(shù)之前，老師引導(dǎo)學(xué)生用記號(hào)筆在照片上作記號(hào)，邊數(shù)邊標(biāo)記，并且提出了具體的要求，例如數(shù)哪種魚(yú)，不同種類(lèi)的魚(yú)的特征，如何識(shí)別等.

學(xué)生數(shù)獅子頭金魚(yú)的時(shí)候，出現(xiàn)了按某種順序數(shù)的行為，這也是課堂預(yù)期，老師并沒(méi)有統(tǒng)一規(guī)定按什么順序，只要有順序，從左向右，從上往下等都可以.

在進(jìn)行知識(shí)遷移時(shí)，老師只是給出了活動(dòng)目標(biāo)，數(shù)剩下兩種類(lèi)型的金魚(yú)，從現(xiàn)場(chǎng)學(xué)生表現(xiàn)來(lái)看，遷移得很成功，利用前面數(shù)獅子頭金魚(yú)的方法，將剩下兩種金魚(yú)的數(shù)量確定了.

課堂小結(jié)部分也是亮點(diǎn)，并沒(méi)有采用常規(guī)的問(wèn)法如“你這節(jié)課有什么收獲”等，我個(gè)人也認(rèn)為這種提問(wèn)方式太籠統(tǒng)，沒(méi)有具體指向，學(xué)生并不好回答，只好說(shuō)一些大家都愛(ài)聽(tīng)的話(huà)來(lái)應(yīng)付，這實(shí)質(zhì)上失去了課堂小結(jié)的功效，這節(jié)課的課堂小結(jié)，老師提出了三個(gè)問(wèn)題：

①這節(jié)課你印象最深刻的是什么？

②你還想問(wèn)什么？

③你還想知道什么？

學(xué)生在回答這三個(gè)問(wèn)題的時(shí)候，能否用數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述很重要，即使有學(xué)生回答不著邊際也不要緊，經(jīng)過(guò)適當(dāng)引導(dǎo)，學(xué)生能夠回到“正軌”.

我們?cè)谡n堂上，不用擔(dān)心放開(kāi)之后收不回來(lái)，一年級(jí)學(xué)生受限于生理年齡，語(yǔ)言表達(dá)本來(lái)就沒(méi)那么流暢，多一份耐心和細(xì)心，讓每個(gè)學(xué)生都能夠有思考、有表達(dá)，這節(jié)課才算對(duì)學(xué)生有作用.

至此，數(shù)金魚(yú)這個(gè)項(xiàng)目，學(xué)生完成得非常好，通過(guò)這個(gè)項(xiàng)目，進(jìn)一步掌握了生活中數(shù)數(shù)的方法，把數(shù)數(shù)清楚，把數(shù)數(shù)高效，這對(duì)未來(lái)的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)極有幫助.

四、常見(jiàn)的教學(xué)誤區(qū)

基于STEM理念的課堂教學(xué)，不能將部分手段或套路塞進(jìn)常規(guī)課堂，以圖實(shí)現(xiàn)整節(jié)課的STEM化，也不能僅僅加一個(gè)或幾個(gè)跨學(xué)科背景，便認(rèn)為是STEM教學(xué)，我們需要認(rèn)真準(zhǔn)備數(shù)學(xué)活動(dòng)，仔細(xì)研究生活情景，將其數(shù)學(xué)化，教學(xué)化，再呈現(xiàn)到課堂上.

例如《圓柱的認(rèn)識(shí)》課例中，前半部分就是我們的常規(guī)課堂教學(xué)，出示含有圓柱的自然界實(shí)物，學(xué)生舉例說(shuō)一說(shuō)生活中見(jiàn)過(guò)的圓柱體，用實(shí)物讓學(xué)生摸一摸、看一看，接下來(lái)進(jìn)入介紹圓柱各部分的環(huán)節(jié)，讓學(xué)生沿長(zhǎng)方形一條邊旋轉(zhuǎn)得到圓柱等，這一系列活動(dòng)之后，安排了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，圓柱承重挑戰(zhàn)，學(xué)生用同一張A4紙，分別圈成圓柱或折成棱柱，在上面放不同數(shù)量的書(shū)，看哪一種承受更多重量.

這個(gè)STEM實(shí)驗(yàn)的目的是想讓學(xué)生體會(huì)到自然界中、生活中圓柱存在的必要性，以承重為一個(gè)切入點(diǎn)，這本沒(méi)錯(cuò)，但實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中卻出現(xiàn)了邏輯上的漏洞，我們知道，學(xué)生在課堂實(shí)驗(yàn)中制作出的圓柱和棱柱，沒(méi)有上下底面，中間是空的，事實(shí)上與桌面的接觸面積僅僅是底面那一圈周長(zhǎng)，即理論上所有圓柱和棱柱的承受是相同的，如果出現(xiàn)承重不同，那也不是因?yàn)榈酌婷娣e，而是其它因素，這已經(jīng)超出了學(xué)生的認(rèn)識(shí)范圍，所以這個(gè)實(shí)驗(yàn)看上去熱鬧，實(shí)際上對(duì)本節(jié)課內(nèi)容并無(wú)幫助，同時(shí)由于前面占用時(shí)間較多，整個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)間也不長(zhǎng)，象征性地完成，并且得出了老師希望的結(jié)論.

但并不是說(shuō)，這節(jié)課沒(méi)辦法用STEM理念完成，個(gè)人覺(jué)得，在學(xué)生學(xué)習(xí)了圓柱體積的計(jì)算之后，可以安排這樣的數(shù)學(xué)實(shí)踐活動(dòng)：

第一個(gè)環(huán)節(jié)，展示自然界中存在的圓柱例如樹(shù)干，同時(shí)提出問(wèn)題，為什么它們會(huì)是圓柱？

向AI提問(wèn)，得到以下回答，這個(gè)回答并非一定在課堂上呈現(xiàn)，而是作為老師，需要先明白，并進(jìn)行適當(dāng)加工，用孩子們能理解的語(yǔ)言解讀.

其實(shí)DeepSeek的回答本身也是經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)優(yōu)化的，通過(guò)這個(gè)步驟，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到自然界中存在圓柱是一種必然，轉(zhuǎn)而在我們的生活中，再去找圓柱體物體，會(huì)不自覺(jué)地去思考為什么會(huì)做成圓柱體，完成項(xiàng)目可行性研究.

第二個(gè)環(huán)節(jié)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，但不是承重挑戰(zhàn)，而是用相同的A4紙去卷不同的圓柱或棱柱，再去測(cè)量它們的底面積，驗(yàn)證用最小表面積獲得最大體積.

這就是對(duì)真實(shí)情境的修改，在小學(xué)六年級(jí)，學(xué)生對(duì)承重涉及到的物理知識(shí)并沒(méi)有太多認(rèn)識(shí)，但對(duì)體積、面積的計(jì)算比較熟悉，所以實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)需要調(diào)整.

第三個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)之后的歸納與小結(jié)，通過(guò)制作不同圓柱和棱柱，測(cè)量并比較體積，得到結(jié)論，讓學(xué)生用數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述結(jié)果，并進(jìn)一步理解生活中某些物體采用圓柱體的原因，從而回歸到自然界中去理解樹(shù)干為什么是圓柱體，完成從生活到數(shù)學(xué)，再?gòu)臄?shù)學(xué)回歸到生活的閉環(huán).

若條件許可，也可以進(jìn)行這類(lèi)承重挑戰(zhàn)，我們可利用3D打印機(jī)打印出相應(yīng)的圓柱或棱柱，用小型液壓機(jī)來(lái)測(cè)試它們的承重能力，但背后的原理仍然不是六年級(jí)學(xué)生可以理解的，只是按課標(biāo)上的“了解”層次來(lái)要求學(xué)生.

我們不能用“打補(bǔ)丁”的方式來(lái)進(jìn)行STEM課堂教學(xué)，從教學(xué)設(shè)計(jì)開(kāi)始，就應(yīng)該是一個(gè)完整的項(xiàng)目，整個(gè)課堂都要圍繞這個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行，充分給學(xué)生探究、交流、思考的時(shí)間，而不能借用一個(gè)或幾個(gè)實(shí)驗(yàn)或操作活動(dòng)來(lái)點(diǎn)綴.

五、總結(jié)

基于STEM理念的數(shù)學(xué)課堂教學(xué)，我們也理解為數(shù)學(xué)綜合與實(shí)踐，采用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的方式，用40分鐘完成項(xiàng)目的研究，并且能夠得出學(xué)生理解的結(jié)論，解決項(xiàng)目中的問(wèn)題，即整節(jié)課需要的是解決問(wèn)題，學(xué)生的收獲也應(yīng)該是解決了問(wèn)題.

在備課之前，需要廣泛了解真實(shí)情景下的問(wèn)題是如何產(chǎn)生，如何解決，如何拓展到其它方面的，在這個(gè)基礎(chǔ)上，對(duì)問(wèn)題本身再加工，使其變成課堂上可以實(shí)施的項(xiàng)目，學(xué)生可以解決的問(wèn)題，同時(shí)堅(jiān)持STEM教學(xué)的常態(tài)化，不是為了公開(kāi)課作秀，堅(jiān)持理念學(xué)習(xí)，更新自已的教學(xué)知識(shí)庫(kù)，從而給學(xué)生更優(yōu)秀的學(xué)習(xí)體驗(yàn).