基于STEAM教育的小学数学教学资源开发与优化研究

［摘  要］ 在小学阶段，教师要创新教学方法培养学生的创新思维和解决问题的能力。文章基于STEAM教育理念，探讨如何改进和优化小学数学教学资源，促进学生全面发展。

［关键词］ STEAM；小学数学；趣味性；实用性；资源

在小学阶段引入STEAM教育，能够更好地激发学生的学习兴趣，提高他们的综合素质。当前，我国的小学数学教学还存在一些问题：教师过于注重知识的传授，忽视对学生创新能力的培养；教学方法单一，缺乏与实际生活的联系；教材内容过于理论化，缺乏趣味性和实践性等。这些问题严重影响了学生对数学的兴趣和学习效果。因此，基于STEAM教育的小学数学教学资源开发与优化显得尤为重要。教师将STEAM教育理念融入数学教学中，可以改变传统的教学模式，使学生能够在实践中学习和理解数学知识，增强他们的问题解决能力和创新意识。

一、STEAM教育的基本理论与内涵解读

STEAM教育理念是一种创新性教育倡议，其理念原型被称为STEM，代表了Science（科学）、Technology（技术）、Engineering（工程）和Mathematics（数学）这四个学科领域，目的是通过这些学科交叉融合的教学方式，提升学生在这四大领域的知识技能，并进一步提高他们的综合素养。后来，为了更全面地涵盖各个领域，艺术（Arts）也加入其中，使得STEAM的理论更加丰富和完善。

二、基于STEAM的小学数学教学资源的开发与优化路径

1. 明确目标，整体规划

这个目标不仅是学生的学习目标，也包括教师自己的教学目标，教师应该知道“学生通过学习数学能够达到什么样的水平”“通过什么样的方式来实现这一目标”。对于学生的学习目标，教师可以参考《义务教育数学课程标准（2022年版）》，同时也要考虑到学生的个体差异和兴趣爱好。对于教学目标，教师需要根据教学理念和教学经验来制订。这个整体规划既包括对整个学期的教学内容和进度的规划，也包括对教师所使用的教学资源的规划。在规划教学内容和进度时，教师应尽量做到内容丰富、难度适中、节奏合理。在规划教学资源时，教师要尽可能地利用各种可用的资源，如教科书、网络资源、实物模型等，并且要保证这些资源的质量和适用性。

比如，如图1所示，在“数据收集与分类整理”课程中，笔者设定了一个关键的学习目标：让学生学会采用他们自己的独特方法来有效组织和呈现数据。教材针对这个目标设计了两种常用的数据表示方式：画正方形或者画勾（画“□”或画“√”）。在实际的课堂教学中，学生在处理情境图时很少选择使用画正方形或画勾的方式记录数据，他们会直接数出结果，然后才开始画正方形或画勾，这种操作方式经常让学生觉得没有必要。为解决这个问题，教师可以灵活使用多媒体工具，使主题图像动起来，让角色有顺序地分批出现和消失。

设计意图：教师要通过生动、直观的方式让学生理解和掌握数据整理的方法。比如，当在课堂上展现一个由许多小动物组成的动态主题图时，每个小动物代表一种类别，每种类别的数量是需要统计的数据。学生需要根据动画的顺序，一步步完成数据的收集和整理。这样不仅可以让学生亲身体验数据处理的过程，还可以让他们感受数学的乐趣和实用性。

2. 结合实际，精选内容

教师首先要深刻理解并内化STEAM教育的理念，认识到数学不仅是一门科学，更是一种语言和工具，可以用来解决生活中的实际问题。教师只有真正理解和接受这一理念，才能将其融入日常教学中。数学教学资源广泛存在于生活中，教师要善于观察和挖掘。

比如，在“负数的初步认识”的教学中，教师要深入理解和利用教材，才能充分发挥其作用。部分教师通常会在完成例1的教学后，直接告诉学生像“-20”这样的数就是负数。然而，教材中在两个实例之后才正式介绍“负数”的概念。这种差异并非偶然，而是源于对小学生的年龄特点和知识水平的理解。在小学阶段，考虑到学生的认知特点，许多数学概念并非以严谨的数学定义来传授，而是采取更为直观易懂的方式——通过具体的例子或图解来揭示这些概念的本质特征。因此，在实际教学中，教师应注重把理论与实际结合起来，精选教学内容。比如，教师可以通过展示气温变化的图表，让学生明白低于零度的气温可以用负数表示；海拔高于海平面用正数表示，低于海平面则用负数表示。在揭示正数和负数的概念时，教师可以通过举例说明的方式，使学生能够更深刻地理解负数的意义。比如，教师可以让学生思考“如果我欠了你10元钱，那么我的账户余额是多少呢”这样的问题，引导他们认识到正数和负数之间的关系。

3. 深化理解，调整顺序

教材的内容和结构是经过科学验证的，但是教师不能局限于教材本身，将其当作一个僵化的事物去应对。教师应以学生的知识进步和技能提升为出发点，灵活运用教材。当教师从大单元的角度去评估教学时，会察觉到适当改变知识教学的顺序可以达到事半功倍的教学效果。

教材并不是一个死板的、固化的东西，而应根据学生的需求和发展进行调整。教师要明白，教育的目标不仅是让学生掌握书本上的知识，更重要的是培养他们的思考能力和创新能力。因此，教师在教学过程中不仅要遵循教材的内容，还要结合学生的实际情况灵活运用。

比如，“三角形、平行四边形和梯形”这个教学模块的设计包括对各种形状的学习与探索。“三角形的内角和”作为其中的一个关键知识点，被设定为教学的重点和难点之一，并在例4中进行了详细介绍。从例5到例9，教材引导学生逐步了解并掌握关于三角形的各种类型，以及对平行四边形和梯形的基本认知。在完成这些主题的学习后，教材在单元课程的最后阶段安排有关“探索规律——多边形的内角和”的学习内容。如果从相关性和连续性的角度看，最理想的教学安排应该是在三角形的内角和之后立即开始探讨多边形的内角和。因此，教师要根据这种情况，灵活调整教学内容的呈现顺序。如表1所示，教师可以尝试在传授“三角形的内角和”的知识点之后，立即引入“探索规律——多边形的内角和”的主题，这样既能保证学习内容的相关性，也能让学生更好地把握知识的连贯性。

4. 优化练习，二次开发

在选择和设计课后习题时，教师可以借鉴STEAM理念，增加一些实践性题目，让学生在实际操作中理解和掌握数学知识。对于习题的难度，教师应该遵循由易到难的原则，逐步提升学生的解题能力。可以先从基础题入手，让学生掌握基本的知识点；然后再给出一些稍有难度的应用题，锻炼他们的思维能力和解决问题的能力。

对小学生来说，“平移、旋转和轴对称”这些概念较为抽象和复杂。因此，在教学过程中，教师要引导学生有效理解并掌握这些概念，将所学知识与现实生活中的具体案例相结合。在这个知识点的学习过程中，习题起着举足轻重的作用。教材中的“练习一”根据知识的发生逻辑设计了一系列富有针对性的习题。其中，第1题让学生通过对一组熟悉图案的观察和分析，判断哪些图案包含了平移现象（见图2）。

为了开发这道习题的教学资源，教师要集中精力关注“熟悉图案”这一核心概念，让学生运用自己的经验来识别并确定哪些图形包含平移现象。教师可以进一步引导学生将观察到的平移现象转化为旋转或轴对称的现象，这样不仅有助于增强学生的兴趣和参与度，也能够有效增强他们对“平移、旋转和轴对称”的理解，并进一步巩固他们的学习效果。值得注意的是，教师可以尝试通过更深入的二次开发来优化这道习题的学习体验。比如，让学生亲手制作平移、旋转和轴对称的图形，以加深理解和体验。虽然这种方法会增加教学难度，但是只要针对部分学生实施，就能取得良好的教学成果。在整个教学过程中，教师要始终围绕“熟悉图案”这个关键词，引导学生积极思考和探索，以此提高他们的兴趣和学习效率。同时，教师要勇于创新，尝试不同的教学方法，以满足不同学生的学习需求，提升整体教学质量。

对于教材设计的题目，教师可以尝试将各种图案和实际生活场景结合起来，引导学生观察并找出其中包含的平移、旋转或轴对称现象。比如，在教学“数图形”这一主题时，教师可以通过让学生计算花坛或篮球场等图案中的元素数量来训练他们的空间观念和几何思维；在教学“分数和小数”这一主题时，教师可以通过让学生自己动手切蛋糕等实物来理解分数和小数的关系。为了鼓励学生主动学习，教师可以让学生自己设计习题。比如，在教学“面积和周长”的相关知识后，教师可以让学生选择一个自己喜欢的图形为基础设计一道相关的习题，让其他学生来解答。这样既可以让学生复习和巩固所学的知识，又能激发他们的创造力和团队协作能力。教师还可以利用STEAM教育的理念，结合科学、技术、工程和艺术等多个领域的内容，开发一些跨学科的教学资源。比如，在教学“比例和比值”这一主题时，教师可以引导学生研究不同乐器的声音频率与长度的比例关系；在教学“数据分析”这一主题时，教师可以让学生通过收集和分析学校的垃圾分类数据理解环保的重要性。

三、未来展望：深化研究，提升教学质量

教师必须认识到，无论教学内容如何变化，激发学生学习兴趣、培养学生创新能力始终是教师的首要任务。因此，教师要不断深化对小学数学教学的理解，努力探索有效的教学方法和策略，以满足学生日益增长的学习需要。在当前信息化的社会环境下，教师要关注信息技术在教学中的应用，借助于网络和多媒体技术，为学生提供更为丰富、多元化的学习资源，帮助他们更好地理解和掌握数学知识。

总之，教师要进一步深入研究，积极探索和实践，提高教学质量，培养具备创新意识和实践能力的新一代人才。这不仅是一个理想的愿景，更是教师义不容辞的责任和使命。