BYOB可視化編程在STEAM教育中的應用探討

肖正興　李亞奇　鄭杰

摘 要 在“大眾創業、萬眾創新”的時代背景下，對于高職非計算機大學生不僅僅需要本學科的實用技能，還需要掌握復合型、跨學科的能力。本文利用BYOB可視化編程平臺實施STEAM教育，培養學生復合型、跨學科的能力，同時培養其運用編程思維解決本學科問題的能力，探索構建基于STEAM的跨學科教育模式。

關鍵詞 BYOB STEAM教育

信息技術高速發展的時代，信息技術已經與各行各業進行了深度融合，因此每個行業的人才都需要掌握編程思維，以便于運用編程思維的能力解決本專業的相關問題。

BYOB就是一個可視化、模塊化的編程平臺，利用該平臺可以構建虛擬世界，在充分地啟發和引導下，在解決問題的過程中，主動探索式的學習編程。

STEAM的原身是STEM理念，即科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、數學（Mathematics）的首字母。鼓勵學生在科學、技術、工程和數學領域的發展和提高，培養學生的綜合素養，從而提升其全球競爭力。近期加入了Arts，也就是藝術，變得更加全面。

學科間融合的教育模式也是為了激發學生的興趣，增強他們對知識的理解；發掘學生在科學技術專業上的潛力，培養他們的創造力。本文探討了如何在高職非計算機專業學生中運用BYOB可視化編程平臺進行STEAM教育培養，從而提升學生復合型、跨學科的能力。

1什么是STEAM教育

STEAM是一種教育理念，有別于傳統的單學科、重書本知識的教育方式。STEAM是一種重實踐的超學科教育概念。任何事情的成功都不僅僅依靠某一種能力的實現，而是需要綜合素養，比如電子產品的構建，不但需要技術，運用高科技手段創新產品功能，還需要UI設計方面的綜合才能，所以單一技能的運用已經無法支撐未來人才的發展，未來需要的是多方面的綜合型人才。

STEAM教育在美國的重要性不亞于中國的素質教育，在美國大部分中小學都設有STEAM教育的經費開支。在STEAM教育的號召下，機器人、3D打印機進入了學校；奧巴馬也加入了全民學編程的隊伍，寫下了自己的第一條代碼；幫助學生們學習數學、科學的教育科技產品層出不窮；而且這五個學科，技術和工程結合，藝術和數學結合，打破常規了學科界限。

具體來說，STEAM教育不僅僅是提倡學習這五個學科知識，更提倡的是一種新的教學理念：讓學生們自己動手完成他們感興趣的、并且和他們生活相關的項目，從過程中學習各種學科以及跨學科的知識。STEAM其實是對基于標準化考試的傳統教育理念的轉型，它代表著一種現代的教育哲學，更注重學習的過程，而不是結果。本質上來說，我們敢于讓學生們犯錯，讓他們嘗試不同的想法，讓他們聽到不同的觀點。與考試相反的，我們希望學生們創造能夠應用于真實生活的知識，鼓勵學生動手實踐，從而找到自己想要的答案，達到潛能開發的目的。

2基于STEAM的探究式的教學方式

真正的STEAM教育，是遵循科學探究的流程或工程實踐的流程的，教學方式以項目為周期，帶著學生去探究或實踐，在這個過程中讓學生自己建構知識和技能，達到培養內內在的綜合能力的目標。

一個完整的探究式學習過程：學生自己描述問題，找出解決這個問題的限制條件；接著通過各種渠道收集資料，找出前人的方法；在已獲得的資料的基礎上，根據自己擁有的知識提出所有能想到的解決方法；在這些方法中篩選出最優，建立模型；利用材料，創造出實物，實現自己的想法；測試作品，評估作品，進一步完善設計。

3基于STEAM的評價體系

當按照STEAM探究式教學方式鍛煉學生的動手能力、邏輯思維能力、創新能力等，如何評估以上能力是非常重要的一個環節。教學目標分配應該是三分之一的知識，三分之一的技術能力，三分之一的綜合能力。技術能力和綜合能力需要明確的教學環節進行支撐。

4“STEAM+BYOB”教育模式的實施

針對高職非計算機專業的學生開選修課“BYOB創意編程”，選用BYOB可視化平臺的原因在于，課堂并非講授傳統編程，而是希望通過BYOB可視化平臺培養非計算機專業學生的編程思維能力、解決問題能力，以及復合型、跨學科的能力，BYOB是一個非常不錯的平臺，原因在于：

（1）目的不同 ：傳統編程的教學目標是職業技能培訓，以就業為主要目的，BYOB創意編程的目標是讓學生建立程序思維方式、提升邏輯思維水平。

（2）課程內容不同：傳統課程中編寫的程序大多為數學計算，枯燥、繁瑣，學生很難產生興趣，創意編程緊緊抓住學生的興奮點，通過游戲、故事、實物模擬等吸引學生的注意力。

（3）教學方法不同：傳統課程從抽象的規則開始，深入到更加抽象復雜的規則。創意編程從簡單的游戲開始，到抽象高級的游戲，把模塊化思維包裹其中。

（4）評價體系不同：傳統課程強調算法的精密，強調標準答案。創意編程強調實際運用編程的能力，強調獨創性。

基于STEAM理念，設計了小貓快跑、貓鼠大戰、空戰游戲、大魚吃小魚等興趣性強的游戲，并且采用形成性考核方式，過程性考核+綜合作業的考核方式。

針對高職非計算機專業開設2輪各3個班選修課，學生興趣很高，經過32學時的編程思維的訓練，能夠以小組團隊協作方式完成作品，并且形成完整的文檔說明，記載探究式學習的整個過程，以通過作品的完成掌握利用STEAM強調的能力。

5小結

本文嘗試運用STEAM的教育理念，運用BYOB可視化編程平臺教授非計算機專業的學生編程思維能力，同時鍛煉了學生復合型的能力，不足的是，課程內容大多是以游戲為主，還是缺少運用平臺解決跨學科問題的案例，在后面的教學實踐中，需要挖掘跨學科的典型案例，進一步鍛煉學生運用編程思維解決本專業問題的能力。

參考文獻

[1] 王娟，吳永和.”互聯網+”時代STEAM教育應用的反思與創新路徑[J].遠程教育雜志，2016（02）：90-97.

[2] 傅騫，王辭曉.當創客遇上STEAM教育[J].現代教育技術，2014（10）：37-42.