STEAM教育理念下小學數(shù)學“綜合與實踐”領域教學模式的行動研究

一、行動研究背景(一)問題提出《義務教育數(shù)學課程標準(2022年版)》明確指出:“綜合與實踐”是小學數(shù)學學習的重要領域。學生將在實際情境和真實問題中,運用跨學科的知識和方法,形成模型意識、創(chuàng)新意識,繼而發(fā)展核心素養(yǎng)。在小學數(shù)學“綜合與實踐”領域的實際教學中,因為課程資源較少,備課難度較大,教具和學具準備起來麻煩,課堂組織相對困難,并且不是教學評價的重點,所以許多教師一帶而過,所占課時極少。以STEAM教育理念為依托,在小學數(shù)學“綜合與實踐”這一領域中進行教學模式的研究,不僅可以對傳統(tǒng)的課堂教學模式進行創(chuàng)新,而且可以讓學生的學習方式發(fā)生本質的變化,真正有效地提升學生的數(shù)學抽象、創(chuàng)新、應用等綜合能力,讓學生更加全面地發(fā)展。教師通過理論研究、課例研討,在數(shù)學課堂教學中融入多學科教學理念,提高自身課程實施能力。(二)研究綜述1.數(shù)學“綜合與實踐”領域研究《義務教育數(shù)學課程標準(2022年版)》提出“設立跨學科主題學習活動,加強學科間相互關聯(lián),帶動課程綜合化實施,強化實踐性要求”。通過梳理近年的文獻,目前國內關于數(shù)學“綜合與實踐”的研究聚焦于教學現(xiàn)狀及對策研究、相關的教學內容及設計研究,鮮有學者關注其教學模式,在一定程度上導致教師在具體實施中缺乏理論指導,在課程教學時考慮不夠全面。20世紀初,國外就開始重視數(shù)學知識在生活實際的應用。部分國家雖然未明確提出“綜合與實踐”這一教學領域,但都強調了數(shù)學應用與實踐的重要性,關注學生綜合運用多學科知識解決問題的能力。2.STEAM教育研究STEAM教育的有關實踐研究在逐年增多。在國外,最先提出STEM教育的是美國,其最常見的教學方法是基于問題和項目的學習。美國的專家學者也提出了一些STEAM教育的實用策略。3.STEAM教育理念下小學數(shù)學“綜合與實踐”領域教學模式的研究目前國內外關于STEAM教育理念和小學數(shù)學相結合的研究比較豐富,但是具體到“綜合與實踐”領域的研究并不多,多數(shù)都是涉及其中兩個主題的,真正將這三個主題融合在一起進行研究的較少。相關文獻基本上都是有關教學應用研究和活動具體設計的。(三)研究目的1.探索教學模式探索基于STEAM教育理念的小學數(shù)學“綜合與實踐”的教學模式。2.促進師生共同發(fā)展在研究過程中不斷總結、反思、調整,形成資源,并在教學中應用、推廣,促進師生共同發(fā)展。一方面提升教師基于STEAM理念的教學水平以及課程實施力,另一方面促進學生的全面發(fā)展。3.提升教學品質利用“綜合與實踐”構建知識體系,將STEAM理念滲透到教學過程中,提升“綜合與實踐”領域教學品質。二、行動研究設計(一)研究主體與研究對象在有了對STEAM教育理念下小學數(shù)學“綜合與實踐”領域教學模式進行行動研究的想法后,筆者展開了對研究團隊的組建,很快來自區(qū)域內5個實驗校的30名老師集結起來,50多個班級參與到研究中。(二)研究方法除了問卷調查法,我們還采用了文獻研究法、案例研究法等方法展開研究。1.文獻研究法為提高研究的專業(yè)性與有效性,我們一直堅持邊學習邊研究,圍繞研究目標和研究內容,積極拓展多元學習空間,從五個方面閱讀不同類型的書籍和相關文獻:課題研究類、教學模式類、兒童心理類、數(shù)學文化類及教學技能類。這為課題開展提供了有效的理論支撐。2.案例研究法和觀察法通過開展相關課例研究,關注課本+拓展、課內+課外、校內+校外,著力形成STEAM教育新理念下小學數(shù)學“綜合與實踐”領域的教學模式。三、行動研究的實施在調查分析的基礎上,我們展開了以下行動研究:教學主題框架研究;教學設計流程研究;作業(yè)設計研究;校外活動研究。(一)問卷調查分析為了準確了解小學數(shù)學“綜合與實踐”領域的教學現(xiàn)狀和學生的學習情況,團隊成員商定編制了“STEAM教育理念下小學數(shù)學‘綜合與實踐’領域教師調查問卷”和“STEAM教育理念下小學數(shù)學‘綜合與實踐’領域學生調查問卷”,對團隊成員所在學校的教師和學生們進行了問卷調查。為了突出問卷調查的真實性和有效性,我們利用問卷星進行了不記名的線上問卷調查。通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析,教師及學生問卷調查結果整理如下:調查內容調查結果學習途徑88.89%的老師清楚教材中“綜合與實踐”領域的內容;94.44%的老師都是通過課程標準、教材、教學參考書來了解這部分的教學內容的教學認知老師們了解開展“綜合與實踐”領域的內容學習,對學生學習數(shù)學興趣、綜合應用數(shù)學知識解決實際問題的能力的提升以及自身教學方式的轉變都有著非常重要的影響教學行為52.78%的老師在小學數(shù)學“綜合與實踐”領域的教學中產生消極情緒,原因是沒有受過專業(yè)培訓,感到力不從心;25%的老師認為占用課時,影響教學進度調查內容調查結果學習興趣學生對數(shù)學學習興趣普遍較高,喜歡和非常喜歡的人數(shù)占比達87.37%,將近13%的學生興趣一般學習應用56.19%的學生有時用數(shù)學知識來解決生活中的問題課程學習方式88.99%的學生喜歡數(shù)學“綜合與實踐”活動課,80.97%的學生會根據(jù)教師的要求認真做課前準備學習效果95.63%的學生認為學好數(shù)學對其他學科的學習有幫助,超過90%的學生認為在數(shù)學“綜合與實踐”活動課中有收獲學習建議在提建議時,多數(shù)學生提到希望多多開展一些數(shù)學“綜合與實踐”活動(二)教學主題框架研究為了讓研究扎實有效,讓老師們在研究中提升自我研究能力,我們開展了連續(xù)不間斷的讀書活動。在進行大數(shù)據(jù)梳理后,我們購買了一批書籍并訂閱了專業(yè)的學科雜志,保證老師們的閱讀資源充沛。同時,要求老師們反復研讀新課程標準,以保證研究能在落實新課標理念上有突破。老師們圍繞新課標開展讀書分享活動,在關聯(lián)自身實際教學的過程中,對“綜合與實踐”領域的主題活動有了更加深刻的理解。我們經常開展線下讀書分享會和為期一個月的線上讀書分享會,讓老師們既能在面對面的交流中產生思維碰撞,相互啟發(fā),又能在寒暑假保持學習的狀態(tài)。此外,我們還將請進來和走出去相結合:邀請北京市特級教師孫貴和校長做專題講座《新課標下大單元主題教學》,使團隊老師在專家的引領下明晰什么是大單元教學以及如何進行大單元主題教學;團隊老師積極參加上海、杭州以及合肥市內、區(qū)內有關“綜合與實踐”領域的教學研討活動。通過各級各類的學習,我們對研究內容的理解更加準確,在研究中初步明確了STEMA理念下小學數(shù)學“綜合與實踐”領域教學主題來源及設計的基本框架。(三)教學設計流程研究團隊老師在確定主題框架的基礎上,開展一系列的主題活動設計,對主題活動進行逐一的反復研討后,確定從“歡樂購物街”和“成語中的度”兩個主題開始開展典型課例研發(fā)。在分組確定任務后,兩個小組又進行了多次的線上線下反復打磨和研討,并在包河區(qū)做STEMA理念下小學數(shù)學“綜合與實踐”領域公開課的展示研討。在專家的指導下,通過開展主題活動設計研發(fā)活動,精心打磨典型課例,我們對教學設計流程進一步優(yōu)化,初步形成了STEAM理念下小學數(shù)學“綜合與實踐”領域教學設計流程。(四)作業(yè)設計研究作業(yè)是教學必不可少的環(huán)節(jié),也是學生學習的另一個渠道,因此我們也展開了相關作業(yè)設計的研究。團隊成員在寒假和暑假前都進行了細致的討論研究,結合不同年級教學的內容和學生的學情,思考如何設計出既能落實新課程標準,又能切實促進學生核心素養(yǎng)發(fā)展的“綜合與實踐”作業(yè)。經研究,我們明確了作業(yè)設計在內容上既可以是學后的拓展,也可以是學前的滲透和鋪墊,作業(yè)設計的難度要考慮到學生通過自身的努力可以完成,尊重學生的差異,既能夠讓不同層次的學生都能完成,又能完成的不一樣,體現(xiàn)出不同的思維水平。利用期中期末時間,我們在一、二年級設計并開展無紙化實踐活動,綜合評估學生的核心素養(yǎng)水平。(五)校外活動研究為進一步豐富STEMA理念下小學數(shù)學“綜合與實踐”領域主題活動的內容,我們不僅探索校內活動的設計與實施,也積極探索校外活動的組織與開發(fā),使研究的范圍在時間和空間兩個維度內得到延伸。四、行動研究成果(一)初步形成STEAM理念下小學數(shù)學“綜合與實踐”領域主題式教學設計流程根據(jù)STEAM教育理念、小學數(shù)學“綜合與實踐”領域的特點以及新課程標準的相關要求,我們初步形成了STEAM理念下小學數(shù)學“綜合與實踐”領域主題式教學設計流程,共包括6個基本環(huán)節(jié)。1.設計主題通過一段時間的典型課例打磨,我們發(fā)現(xiàn)在進行主題設計時要把握兩點:一是確定活動的核心主題;二是設置幾個子主題,這些子主題與子主題之間可以是環(huán)環(huán)相扣、層層遞進的。2.設計目標在進行教學目標設計時,將數(shù)學核心素養(yǎng)和跨學科相關內容有機融入三維教學目標中,形成主題式教學目標。3.設計內容教學內容是教學活動中非常重要的一個部分,在明確教學目標之后,要從學生視角出發(fā),圍繞教學主題和目標對教學內容進行設計,合理取舍、適當整合。4.設計問題“綜合與實踐”問題主要包括數(shù)學問題和跨學科問題兩類。前者包括識別性問題、算法性問題、應用性問題、探究性問題、情境性問題。后者表征為三個層面:我要去哪里?我如何去那里?我怎么判斷我已到達那里?5.設計過程對教學內容及場所、教師活動、學生活動進行安排,并闡明設計意圖。6.設計評價教學評價從三方面考慮:終結性評價、過程性評價和創(chuàng)新性評價。終結性評價是整體性評價;過程性評價要求教師關心學生在課堂上的表現(xiàn),包括但不限于與同學交流合作、積極思考、動手實踐等;創(chuàng)新性評價是新要求,要求教師對在課堂中討論出新策略的學生予以鼓勵。(二)初步建立STEAM理念下小學數(shù)學“綜合與實踐”領域教學主題框架“綜合與實踐”主要包括主題活動和項目學習等。第一、二、三學段主要開展主題式學習。本研究團隊在深度學習小學數(shù)學新課程標準相關要求及其提供的案例的基礎上,結合課內外實踐設計了STEAM理念下小學數(shù)學“綜合與實踐”領域部分教學主題框架,詳見下表。STEAM理念下小學數(shù)學“綜合與實踐”領域教學主題框架(三)初步形成STEAM理念下小學數(shù)學“綜合與實踐”領域教學模式在研究過程中,我們通過集體備課、同主題研討、典型課例打磨,初步形成了STEAM理念下小學數(shù)學“綜合與實踐”領域教學模式。(四)初步形成小學數(shù)學“綜合與實踐”領域教學設計集、教學案例集和論文集我們在各校開展了多次“綜合與實踐”課程的研討課、公開課,經過研討后形成一系列值得推廣的“綜合與實踐”課程教學設計集、教學案例集。同時,老師們積極探索、深度研究,將理論學習和課程實踐相結合,積極撰寫相關論文,闡述自己的觀點,形成論文集,并有部