【毅言堂】中小學STEM課堂教學研討活動感悟

【毅言堂】

中小學STEM課堂教學研討活動感悟

主題：全國九省市中小學STEM課堂教學研討活動

時間：2025年4月20-21日

地點：湖北省宜昌市金東方初中、金東方小學

總共四節小學數學課，第一節是北師大版小學數學四年級下冊《小數點搬家》，第二節是人教版小學數學六年級下冊《圓柱的認識》，第三節是北師大版小學數學一年級下冊數學活動課《我來數一數》，第四節是北師大版小學數學五年級下冊《確定位置》.

從這次研討活動的主題出發，結論是第三節課充分體現了STEM理念，第二節課試圖在常規教學中加入STEM元素，剩下兩節均為常規數學課.

一、STEM課堂教學的內涵

先問下AI，如何在小學數學課堂中融入STEM教學方法，DeepSeek回答如下：

看完上面這一段內容之后，我們會發現在2022版新課標中，關于小學數學綜合與實踐課程內容中，也有下面一段文字：

我們不妨將問題簡單化，STEM教學方法，完全可以和現在中小學數學綜合與實踐結合起來，我們用后者來裝下前者的全部內涵.

二、跨學科主題，學科又是怎么來的？未來又朝哪兒去？

從教學的老祖宗孔子說起，論語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、射、御、書、數，按古代生產力水準，多數屬于文科，這很正常.

隨著時代的進步，特別是人類社會進入工業化以來，知識爆發，舊的體系已經無法容納，因此出現了細分學科，我們現代的學科多半源自這個時代，并且當初的學科種類已經遠遠不是現代的種類，數量上更加豐富，劃分也更加細致.

然而我們都知道，天下大勢，分久必合，合久必分，我們在學習時細分學科是為了方便學生學習，但學生未來面對實際問題時，卻又需要多學科知識融合，因此培養復合型人才的需求便十分迫切，不管哪一行，只具備一項技能是不夠的，而這種綜合運用所學知識的能力，不能等到學生分科學習結束之后再去培養，當學生已成年，思維習慣被學科固化之后，再想融合是很困難的，因此從義務教育階段開始，有限地打破學科界限是十分必要的，這便是我們在新課標中看到的對綜合與實踐的要求.

雖然我們在學習的時候，分學科學習，但在解決實際問題時，卻不會分學科，雖然我們在進行綜合與實踐活動的時候，要跨學科，但我們時刻要牢記，教學實施者，是分學科的.

很顯然，同為STEM理念下的課堂教學，我能夠很清楚地分辨一節科學課和一節數學課，它們有本質上的不同，錯誤的表現就是數學老師上的數學課沒有數學味道，或者全是數學味道，都不符合STEM理念.

三、項目化學習，項目是什么？怎樣課堂活動才叫項目？

我們可以將“項目”兩個字稍簡化一下，改為“問題”，即我們設計一節數學課，需要解決一個問題，這個問題來源于真實情景，需要多學科知識協同解決.

首先在一個項目中，要進行可行性研究，也就是這個問題為什么會出現在課堂上？這需要老師進行精心的設計，從學生認知層出發，預估他們會遇到什么問題，會怎樣思考，在備課中，這屬于備學情；

其次在項目設計中，將問題包裝好，盡量不要直接將真實情景搬到課堂上，畢竟很多真實問題的解決超越了學生認知，老師需要將其加工，去掉與學科學習無關的部分，將超認知部分修改成學生能理解的內容，在不改變原問題主體的前提下，將它設計成教學中的項目.

例如《我來數一數》課例中，老師展示的情景是魚池中的魚，提出問題是請學生數一下魚有多少條.

這個項目很適合一年級學生的認知，畢竟他們目前能夠掌握的知識在100以內的數，運算包括加與減；當問題提出來之后，學生很快便遇到的真實問題，魚在動，不好數；通過老師在課堂上引導學生思考解決辦法，孩子們七嘴八舌找到了思路，如下圖：

學生每提出一種方法，都會在老師引導下對其可行性進行討論，經過以上可行性研究，針對性解決學生發現的兩個問題，分別用動轉靜和減少重疊兩種方式提出自已的想法，這已經基本接近真相了.

然后老師便出示了準備好的一張照片，如下圖：

這張圖并不是真實世界中存在的，而是經過了修改，分別針對孩子們提出的方法，進行了優化，魚的間隔加大了，不再出現一條魚被另一條魚擋住，并且較為均勻地分布在照片上，以方便學生去數.

在學生數數的環節中，學生有不同的數數方法，在數之前，老師引導學生用記號筆在照片上作記號，邊數邊標記，并且提出了具體的要求，例如數哪種魚，不同種類的魚的特征，如何識別等.

學生數獅子頭金魚的時候，出現了按某種順序數的行為，這也是課堂預期，老師并沒有統一規定按什么順序，只要有順序，從左向右，從上往下等都可以.

在進行知識遷移時，老師只是給出了活動目標，數剩下兩種類型的金魚，從現場學生表現來看，遷移得很成功，利用前面數獅子頭金魚的方法，將剩下兩種金魚的數量確定了.

課堂小結部分也是亮點，并沒有采用常規的問法如“你這節課有什么收獲”等，我個人也認為這種提問方式太籠統，沒有具體指向，學生并不好回答，只好說一些大家都愛聽的話來應付，這實質上失去了課堂小結的功效，這節課的課堂小結，老師提出了三個問題：

①這節課你印象最深刻的是什么？

②你還想問什么？

③你還想知道什么？

學生在回答這三個問題的時候，能否用數學語言描述很重要，即使有學生回答不著邊際也不要緊，經過適當引導，學生能夠回到“正軌”.

我們在課堂上，不用擔心放開之后收不回來，一年級學生受限于生理年齡，語言表達本來就沒那么流暢，多一份耐心和細心，讓每個學生都能夠有思考、有表達，這節課才算對學生有作用.

至此，數金魚這個項目，學生完成得非常好，通過這個項目，進一步掌握了生活中數數的方法，把數數清楚，把數數高效，這對未來的數學學習極有幫助.

四、常見的教學誤區

基于STEM理念的課堂教學，不能將部分手段或套路塞進常規課堂，以圖實現整節課的STEM化，也不能僅僅加一個或幾個跨學科背景，便認為是STEM教學，我們需要認真準備數學活動，仔細研究生活情景，將其數學化，教學化，再呈現到課堂上.

例如《圓柱的認識》課例中，前半部分就是我們的常規課堂教學，出示含有圓柱的自然界實物，學生舉例說一說生活中見過的圓柱體，用實物讓學生摸一摸、看一看，接下來進入介紹圓柱各部分的環節，讓學生沿長方形一條邊旋轉得到圓柱等，這一系列活動之后，安排了一個實驗，圓柱承重挑戰，學生用同一張A4紙，分別圈成圓柱或折成棱柱，在上面放不同數量的書，看哪一種承受更多重量.

這個STEM實驗的目的是想讓學生體會到自然界中、生活中圓柱存在的必要性，以承重為一個切入點，這本沒錯，但實驗設計中卻出現了邏輯上的漏洞，我們知道，學生在課堂實驗中制作出的圓柱和棱柱，沒有上下底面，中間是空的，事實上與桌面的接觸面積僅僅是底面那一圈周長，即理論上所有圓柱和棱柱的承受是相同的，如果出現承重不同，那也不是因為底面面積，而是其它因素，這已經超出了學生的認識范圍，所以這個實驗看上去熱鬧，實際上對本節課內容并無幫助，同時由于前面占用時間較多，整個實驗時間也不長，象征性地完成，并且得出了老師希望的結論.

但并不是說，這節課沒辦法用STEM理念完成，個人覺得，在學生學習了圓柱體積的計算之后，可以安排這樣的數學實踐活動：

第一個環節，展示自然界中存在的圓柱例如樹干，同時提出問題，為什么它們會是圓柱？

向AI提問，得到以下回答，這個回答并非一定在課堂上呈現，而是作為老師，需要先明白，并進行適當加工，用孩子們能理解的語言解讀.

其實DeepSeek的回答本身也是經過數學優化的，通過這個步驟，讓學生認識到自然界中存在圓柱是一種必然，轉而在我們的生活中，再去找圓柱體物體，會不自覺地去思考為什么會做成圓柱體，完成項目可行性研究.

第二個環節，進行實驗，但不是承重挑戰，而是用相同的A4紙去卷不同的圓柱或棱柱，再去測量它們的底面積，驗證用最小表面積獲得最大體積.

這就是對真實情境的修改，在小學六年級，學生對承重涉及到的物理知識并沒有太多認識，但對體積、面積的計算比較熟悉，所以實驗目標需要調整.

第三個環節，實驗之后的歸納與小結，通過制作不同圓柱和棱柱，測量并比較體積，得到結論，讓學生用數學語言描述結果，并進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干為什么是圓柱體，完成從生活到數學，再從數學回歸到生活的閉環.

若條件許可，也可以進行這類承重挑戰，我們可利用3D打印機打印出相應的圓柱或棱柱，用小型液壓機來測試它們的承重能力，但背后的原理仍然不是六年級學生可以理解的，只是按課標上的“了解”層次來要求學生.

我們不能用“打補丁”的方式來進行STEM課堂教學，從教學設計開始，就應該是一個完整的項目，整個課堂都要圍繞這個項目進行，充分給學生探究、交流、思考的時間，而不能借用一個或幾個實驗或操作活動來點綴.

五、總結

基于STEM理念的數學課堂教學，我們也理解為數學綜合與實踐，采用項目式學習的方式，用40分鐘完成項目的研究，并且能夠得出學生理解的結論，解決項目中的問題，即整節課需要的是解決問題，學生的收獲也應該是解決了問題.

在備課之前，需要廣泛了解真實情景下的問題是如何產生，如何解決，如何拓展到其它方面的，在這個基礎上，對問題本身再加工，使其變成課堂上可以實施的項目，學生可以解決的問題，同時堅持STEM教學的常態化，不是為了公開課作秀，堅持理念學習，更新自已的教學知識庫，從而給學生更優秀的學習體驗.