渗透STEM教育理念的综合实践活动设计

◇费晓燕（江苏：苏州汾湖高新技术产业开发区实验小学）

综合与实践是数学课程标准中划分的重要领域，这个领域的教学侧重于生活化、情境化问题，主要以跨学科学习为主。新课标也倡导小学阶段的数学综合实践活动可以采用主题式学习，强调将学科知识融入主题活动中，引导学生在过程中学会解决实际问题。下面笔者结合小学数学教材中的综合实践活动，基于STEM 教育理念，探讨如何在“主题式学习”中有效进行数学活动的设计。

一、测量小达人：我的身体尺子

日常生活中，人们经常会遇到测量或比较物体长度的实际问题，对于一些测量要求不是很精确、只需估测就能进行判断的，往往不需要借助实际的标准的尺子，而会选用更加方便快捷的“身体尺”，以提高估测的效率。

（一）问题驱动

我们已经借助直尺认识了厘米和米，其实每位小朋友的身上都藏着几把“身体尺”呢，想知道吗？

（二）测前讨论

我们身上会有哪些“尺”呢？身体的什么部位比较适合建立一把”尺“呢？“身体尺”需要什么刻度吗？通过阅读，学生知道了有“一拃”“一步”“一庹”“一脚”这些标准，那在实际测量确定这些标准时又要注意些什么呢？

（三）实际测量

学生以同桌合作的方式互相测量，并记录在数学书上，教师在学生测量的过程中不断巡视，对于学生中出现的测量方法、记录结果等的错误及时加以纠正。学生在测量中进一步明确：一拃要测量大拇指和中指完全撑开时的长度；一步是在人正常走路的状态下，从脚尖到脚尖（或脚跟到脚跟）的距离；一庹是两手侧平举，从中指到中指的距离；一脚是测量穿鞋状态下，从脚后跟到脚尖的距离。

交流：通过刚才的测量，你认识了哪些身体上的尺？你的身体尺都有多长呢？

说明：每个人的一拃、一步、一庹、一脚的长度是相对比较固定的，是独一无二的属于自己的身体尺。

（四）估测感知

在教室里，如果我想测量课桌长、黑板长、教室长，数学书封面长，应该借用哪把“身体尺”比较合适呢？用你选择的“身体尺”估测一下吧！

明确：在具体活动中，学生发现课桌长和数学书封面的长，比较适合用手指“一拃一拃”地去比画；黑板的长比较适合用双臂“一庹一庹”地去测量；教室的长比较适合用步去“一步一步”地丈量。

说明：可以根据物体的长短灵活地选用合适的“身体尺”，比较短的物体适合选用“拃”来测量，比较长的物体适合选用“庹”来测量，地面之类的适合选用“步”或“脚”来测量。

（五）应用拓展

布置两个课后任务，达到应用拓展、活学活用的目的：1.利用自己的“身体尺”估测更多物体的长度。2.找找自己的身上还有哪些隐藏的“身体尺”。

学生在现实情境中有了更多的展示空间，选用合适的“身体尺”测量出了篮球场的长大约有几步，自己家的书桌长大约有几拃，床大约有几庹；同时也借助课堂中获得的测量经验找到了自己的一拳宽、一指宽、一臂长、一掌宽等更多的“身体尺”，在实际情境中争做“测量小达人”。

二、方向小达人：画校园平面图

生活中，人们时常要与方向打交道，开车靠导航已成为现代人出行必不可少的一部分，所以从小就要让孩子建立良好的方向感。二年级时，学生学习了八个方向，应及时让他们在校园里利用指南针或方向板加以巩固，不断发展空间概念。

（一）问题驱动

我们每天在校园里学习、玩耍，你了解、熟悉我们的校园吗？能结合“认识方向”单元中学到的知识让校园中的景物更加立体形象吗？

（二）设计方案

开始测定前，在教室里与学生一起探讨设计活动方案，确定以四人为一小组，先在校园里选择好一个观测点，组与组之间要注意避免集中，尽量分散一点进行观测，每组都要有一张观测纸，便于随时记录，上面写好“组号”和“观测地点”，下面的表格中写上“八个方向”，对应的“景物”一栏先空着，具体观测时再记录。

在找到八个方向前，最好能先确定其中的一个方向，再借助方位顺序来判断其他方向，此时就可以请指南针来帮忙，“N”代表“北”，“S”代表“南”。需要提醒学生注意的是，理论上，红色的指针是一直指着“N”的，但在实际操作中，经常会出现与盘面上指示方向不一致的情况，这就需要旋转指南针，让红色指针指着“N”。确定北面之后，再根据方位顺序绘制方向板，确定另外的七个方向。

小组间的四人要合理分工合作，观测后只需选择每个方位的主要景物进行记录，不需要面面俱到都写下来，同时特别要注意安全。

（三）实际观测

学生有序地走出教室，走入校园，来到预定的教学楼、操场、食堂、图书馆、花坛等观测点进行实际观测，再从这个观测点出发找到八个方向上的主要景物，并能图文结合地记录下来。过程中老师也发现了学生确定其中一个方向的多样化：有的小组用指南针先确定了“北面”，有的小组利用特定时间太阳的位置确定了“东面”，有的小组利用校园里的指示牌来确定方向。可见在实际情境中，学生是能灵活运用已有的知识来解决问题的。

（四）测后交流

实际观测结束后，学生回到教室，分小组交流本组的活动过程，展示记录结果，结合老师展示的图片进行比对和完善，形成个性化的校园平面图。

（五）课后拓展

说明：方向在实际生活中应用十分广泛，学生可以结合本堂课的学习经验，以自己家为观测点，画一画八个方向的平面图，更加了解熟悉自家的周边环境，做一个名副其实的“方向小达人”。

三、制作小达人：时间都去哪了

时间充斥于我们的日常生活中，往往在不经意间悄悄地溜走了，那么时间是怎么“溜走”的，又“溜”到哪去了呢？引导学生制作有关时间的小手工，感悟时间的珍贵，激发创新意识，提高合作和动手操作的能力。

（一）问题驱动

时间是我们的好朋友，每分每秒都在不停地流逝，但是它看不见也摸不着。怎样通过我们智慧的大脑、灵巧的双手，让时间“看”得见呢？

（二）探讨方案

全班先进行讨论，自由说一说什么情况下时间是“看”得见的。结合生活经验，学生能说出的记录时间的方法有钟表、影子、水钟、沙漏等，老师也及时在课件上展示一些手工制作的图片，询问学生对于哪个制作最感兴趣，说说自己喜欢的理由。接着以四人为一组，确定自己小组要制作的手工，分小组讨论制作此手工时需要用到的材料、工具以及可能会碰到的困难、需要收集的资料和所需的帮助等，共同研制好手工制作的设计初稿。

（三）任务布置

确定小组名称，如：手工钟表组、日晷模型组、工具水钟组、简易沙漏组……四人小组分工合作，收集相关的视频或图片资料，收集制作时要用到的各种材料。要注意材料的环保卫生，过程中如遇到困难要讨论商量，不能解决时及时向老师、家长寻求帮助，务必注意安全。

（四）方案实施

学生分小组实施方案，四人一组建立讨论交流群，及时分享收集到的资料和材料，讨论操作的可行性，思考如何保证作品的精美、科学等；自由利用课间、活动课、延时服务、周末等时间不断完成和完善作品。

（五）交流评价

学生制作完成后，进行课堂展示的交流评价环节，学生分小组就“材料准备、制作过程、遇到的困难及解决方案、心得体会”等进行汇报，全班学生从“作品设计”和“交流展示”两方面进行评价，作品设计的评价标准分主题明确、材料环保卫生、制作精美三个维度；交流展示分精神饱满、表达清楚、寓意深远三个维度；同时也进行自我评价，评价自己在整个活动中是否做到了认真收集资料、积极思考、参与制作、乐于分享等。

引导学生经历完整的活动过程，感悟珍惜时间的重要性，也体会到手工制作能点缀生活的美，做一个爱学习、爱生活的“制作小达人”。

四、探究小达人：怎样滚得更远

在日常生产中往往会看到这样的现象，人们会利用斜面来帮助运输物体，从而达到省时省力的目的。学习即要为生活所用，引导学生结合生产生活中的现象，合作探索如何让物体滚得更远。

（一）问题驱动

生活中，你见过这样的现象吗（斜面运油桶）？知道当斜面与地面成多少度角时，物体会滚得远一点吗？

（二）实验讨论

先全班集中讨论，确定四人一组合作进行，利用书本和木板搭成不同角度的斜面。为了测量的方便，可以选用比较常见的角度进行实验，比如30°、45°、60°。用圆柱形物体模拟大型物体，让它自然地从斜面上滚下来，待其自然静止之后用卷尺测量从斜面底边到静止处的距离；为了增加数据的可靠性，每个角度的操作要多重复几次，记录每次数据并求出最后的平均数，减少误差；另外组和组之间要分散一点，给物体的滚动留有充分的空间，活动中注意安全。

（三）实施实验

学生四人一组进行探究实验，先用不同数量的书本与木板搭建成30°、45°、60°的斜面，每个角度的斜面至少操作测量三次，求出相应的平均数，再自定一个角度，搭建相应的斜面，利用同样的步骤进行重复实验。

（四）初得结论

操作活动结束后，引导学生对本组的实验数据进行对比和分析。学生通过计算和比较每次平均数的大小，得出初步的实验结论：当斜面与地面成45°时，物体能滚得更远。

（五）交流探讨

组织全班分小组进行汇报，结合全班的实验数据比对，得出最后的结论，与各小组初步的结论吻合。

说明：很多的生活现象都可以抽象为数学问题，用数学的思想和方法进行解决，同时查阅资料拓宽学生的思维，物体在斜面上的滚动会与摩擦阻力、斜面加速度、斜坡长度、斜坡高度等有关。还有专门的公式能证明坡度呈45°时，滚动距离最长，通过具体的实验活动，助力学生不断成长为“探究小达人”。

以上的四个主题式学习均来源于数学课堂，但所体现的不仅仅是单纯的数学思想和方法，更是在一种跨学科理念引导下的综合性学习。期待我们的学生能在这样的主题式学习中不断积累活动经验，完善知识结构，提高综合素养。