高职学前师范生数学素养的内涵、现状及提升策略——基于STEAM教育视角

高巧萍,钱美兰,徐凤平

(南通师范高等专科学校,江苏南通,226010)

随着国际竞争的愈演愈烈,综合型人才对社会发展的重要性日益凸显。STEAM教育理念的提出为学校培养综合性人才提供了依据。STEAM教育理念诞生于STEM教育,STEM教育是science、technology、engineer、mathematics的首字母缩写,即科学、技术、工程和数学的整合性教育。Yakman于2006年提出把arts(人文艺术)融入STEM。至此,形成了“以数学为基础,以工程和技术为桥梁,来理解科学和艺术之美”的STEAM教育理念,强调教育应文理融合。[1]经过三十余年的发展,STEAM教育早已延伸至我国中小学及学前教育阶段。我国学者相继提出了STEM、STEAM和创客教育等新模式,肯定其在未来教育发展中的重要价值。本文基于STEAM教育视角,对高职学前师范生数学素养的内涵进行梳理,提出在新时代背景下高职学前师范生数学素养提升策略,可为高职学前师范生的专业人才培养提供参考。

一、内涵

(一)数学素养

1989年,美国全国数学教师委员会出台的《学校数学课程与评估标准》提出将问题解决能力、数学思想方法、数学交流能力、懂得数学的价值、数学信心五个方面作为数学素养的要素。[2]国际学生评估项目认为,数学素养是指个人在各种背景下制定、应用和解释数学的能力,它有助于理解数学在世界中的作用。[3]美国数学学习研究委员会将数学素养的内涵分为概念理解、程序流畅、策略能力、适应性推理、积极倾向五个方面,这五个方面的能力包括了知识、技能和信念。[4]20世纪80年代以来,国内学者越来越关注教育中的数学素养,认为数学素养是数学知识、能力和情感态度的综合体。[5]国内外学者对数学素养的内涵阐述多样,但都有一个共同内核指向,即个体适应社会所必备的与数学相关的知识、能力和情感态度。

(二)高职学前师范生数学素养

数学素养作为现代社会公民必备的素养之一,是思维品质和情感态度等方面的综合体现,有着巨大的育人价值。高职学前师范生作为未来的幼儿教师,肩负着幼儿数学启蒙的重任,其数学素养应体现幼儿教育特点和专业特殊性。结合数学素养内涵、学前教育的专业性,以及STEAM教育内容来看,高职学前师范生的数学素养不应局限于数学知识、技能和思维,还应结合STEAM中的科学、技术、工程和人文艺术,以及我国幼儿园五大领域的教育内容,注意数学与科学和人文艺术的结合,形成创新性、开放性和融合性的幼儿教育活动设计理念。这就构成了以数学知识、数学能力和数学情意(对数学的情感、态度和价值的认识等)为主的高职学前师范生数学素养教育内容。

二、研究设计

(一)研究对象

目前高职学前师范生数学素养相关研究较少。课题组历时两年,选取江苏省办学条件处于中等水平的两所公办专科师范学校和一所职业技术学院的学前教育专业学生作为研究对象,采取整群抽样的方式抽取五年制初招班四、五年级和三年制高招班学生进行实证研究。共发放问卷1300份,回收有效问卷1152份,其中在校生738名,实习生414名;男生97名,女生1055名。

(二)研究工具

在参考杨承根编制的“师范生数学素养调查问卷”[6]基础上,结合《3—6岁儿童学习与发展指南》中数学领域方面的内容预制调查问卷,邀请专家审查、修订后形成正式问卷。经检验,问卷Cronbach’s α为0.951,KMO取样适切性量数为0.935,说明问卷具有良好的信度和效度。

访谈提纲包括“您喜爱组织开展数学活动吗?您开展数学活动的频率是多少?”“开展数学教学活动过程中,您最常用的方法是什么?”“您所在幼儿园的大班在组织数学活动时会提前教一年级的数学内容吗?”“您在组织数学活动时能有意识地融合STEAM教育吗?”等问题,目的在于更深入地了解幼儿园数学活动的开展情况和幼儿教师(特别是实习生)的数学素养水平,为研究分析提供具体有效的策略奠定基础。

三、现状分析

(一)高职前师范生数学素养总体不高

研究发现,高职学前师范生的数学素养整体水平不高,知识、能力和情意三个维度均未达到理想水平。调查问卷第1—10题为数学知识维度问题。调查结果表明,高职学前师范生的数学学习明显带有应付考试的功利性目的,局限在课本上的“纯数学”知识范畴,对数学知识缺乏更高层次的理解,对数学史和数学文化知之甚少,对数学和社会、科学和人文等方面的关系更是缺乏了解。调查问卷第11—25题为数学能力维度问题。调查结果表明,高职学前师范生只在运算求解、演绎推理和空间想象这三个基本的数学能力方面勉强及格,在与新时代发展高度相关的信息处理、问题解决、交流表达以及更高层次的直觉思维、提问建模、应用创新、实验推广等方面的能力一般,未能满足信息时代高层次人才培养要求,高职学前师范生数学素养亟待提升。调查问卷第26—33题为数学情意维度问题。调查结果表明,高职学前师范生在一定程度上能认识到数学的科学价值和社会应用价值,但对数学在人文科学方面的价值认识严重不足,无法欣赏数学美和数学的理性精神。受用人单位选拔人才标准的影响,大部分高职学前师范生认为只要掌握相关技能(如弹、唱、舞、画、说)和一些教育学、心理学原理,就可以成为一名合格的幼儿园教师,因此,对文化课特别是数学课的学习不够重视,不喜欢数学学科的人数要远多于喜欢的人数。52.9%的高职学前师范生认为数学对他们今后的学习、工作和生活毫无用处,幼儿教育只需要掌握简单的数学知识便能胜任,自己完全没有必要学习数学课程。这种错误的数学学习观导致高职学前师范生的数学素养不高。

(二)高职学前师范生的数学素养存在差异性

高职学前师范生的数学素养在多个方面存在差异性。首先,在数学知识、数学能力和数学情意三个维度存在差异性。这三个维度得分从高到低依次是数学情意、数学知识、数学能力。其次,在招生性质方面存在差异性。这次调查对象的招生性质有三年制大专生、五年制定向培养生和五年制统招生三种。不同招生性质的高职学前师范生在数学知识、数学能力维度的数学素养存在显著差异。其中,三年制大专生数学知识和数学能力得分最高,五年制统招生得分最低。原因可能是三年制大专生经历了高中阶段的系统性数学学习,知识储备和学习能力高于五年制高职生,而五年制高职生绝大部分是中考失利学生,数学基础和学习能力较差。最后,高职学前师范生的数学素养在年级方面也存在差异性。其中,高招二年级数学知识得分最高,初招四年级得分最低。高招三年级和初招五年级的实习生在制定数学活动计划的能力与教学方法和策略的能力得分均高于低年级在校生。不同年级的学前师范生在数学情意维度的差异性不大。高职学前师范生的男、女生比例悬殊,在调查样本中,男生仅占8.4%,因此,未做性别方面的差异性研究。

(三)幼儿园早期数学教育活动开展不够理想

作为幼儿教育活动五大领域之一的幼儿数学教育活动,能为幼儿今后吸收科学知识、进行发明创造和开展艺术活动等奠定坚实的基础。访谈发现,幼儿园早期数学教育活动开展不够理想。首先,数学活动的开展呈现低频化现象,很多幼儿园教师害怕开展数学活动,开展STEAM教育活动的能力更是不足。究其原因是幼儿园教师数学领域的教学知识(MPCK)处于中等偏下的水平[7],教师缺乏必备的学科专业素养。数学活动低频化极有可能导致幼儿错过思维发展的黄金期,心智得不到充分开发。其次,幼儿园中的数学教育活动呈现小学化倾向,组织方式较为单一。《幼儿园教育指导纲要(试行)》在数学教育目标中明确指出,幼儿能从生活和游戏中感受事物的数量关系,并体验到数学的重要和意义。[8]同我国传统教育理念不同,现代的课程理念更加关注儿童的身心发展特点和思维发展水平,提倡将游戏融入幼儿教育活动。然而,部分幼儿园教师学历水平较低,受传统教育影响,在组织活动时未能从儿童发展的理念出发,偏重知识传授。组织活动的内容与其他领域的融合性不强,组织形式较为单一,数学活动领域尤其明显。很多幼儿园教师开展数数、计算,以及数的组合与拆分等小学化的教学活动,忽视促进幼儿思维发展、使幼儿感受生活中数学的有趣和有用等目标。

四、提升策略

(一)确定科学合理的课程,构建知识体系

学前教育专业要适应新时代的育人模式,必须确定科学合理的课程,构建全面的知识体系。树人先立德。首先,通过德育课程进行价值观引领,帮助学生建立正确的教师道德观,热爱幼儿教育事业,乐于学习数学。其次,除专业理论课程和技能课程外,高校要开足文化课程,特别是数学、科学类的理科课程,还要增加数学选修课程、拓展课程,如幼儿数学、数学游戏、数学简史、数学应用等课程。只有构建了全面的知识体系,才能把数学融会贯通于其他领域。在数学教学过程中,要树立数学与科学、人文、艺术等相交融的STEAM教育理念,以数学知识为载体,重在揭示数学的理性精神,培养高职学前师范生的思维能力,提高高职学前师范生的数学素养。

(二)提高数学文化水平,优化整体能力

调查显示,高职学前师范生对数学史和数学文化知之甚少,无法形成正确的数学观。在数学教学过程中应渗透数学文化,提高高职学前师范生的数学文化水平。将数学知识与历史发现结合起来,让高职学前师范生了解数学知识产生的背景、发展和蕴涵的本质。撷取并介绍对推进人类认识和改造世界有里程碑意义的数学课题,让高职学前师范生了解数学的内涵与意义,获得隐性的文化熏陶。还可向高职学前师范生介绍伟大数学家的生平事迹,如双目失明仍工作到生命最后一刻的欧拉,家境贫寒自学成才的华罗庚,微积分的发现者跨界数学家牛顿和莱布尼茨等。让高职学前师范生了解伟大数学家的优秀品质、人格魅力和伟大成就,感受数学精神和内涵,激发学习数学的兴趣,提升数学素养。

(三)开展多频数学活动,增强实践能力

STEAM教育的特点之一就是重视实践和体验性。近年来,国家对高职学前师范生的培养力度不断加大,为高校学生提供各种教学支持,如增加经费建设教育实践中心等。高职学前师范生数学教学长期以来把重点放在知识的传授上,对数学知识的应用重视不够。教师可借助STEAM校本课程,结合高职学前师范生的绘画、弹唱、手工等技能练习以及计算机、科学等多种课程资源进行项目化教学设计,开展多频数学活动,如制作活动、研究性学习活动、综合实践活动、建模活动、利用实物研究数和形的活动、调查活动等,引导学生在亲自操作探究中进行多元融合,形成整体性思维。STEAM中的数学是应用数学,它能让高职学前师范生学会用数学的眼光观察世界,用数学的语言描述世界,关注到生活中的数学,为今后高职学前师范生设计活动积累素材。因此,教师可引导高职学前师范生观察生活中的数学,如超市、街头商贩、建筑工地等蕴涵的丰富数学元素:超市里商品的形状、大小、数量、排列等,商贩的口头速算,建筑工地上的几何元素等。做好数学元素的观察和积累,对提高高职学前师范生的数学素养十分有益。除此之外,还要落实好教育实习。高校应充分利用教育实践基地,全力为高职学前师范生创造实践性环境,提供教育支持和实践机会,促进他们将理论和实践结合起来,在幼儿园实践中提高发现问题、分析问题和解决问题的能力,提升专业素养。

(四)采取多样化教学设计,提高创新能力

数学不仅与科学、日常生活联系紧密,也与艺术存在着密切关系。学习绘画有助于幼儿空间观念的建构,益于发展幼儿的形象思维和抽象思维。让幼儿在音乐活动中感受节拍的变化,可以提高幼儿的数感和推理能力,有助于幼儿对数数、找规律等方面的学习理解。让幼儿在折纸、拼搭等美工活动中感受对称、平移和旋转等空间变换的神奇之美。让幼儿在构造游戏中认识长方体、正方体、圆柱体,感受点、线、面的排列与组合,可以培养幼儿的几何思维能力和空间概念。高职学前师范生应以STEAM教育理念为指导,根据幼儿园五大领域内容,采取多样化方法进行幼儿数学教育活动设计,在活动过程中应始终坚持以渗透性、综合性、实践性、创新性思维为基础。高校教师应注意启发高职学前师范生将科学、艺术、健康等领域内容融入数学活动设计,指导学生开发数学玩教具,与幼儿园实践接轨。高职学前师范生要主动向高校教师及幼儿园教师请教,探讨如何针对不同的数学内容,选择性采用集中式教学或区域活动等不同的教育形式。STEAM教育的目的是让幼儿有更多理解世界的机会,使幼儿能科学、艺术地探索世界,懂得交流和展示。表演、绘画、音乐、讨论等可视化教学形式,可以帮助幼儿进行记录、想象、归纳和推理。高职学前师范生要积极探索多种数学活动设计,提高创新能力,努力成长为一名综合型的优秀幼儿教师。

总之,作为未来学前教育事业主力军的高职学前师范生,其数学素养还有待进一步提高。高校教师应针对高职学前师范生的专业特色,帮助其及早形成STEAM教育理念,构建全面的知识体系,增强数学应用意识。高职学前师范生应主动从STEAM教育的角度思考问题,将数学学习融入每个活动,为促进儿童思维发展、培养创新精神打下良好基础。