高職學前師范生數學素養的內涵、現狀及提升策略
——基于STEAM教育視角

高巧萍,錢美蘭,徐鳳平

(南通師范高等?？茖W校,江蘇南通,226010)

隨著國際競爭的愈演愈烈,綜合型人才對社會發展的重要性日益凸顯。STEAM教育理念的提出為學校培養綜合性人才提供了依據。STEAM教育理念誕生于STEM教育,STEM教育是science、technology、engineer、mathematics的首字母縮寫,即科學、技術、工程和數學的整合性教育。Yakman于2006年提出把arts(人文藝術)融入STEM。至此,形成了“以數學為基礎,以工程和技術為橋梁,來理解科學和藝術之美”的STEAM教育理念,強調教育應文理融合。[1]經過三十余年的發展,STEAM教育早已延伸至我國中小學及學前教育階段。我國學者相繼提出了STEM、STEAM和創客教育等新模式,肯定其在未來教育發展中的重要價值。本文基于STEAM教育視角,對高職學前師范生數學素養的內涵進行梳理,提出在新時代背景下高職學前師范生數學素養提升策略,可為高職學前師范生的專業人才培養提供參考。

一、內涵

(一)數學素養

1989年,美國全國數學教師委員會出臺的《學校數學課程與評估標準》提出將問題解決能力、數學思想方法、數學交流能力、懂得數學的價值、數學信心五個方面作為數學素養的要素。[2]國際學生評估項目認為,數學素養是指個人在各種背景下制定、應用和解釋數學的能力,它有助于理解數學在世界中的作用。[3]美國數學學習研究委員會將數學素養的內涵分為概念理解、程序流暢、策略能力、適應性推理、積極傾向五個方面,這五個方面的能力包括了知識、技能和信念。[4]20世紀80年代以來,國內學者越來越關注教育中的數學素養,認為數學素養是數學知識、能力和情感態度的綜合體。[5]國內外學者對數學素養的內涵闡述多樣,但都有一個共同內核指向,即個體適應社會所必備的與數學相關的知識、能力和情感態度。

(二)高職學前師范生數學素養

數學素養作為現代社會公民必備的素養之一,是思維品質和情感態度等方面的綜合體現,有著巨大的育人價值。高職學前師范生作為未來的幼兒教師,肩負著幼兒數學啟蒙的重任,其數學素養應體現幼兒教育特點和專業特殊性。結合數學素養內涵、學前教育的專業性,以及STEAM教育內容來看,高職學前師范生的數學素養不應局限于數學知識、技能和思維,還應結合STEAM中的科學、技術、工程和人文藝術,以及我國幼兒園五大領域的教育內容,注意數學與科學和人文藝術的結合,形成創新性、開放性和融合性的幼兒教育活動設計理念。這就構成了以數學知識、數學能力和數學情意(對數學的情感、態度和價值的認識等)為主的高職學前師范生數學素養教育內容。

二、研究設計

(一)研究對象

目前高職學前師范生數學素養相關研究較少。課題組歷時兩年,選取江蘇省辦學條件處于中等水平的兩所公辦?？茙煼秾W校和一所職業技術學院的學前教育專業學生作為研究對象,采取整群抽樣的方式抽取五年制初招班四、五年級和三年制高招班學生進行實證研究。共發放問卷1300份,回收有效問卷1152份,其中在校生738名,實習生414名;男生97名,女生1055名。

(二)研究工具

在參考楊承根編制的“師范生數學素養調查問卷”[6]基礎上,結合《3—6歲兒童學習與發展指南》中數學領域方面的內容預制調查問卷,邀請專家審查、修訂后形成正式問卷。經檢驗,問卷Cronbach’s α為0.951,KMO取樣適切性量數為0.935,說明問卷具有良好的信度和效度。

訪談提綱包括“您喜愛組織開展數學活動嗎?您開展數學活動的頻率是多少?”“開展數學教學活動過程中,您最常用的方法是什么?”“您所在幼兒園的大班在組織數學活動時會提前教一年級的數學內容嗎?”“您在組織數學活動時能有意識地融合STEAM教育嗎?”等問題,目的在于更深入地了解幼兒園數學活動的開展情況和幼兒教師(特別是實習生)的數學素養水平,為研究分析提供具體有效的策略奠定基礎。

三、現狀分析

(一)高職前師范生數學素養總體不高

研究發現,高職學前師范生的數學素養整體水平不高,知識、能力和情意三個維度均未達到理想水平。調查問卷第1—10題為數學知識維度問題。調查結果表明,高職學前師范生的數學學習明顯帶有應付考試的功利性目的,局限在課本上的“純數學”知識范疇,對數學知識缺乏更高層次的理解,對數學史和數學文化知之甚少,對數學和社會、科學和人文等方面的關系更是缺乏了解。調查問卷第11—25題為數學能力維度問題。調查結果表明,高職學前師范生只在運算求解、演繹推理和空間想象這三個基本的數學能力方面勉強及格,在與新時代發展高度相關的信息處理、問題解決、交流表達以及更高層次的直覺思維、提問建模、應用創新、實驗推廣等方面的能力一般,未能滿足信息時代高層次人才培養要求,高職學前師范生數學素養亟待提升。調查問卷第26—33題為數學情意維度問題。調查結果表明,高職學前師范生在一定程度上能認識到數學的科學價值和社會應用價值,但對數學在人文科學方面的價值認識嚴重不足,無法欣賞數學美和數學的理性精神。受用人單位選拔人才標準的影響,大部分高職學前師范生認為只要掌握相關技能(如彈、唱、舞、畫、說)和一些教育學、心理學原理,就可以成為一名合格的幼兒園教師,因此,對文化課特別是數學課的學習不夠重視,不喜歡數學學科的人數要遠多于喜歡的人數。52.9%的高職學前師范生認為數學對他們今后的學習、工作和生活毫無用處,幼兒教育只需要掌握簡單的數學知識便能勝任,自己完全沒有必要學習數學課程。這種錯誤的數學學習觀導致高職學前師范生的數學素養不高。

(二)高職學前師范生的數學素養存在差異性

高職學前師范生的數學素養在多個方面存在差異性。首先,在數學知識、數學能力和數學情意三個維度存在差異性。這三個維度得分從高到低依次是數學情意、數學知識、數學能力。其次,在招生性質方面存在差異性。這次調查對象的招生性質有三年制大專生、五年制定向培養生和五年制統招生三種。不同招生性質的高職學前師范生在數學知識、數學能力維度的數學素養存在顯著差異。其中,三年制大專生數學知識和數學能力得分最高,五年制統招生得分最低。原因可能是三年制大專生經歷了高中階段的系統性數學學習,知識儲備和學習能力高于五年制高職生,而五年制高職生絕大部分是中考失利學生,數學基礎和學習能力較差。最后,高職學前師范生的數學素養在年級方面也存在差異性。其中,高招二年級數學知識得分最高,初招四年級得分最低。高招三年級和初招五年級的實習生在制定數學活動計劃的能力與教學方法和策略的能力得分均高于低年級在校生。不同年級的學前師范生在數學情意維度的差異性不大。高職學前師范生的男、女生比例懸殊,在調查樣本中,男生僅占8.4%,因此,未做性別方面的差異性研究。

(三)幼兒園早期數學教育活動開展不夠理想

作為幼兒教育活動五大領域之一的幼兒數學教育活動,能為幼兒今后吸收科學知識、進行發明創造和開展藝術活動等奠定堅實的基礎。訪談發現,幼兒園早期數學教育活動開展不夠理想。首先,數學活動的開展呈現低頻化現象,很多幼兒園教師害怕開展數學活動,開展STEAM教育活動的能力更是不足。究其原因是幼兒園教師數學領域的教學知識(MPCK)處于中等偏下的水平[7],教師缺乏必備的學科專業素養。數學活動低頻化極有可能導致幼兒錯過思維發展的黃金期,心智得不到充分開發。其次,幼兒園中的數學教育活動呈現小學化傾向,組織方式較為單一?！队變簣@教育指導綱要(試行)》在數學教育目標中明確指出,幼兒能從生活和游戲中感受事物的數量關系,并體驗到數學的重要和意義。[8]同我國傳統教育理念不同,現代的課程理念更加關注兒童的身心發展特點和思維發展水平,提倡將游戲融入幼兒教育活動。然而,部分幼兒園教師學歷水平較低,受傳統教育影響,在組織活動時未能從兒童發展的理念出發,偏重知識傳授。組織活動的內容與其他領域的融合性不強,組織形式較為單一,數學活動領域尤其明顯。很多幼兒園教師開展數數、計算,以及數的組合與拆分等小學化的教學活動,忽視促進幼兒思維發展、使幼兒感受生活中數學的有趣和有用等目標。

四、提升策略

(一)確定科學合理的課程,構建知識體系

學前教育專業要適應新時代的育人模式,必須確定科學合理的課程,構建全面的知識體系。樹人先立德。首先,通過德育課程進行價值觀引領,幫助學生建立正確的教師道德觀,熱愛幼兒教育事業,樂于學習數學。其次,除專業理論課程和技能課程外,高校要開足文化課程,特別是數學、科學類的理科課程,還要增加數學選修課程、拓展課程,如幼兒數學、數學游戲、數學簡史、數學應用等課程。只有構建了全面的知識體系,才能把數學融會貫通于其他領域。在數學教學過程中,要樹立數學與科學、人文、藝術等相交融的STEAM教育理念,以數學知識為載體,重在揭示數學的理性精神,培養高職學前師范生的思維能力,提高高職學前師范生的數學素養。

(二)提高數學文化水平,優化整體能力

調查顯示,高職學前師范生對數學史和數學文化知之甚少,無法形成正確的數學觀。在數學教學過程中應滲透數學文化,提高高職學前師范生的數學文化水平。將數學知識與歷史發現結合起來,讓高職學前師范生了解數學知識產生的背景、發展和蘊涵的本質。擷取并介紹對推進人類認識和改造世界有里程碑意義的數學課題,讓高職學前師范生了解數學的內涵與意義,獲得隱性的文化熏陶。還可向高職學前師范生介紹偉大數學家的生平事跡,如雙目失明仍工作到生命最后一刻的歐拉,家境貧寒自學成才的華羅庚,微積分的發現者跨界數學家牛頓和萊布尼茨等。讓高職學前師范生了解偉大數學家的優秀品質、人格魅力和偉大成就,感受數學精神和內涵,激發學習數學的興趣,提升數學素養。

(三)開展多頻數學活動,增強實踐能力

STEAM教育的特點之一就是重視實踐和體驗性。近年來,國家對高職學前師范生的培養力度不斷加大,為高校學生提供各種教學支持,如增加經費建設教育實踐中心等。高職學前師范生數學教學長期以來把重點放在知識的傳授上,對數學知識的應用重視不夠。教師可借助STEAM校本課程,結合高職學前師范生的繪畫、彈唱、手工等技能練習以及計算機、科學等多種課程資源進行項目化教學設計,開展多頻數學活動,如制作活動、研究性學習活動、綜合實踐活動、建?；顒?、利用實物研究數和形的活動、調查活動等,引導學生在親自操作探究中進行多元融合,形成整體性思維。STEAM中的數學是應用數學,它能讓高職學前師范生學會用數學的眼光觀察世界,用數學的語言描述世界,關注到生活中的數學,為今后高職學前師范生設計活動積累素材。因此,教師可引導高職學前師范生觀察生活中的數學,如超市、街頭商販、建筑工地等蘊涵的豐富數學元素:超市里商品的形狀、大小、數量、排列等,商販的口頭速算,建筑工地上的幾何元素等。做好數學元素的觀察和積累,對提高高職學前師范生的數學素養十分有益。除此之外,還要落實好教育實習。高校應充分利用教育實踐基地,全力為高職學前師范生創造實踐性環境,提供教育支持和實踐機會,促進他們將理論和實踐結合起來,在幼兒園實踐中提高發現問題、分析問題和解決問題的能力,提升專業素養。

(四)采取多樣化教學設計,提高創新能力

數學不僅與科學、日常生活聯系緊密,也與藝術存在著密切關系。學習繪畫有助于幼兒空間觀念的建構,益于發展幼兒的形象思維和抽象思維。讓幼兒在音樂活動中感受節拍的變化,可以提高幼兒的數感和推理能力,有助于幼兒對數數、找規律等方面的學習理解。讓幼兒在折紙、拼搭等美工活動中感受對稱、平移和旋轉等空間變換的神奇之美。讓幼兒在構造游戲中認識長方體、正方體、圓柱體,感受點、線、面的排列與組合,可以培養幼兒的幾何思維能力和空間概念。高職學前師范生應以STEAM教育理念為指導,根據幼兒園五大領域內容,采取多樣化方法進行幼兒數學教育活動設計,在活動過程中應始終堅持以滲透性、綜合性、實踐性、創新性思維為基礎。高校教師應注意啟發高職學前師范生將科學、藝術、健康等領域內容融入數學活動設計,指導學生開發數學玩教具,與幼兒園實踐接軌。高職學前師范生要主動向高校教師及幼兒園教師請教,探討如何針對不同的數學內容,選擇性采用集中式教學或區域活動等不同的教育形式。STEAM教育的目的是讓幼兒有更多理解世界的機會,使幼兒能科學、藝術地探索世界,懂得交流和展示。表演、繪畫、音樂、討論等可視化教學形式,可以幫助幼兒進行記錄、想象、歸納和推理。高職學前師范生要積極探索多種數學活動設計,提高創新能力,努力成長為一名綜合型的優秀幼兒教師。

總之,作為未來學前教育事業主力軍的高職學前師范生,其數學素養還有待進一步提高。高校教師應針對高職學前師范生的專業特色,幫助其及早形成STEAM教育理念,構建全面的知識體系,增強數學應用意識。高職學前師范生應主動從STEAM教育的角度思考問題,將數學學習融入每個活動,為促進兒童思維發展、培養創新精神打下良好基礎。