基于STEAM教育理念的信息技術(shù)教學(xué)形態(tài)探索

劉 璐（福州屏東中學(xué)，福建 福州 350001）

STEAM教育的教學(xué)理念，是將創(chuàng)新教學(xué)、互動教學(xué)、項目學(xué)習(xí)、任務(wù)分解、討論交流等方面融作一體，整合學(xué)生的豐富好奇心與創(chuàng)造性這類特有特點的一種新型的教育模式。以培養(yǎng)青少年的探索實踐和知識創(chuàng)新能力為主導(dǎo)，讓青少年從過程中加強學(xué)習(xí)工程、科學(xué)、藝術(shù)、數(shù)學(xué)以及技術(shù)的知識；注重知識與與前沿技術(shù)的相互結(jié)合；在思維相互碰撞中，將學(xué)生的各種技能與認知進行提高，強化自主探究精神；培養(yǎng)學(xué)生融合各學(xué)科知識來解決問題的才能、團隊合作才能和創(chuàng)新能力。

一、STEAM教育中信息技術(shù)教師的角色

STEAM教育的迅速發(fā)展，使教育產(chǎn)生了革命性的變化，更新著傳統(tǒng)的教育思想觀念，改變著教育教學(xué)的環(huán)境、過程、方式和方法，影響著教師的角色。學(xué)生獲取信息和知識的多樣性，使得教師主導(dǎo)的知識傳授的地位正接受挑戰(zhàn)。信息技術(shù)的課程教學(xué)要求“教師在教學(xué)中要緊緊圍繞學(xué)科核心素養(yǎng)，以項目方式整合課堂教學(xué)，重構(gòu)教學(xué)組織方式，創(chuàng)設(shè)有利于學(xué)生開展項目學(xué)習(xí)的數(shù)字化環(huán)境、資源和條件，引導(dǎo)學(xué)生在數(shù)字化學(xué)習(xí)的過程中，領(lǐng)悟數(shù)字化環(huán)境對個人發(fā)展的影響，養(yǎng)成終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣。”與STEAM教育理念有著深度融合。信息技術(shù)教師在教學(xué)過程中，以自己豐富的學(xué)科知識和專業(yè)才能，對學(xué)生進行及時引導(dǎo)，給學(xué)生提供適時的支持和幫助。教師不再是機械地教授知識、答疑解惑的教書匠，而應(yīng)充當(dāng)?shù)氖且粋€課堂教學(xué)的組織者、設(shè)計者和輔助者的角色。在學(xué)生互動合作的過程中，教師應(yīng)該循循善誘，讓學(xué)習(xí)小組之內(nèi)形成良好的自由的合作氛圍。在學(xué)生探索的過程中，教師應(yīng)當(dāng)是引領(lǐng)者，遇到教師課前不曾預(yù)設(shè)或不熟悉不了解的知識，教師應(yīng)該放開心態(tài)和學(xué)生一同成為學(xué)習(xí)者、探索者、創(chuàng)客者。

二、基于STEAM教育的信息技術(shù)課程形態(tài)設(shè)計

STEAM教育理念下的信息技術(shù)教學(xué)設(shè)計，要求教師能根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)，多次優(yōu)化、深度挖掘教材。運用創(chuàng)客思維深入至教學(xué)內(nèi)容挖掘的一點一滴中，提出在藝術(shù)與科學(xué)、感性與理性之間的技術(shù)專業(yè)的學(xué)科意義和教育方法論，潛移默化地培養(yǎng)出具有信息素養(yǎng)的人才。

1.設(shè)計項目式課題

運用項目式小組合作學(xué)習(xí)，使學(xué)習(xí)者觸類旁通之前已有知識的架構(gòu)和技能，在學(xué)習(xí)創(chuàng)造過程中找到存在的問題，針對問題進行分析，找出解決問題的方案、創(chuàng)造模型、測試評價、知識遷移，使之體驗一整套完備的創(chuàng)客作品創(chuàng)造過程，學(xué)生解決問題的創(chuàng)新性將得以大大提升。同時，教師必須掌控好學(xué)情，才能設(shè)計出符合實情的項目分解任務(wù)，充分發(fā)揮學(xué)生創(chuàng)新熱情，投入到完成學(xué)習(xí)任務(wù)和實例的過程中。為學(xué)生架設(shè)一個滿足需求的創(chuàng)客載體，導(dǎo)航豐富的創(chuàng)作素材。

2.設(shè)計思維風(fēng)暴的意境

熱愛創(chuàng)造是創(chuàng)客們的動因，讓每一位學(xué)生投身于自己感興趣的事中，如此一來學(xué)生就有了充足的創(chuàng)造力去攻克問題。所以在信息技術(shù)教學(xué)設(shè)計中應(yīng)能體現(xiàn)通過對項目課題觀察歸納、提出問題；設(shè)想一個解決方案；與人合作尋求最優(yōu)解決方案(模型)；互評“解決方案”分享成功喜悅的項目案例。引導(dǎo)發(fā)散思維，通過聯(lián)想與設(shè)想，用自己的邏輯把這些信息重新組合，得到的“設(shè)想”其實就是做頭腦風(fēng)暴，盡可能多的去想解決方案，用最小代價做出解決方案。

3.設(shè)計合作探索重實踐的課堂任務(wù)

為完成項目主題，信息技術(shù)教師應(yīng)緊扣項目主題，抽絲剝繭設(shè)計分解式的驅(qū)動任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生共同參與合作學(xué)習(xí)，注重操作實踐，創(chuàng)造性地完成學(xué)習(xí)任務(wù)，從而使學(xué)生自主優(yōu)化學(xué)科知識結(jié)構(gòu)。創(chuàng)客思維講究持續(xù)創(chuàng)新、樂于追求，秉承此思想將大大地培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)客思維。只有一次次的成功與失敗實驗，才會有一個更好的結(jié)果，在探究實踐螺旋曲線上升過程中，學(xué)生的技能和知識在不知不覺中有了提高，也更懂得創(chuàng)新、創(chuàng)造的艱辛與樂趣，充分品味到成功的幸福。持續(xù)地練就不息創(chuàng)新的內(nèi)力，造就敢想、敢做、敢質(zhì)疑的創(chuàng)新人格。［2］

4.設(shè)計問題解決的模式

問題解決教學(xué)模式指以問題為導(dǎo)向、解決問題為核心的課堂教學(xué)模式。教師通過精心設(shè)計提出問題，引導(dǎo)學(xué)生分析問題、探究問題、解決問題等步驟來掌握知識和技能。并將其上升到實際應(yīng)用的層次上，使學(xué)生學(xué)到的“活知識”能有效遷移到新情境中去，讓學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)新的問題，再創(chuàng)造性地解決問題。形成一個良好的循環(huán)，不但能夠更有效的完成教學(xué)任務(wù)，更能夠促成學(xué)生更好的發(fā)展與成長。［3］

三、基于STEAM教育的信息技術(shù)教學(xué)實施

基于STEAM的教育理念，“用選擇結(jié)構(gòu)求解‘猜數(shù)問題’（選修模塊1《算法與程序設(shè)計》）”將多學(xué)科的基礎(chǔ)知識整合在若干教學(xué)任務(wù)中，課程中師生首先共同熱身于“幸運52”價格競猜這么一個充滿睿智的游戲，了解游戲設(shè)計的主要環(huán)節(jié)。在此基礎(chǔ)上，以“價格競猜小游戲”為任務(wù)進行分析討論，將數(shù)學(xué)、信息技術(shù)、編程和美術(shù)等有機地交叉融合，進一步優(yōu)化算法，使學(xué)生在實踐體驗中學(xué)習(xí)應(yīng)用多學(xué)科知識有效地解決現(xiàn)實問題。圍繞項目活動主題，分解問題的任務(wù)，進行需求分析，設(shè)計算法。合理地使用選擇結(jié)構(gòu)編寫源程序并調(diào)試運行。在活動中體驗程序設(shè)計的過程與方法，提升學(xué)生在信息意識、計算思維方面的信息技術(shù)核心素養(yǎng)。［4］案例如下：

內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)：認知面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的基本思想與方法，掌握屬性、對象、事件、事件驅(qū)動等概念，能用所學(xué)知識解決一些簡單的問題。

學(xué)習(xí)要求：理解模塊化程序設(shè)計基本步驟，并能掌握其使用的方法。

知識要點：選擇控制結(jié)構(gòu)語句格式、數(shù)據(jù)類型、表達式、圖片屬性及編寫程序基本方式。

技能要點：掌握調(diào)試、運行程序的基本方法。

教學(xué)目標(biāo)：會使用程序設(shè)計語言實現(xiàn)用選擇控制結(jié)構(gòu)解決問題。

項目活動：猜拳游戲的程序設(shè)計（2課時）。

教學(xué)活動設(shè)計：

1.創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生興趣。引導(dǎo)學(xué)生進行“幸運52”價格競猜案例分析，梳理游戲內(nèi)容全過程，從中感悟出游戲設(shè)計過程的主要算法模型。STEAM教育的情境性特征易于啟發(fā)學(xué)生認識理解、發(fā)散思維形成。

教師活動：IF語句在小游戲中的應(yīng)用，學(xué)生熱身游戲“幸運52”價格競猜，比比誰競猜次數(shù)少，速度快?引導(dǎo)學(xué)生在游戲中探索規(guī)律。

2.合作探究，構(gòu)建新知。在合作學(xué)習(xí)的過程中，引導(dǎo)學(xué)生對程序語句的學(xué)習(xí)，充分利用數(shù)學(xué)、算法、美術(shù)等多學(xué)科知識，跨學(xué)科知識的交叉融合易于構(gòu)建新知。充分體現(xiàn)跨學(xué)科的STEAM教育的重要核心特征。

學(xué)生活動：“價格競猜小游戲”。想一想如何讓電腦學(xué)會判斷?（數(shù)學(xué)的二分法）

教師活動：引導(dǎo)IF語句格式、功能的學(xué)習(xí)（賦予電腦具有智能）

3.探索實驗，實踐活動。帶著問題學(xué)知識，實踐感悟知識。教師對學(xué)生進行體驗過程產(chǎn)生的新問題應(yīng)及時進行指點，啟發(fā)學(xué)生群策群力優(yōu)化設(shè)計方案，促成問題的解決。體驗STEAM教育的過程性知識。

學(xué)生活動：思考，如何讓計算機隨機設(shè)定價格？如何統(tǒng)計競猜次數(shù)？

教師活動：引導(dǎo)隨機函數(shù)Rnd（）、控件屬性PasswordChar設(shè)置，計數(shù)器、計時器等的學(xué)習(xí)。

4.解決問題，形成知識。深刻領(lǐng)悟知識點背后的意義，從所學(xué)知識點中歸納出此類問題解決的方法，進而提煉出新知識。

教師活動：點撥關(guān)鍵詞，健康標(biāo)準(zhǔn)也是人所賦予的。

學(xué)生活動：實驗讓計算機決策你的身高標(biāo)準(zhǔn)，修改程序代碼，形成知識。

5.學(xué)以致用，完成項目活動。學(xué)會將項目學(xué)習(xí)網(wǎng)站中分散的知識歸并，引導(dǎo)發(fā)散思維與思維碰撞，推導(dǎo)優(yōu)化解決問題的方案，進一步激勵學(xué)生敢于探索創(chuàng)新的潛能。

教師活動：提供項目學(xué)習(xí)網(wǎng)站內(nèi)容，啟發(fā)知識遷移。

學(xué)生活動：小組合作探究，任務(wù)分工，完成項目活動有所創(chuàng)新。

思考：如何決策勝負的算法，如何根據(jù)隨機數(shù)判斷顯示對應(yīng)圖片？小組討論，提出改進優(yōu)化方案后，繼續(xù)實驗探索，直到得出結(jié)論。

評價：互評項目活動結(jié)果，從互評中感悟創(chuàng)客的幸福。

四、結(jié)語

STEAM教育理念深刻優(yōu)化著信息技術(shù)學(xué)科的教學(xué)形態(tài)，讓學(xué)生在一片廣袤的思維天地中創(chuàng)造，引發(fā)學(xué)生的發(fā)散思維在適當(dāng)?shù)臅r機下進行討論與思維碰撞；讓學(xué)生在討論中有所感悟，進而同步調(diào)整并改進自身設(shè)計創(chuàng)造；讓學(xué)生有機會綜合運用所學(xué)知識提升自己思維深度；在創(chuàng)造中實現(xiàn)并完善知識體系的構(gòu)建與原理的理解的同步進行。學(xué)有所用，進而迸發(fā)出成就感，從生活中萌發(fā)創(chuàng)想意識。

［1］祝智庭，孫妍妍.創(chuàng)客教育：信息技術(shù)使能的創(chuàng)新教育實踐場［J］.中國電化教育.2015（1）.

［2］陳光.運用算法思維創(chuàng)新信息技術(shù)教學(xué)方法［J］.福建基礎(chǔ)教育研究.2011（11）.

［3］馬炯波.“問題解決式”課堂創(chuàng)新教學(xué)模式［EB/OL］.［2015-1-1］.ht tp://www.qikan.com.cn.

［4］李雯.STEM教育理念下的三維創(chuàng)意設(shè)計課程教學(xué)案例 .［EB/OL］.［2017-3-21］.ht tp://www.bjdcfy.com.