信息技術與STEM教育有效融合

王天信

摘 要：近年來，教育部將STEM教育納入國家戰略發展政策，在信息技術教學中應用STEM教育理念，二者的融合既能從多角度審視信息技術教育和其他學科教學的關聯性，也進一步推動了信息技術教學的創新發展，并為促進信息技術教學質量的穩步提高、學生深入學習信息技術知識提供了堅實保障。

關鍵詞：STEM教育;信息技術教學;融合課程

中圖分類號：G623.58 文獻標識碼：A 收稿日期：2019-07-09 文章編號：1674-120X（2019）36-0109-02

一、引言

以包含科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、數學（Mathematics）為主要內容的STEM課程是一門綜合式的跨學科教育課程。近年來，隨著教育部將STEM教育納入國家戰略發展政策中，其所開創的新局面也日漸顯現，不少專家學者、一線教育工作者認為，在信息時代，STEM教育是支撐中國教育創新發展的有效載體，也是教育發展的必然趨勢。STEM教育帶給各個學科以新的教學觀念和改革新視角，下面，筆者結合案例做一探究。

二、注重學科整合，構建完整知識結構

“重現科學家發現問題的過程、工程師解決問題的過程”成為STEM教育的本義，整個過程是多學科、多能力知識運用過程，強調學科之間的聯系，重在強調學生知識應用及問題解決能力，從而真正實現學以致用，這一教育理念與當前新課改教學的要求十分契合。由此可見，在信息技術教學中，教師必須注重學科整合，通過各個學科的相互聯系與應用，切實踐行STEM教育，實現教育目的。

例如，教學“調整圖形”一課時，教師為這一教學擬訂了教學目標，將這部分知識融入“當傳統文化遇上現代信息技術——剪紙（燈籠）”案例中。

S（科學）：給學生教授簡單的不同軟件的不同圖形操作方式，對不同軟件或調整圖形功能的設計理念及發展歷程進行講述，打開學生眼界，同時讓學生了解燈籠中蘊含的對稱原理，從而切身體驗其奧妙。

T（技術）：借助網絡等信息手段，上網查詢燈籠剪紙的相關資料;并對所搜集的燈籠剪紙圖形進行展示，鼓勵學生自主設計燈籠圖形，（學生靈活運用“翻轉/旋轉”“拉伸/扭曲”命令來調整圖形，使圖形更具美感），同時確定一種圖樣，利用不同的紙質和簡單工具進行窗花創作并進行比較。

E（工程）：投入到體驗燈籠剪紙設計及制造的過程，并不斷改進作品，向更好的方向發展，使其呈現最美好的樣子。

M（數學）：就搜集的燈籠剪紙資料加以簡單統計和前期調研，如燈籠的形狀有多少種，一些簡單燈籠剪紙要求的測量數據，為燈籠的設計進行定位。同時，再利用幾何構圖、色系搭配等知識，對自己最喜歡的燈籠進行圖形調整。

從這一案例的設計目標來看，信息技術教學緊緊圍繞STEM教育內涵，整合了科學、工程、技術、數學等多學科知識，讓學生多角度、多方位構建了調整圖形的模塊學習，形成更為系統的知識認知，從而突破了傳統信息技術教學的固定思維模式。學生基于信息技術的一個知識點，就能夠多方面獲取更多的相關內容，為解決問題提供了全面的支撐，從而引導學生學會應用信息手段，為切實解決問題打下良好基礎。

三、增強應用能力，設計開放式課程

課程設計成為STEM教育的必需環節，而對信息技術教學來說，一般是不會涉及的。因此，信息技術教師在STEM教育理念下，展開課程的具體實施以及設計時應當注意三點：

第一，課程實施的角色定位準確。實施課程的主體應是學生而不是教師，課程中大多數時間是學生自主學習，學生在實踐操作中需要不斷動手進行體驗，這與新課程的理念非常契合。

第二，課程內容的選擇既要與教材內容相關，還要能夠貼近學生、貼近生活實際，整個課程的實施要充滿趣味性、知識性、探索性和實踐性。

第三，整個信息課程的實施，必然是科學的教育設計，應當充分體現STEM教育理念。在以信息技術為中心的課程實施中，蘊含多種基礎性學科知識，應將課程中的教學內容建立在各門學科基礎上，既凸顯特殊性，又做到各學科之間的相互滲透，以進一步培養學生的創新精神與實踐能力，促進學生的綜合素養。

比如，在WPS演示文稿這一教學中，教師設計了模塊課程，并提供給學生充足的三節課時，進行“這是我的家”主題課程設計。教師提出的要求是，放開學生報告的調查格式，學生或可獨立進行，或可自行協作組合與自由分工，收集素材，構思版面，制作成品。教師通過自主探索、合作交流，提高學生的應用能力以及探索精神。在每一節課中，教師用問題進行引導，干涉學生的具體操作思路及過程，讓學生制作過程能夠有方向：“你的家有什么特點;你的制作期望是什么;進行制作時，所用的工具與實際操作有哪些;在圖文并茂展示時，怎樣讓你的制作能夠簡潔高效、達到目標;在進行圖片展示時，每一張照片是否需要進行微調，或形成斜角，或改變形狀，使其更為美觀大方，吸引眼球。”到了第二節與第三節課，教師將關注重點放在學生操作實踐的一些問題上。以下為具體設計步驟。

①課前學生準備素材，收集自己家里的5～10張生活自拍照。對自己的家庭以及生活進行介紹，并以作文形式出現。②制作WPS演示文稿時，學生需要展示圖文并茂的效果，同時采用音樂背景渲染以及動畫與視頻的插入等。③完成課程設計任務，在提交時，所需的資料有原始照片以及文字材料、成形的演示文稿、文字闡述課程設計的制作目標及制作思路。

展現自我的學習能力和運用能力，從技術、工程等多個方面解決問題，這是這一課程設計任務中學生的具體表現。以生活實踐為土壤，并沒有過多地加入特定目標，而是完全由學生來支配自己的行動進行創造性的實施;也沒有刻板地套用評分依據，而是給予學生更寬容的實踐環境，使得學生能夠自主獲得一些經驗和能力，從而轉化為一種技能。如利用計算機寫作，圍繞自己的課程設計思路、目標進行寫作，并自行思考完成這一制作任務需要涉及何種軟件以及如何操作，從而更為順暢地解決一個個問題，由此，也實現了STEM教育的最終目的。

四、多元評價結合，促進融合課程良性循環

STEM教育與信息技術的課程融合過程中，評價與交流是必不可少的教學環節。在這一課程進行中或課程結束后，一些學校和教師仍然用分數或者是最終完成品的方式對學生進行評價，實際上，這一簡單評價方式非但不足以體現學生的綜合能力，更無法反映在課程實施中學生的發展情況。因此，在對學生進行評價時，采用的評價方式要多元，讓學生能夠通過評價，形成交流氛圍。學生在互相交流中形成了解決問題的經驗，取長補短，反思進步，有針對性地改進自身不足，從而實現共同進步和發展。

在上述課程設計完成之后，教師特意設置了生生評價的環節，基于作品形成性過程以及最后的結果，分別讓部分成果優秀的學生講述設計思路及理念，引來臺下學生質疑性的評價，學生各抒己見，發表觀點，教師補充評價。也有的學生在講述中，說到自己遇到了難點問題如何解決的經歷，教師從中反思自己的教學，從而對教學內容進行及時調整，選擇更適宜的教學方法。學生與學生的評價，實際上也是在進行實際操作技術、改進工程方案的磋商，這對提高學生綜合能力起到很大的推動作用，促進學生的學習能力發展。

除此之外，教師應形成STEM教育與信息技術的教學融合發展的良性循環，促進學生成長。除了課堂上師生、學生自我評價和組內互評，還可以采用多種評價方法，對學生的綜合素質作出判斷。

例如，教師可以讓學生對自己家的設計理念、具體的設計目標以及具體實施設計方案直到最終成形結果作總結反思，同時進行一以貫之的跟蹤評價，能夠促進學生的各方面能力的發展，端正學生的學習態度。教師在形成性評價時，可依據課程設置自編相對應的量表對學生進行科學評價打分，即在這一量表中寫出課程的各個實施步驟，每一個步驟再分出不同層級，嚴格按照級別為學生打分，根據級別評定，可以判斷學生是否獲得了真實的發展，同時也方便教師一目了然地掌握學生的學習情況。

但教師需要注意的是，因為評價方法的不同，自然所適應的維度也就不同。教師在進行評價時，并不是多多益善，不能一股腦兒套入所有的評價方法，而應該從眾多評價方法中篩選出適宜的幾種方法，從而做到精準對接評價內容。面對新課改的大力推進，以及教育的與時俱進，作為信息技術教師來說，提高學生核心素養，培養可持續發展型人才成為當下首要的教育任務，而STEM教育背景下，能力培養、豐富經驗等都是一種趨勢與必然，信息技術教師更要重視評價交流環節，不斷展示優秀成功的課程案例，進一步擴大教學成果。

五、結語

總之，在國內，雖然STEM教育作為一種新興教育模式還處于起步階段，但是其廣闊的應用前景是可以預見的。在這個創新發展的時代，STEM教育為信息技術帶來了發展契機，與此同時，信息技術也助推了STEM的快速發展。STEM教育與信息技術的結合與融合，是站在歷史高度的一種實踐需要，也是時代發展的必然結果。

作為STEM教育重要組成部分的信息技術學科內容，以其鮮明的工具性成為輔助STEM教育發展和深入的重要手段。而在新課改大背景下，信息技術教師一定要立足教材與學生實際，大膽嘗試，不斷改進、優化、完善教學方式，提升學生綜合素養，提高教學質量，進而推動信息技術教學創新發展。

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