基于STEM理念的Python課程開發(fā)與應(yīng)用

李珍珍

【摘 要】為適應(yīng)我國的教育發(fā)展，促進學生學習思維和創(chuàng)新能力的成長，在展開Python課程的教學時，教師應(yīng)當主動地以情境創(chuàng)建、分組討論等方法作為支撐，將Python課程與學生的實際生活進行聯(lián)系，引導學生收獲跨學科的知識，發(fā)展邏輯清晰的程序性思維。

【關(guān)鍵詞】STEM理念;Python課程;學生

STEM教育是伴隨課程改革而來的一種新穎教學理念，強調(diào)學生在科學、技術(shù)、工程、數(shù)學等方面的綜合技能，同時也體現(xiàn)了對學生學習思維的影響。在初中信息技術(shù)學科中，教師通過將STEM教育運用到Python課程的教學中，不僅可以提升初中生的學習興趣，還可以幫助學生深層理解Python的內(nèi)容，達到啟迪學生思維、提升學生信息素養(yǎng)的教學目的。

一、創(chuàng)設(shè)情境，打造趣味導入

STEM教育思想指出教師應(yīng)當主動地讓學生發(fā)現(xiàn)問題，從而解決問題。所以，在教授Python課程的內(nèi)容時，教師不妨利用情境的創(chuàng)建進行趣味導入，引導學生產(chǎn)生思維活動。教師可以結(jié)合學生已有的認知經(jīng)驗，以及學生的身心特點出發(fā)，為學生提出一些貼近實際生活的案例和感興趣的小知識，以便激發(fā)學生的求知欲望，引導學生主動地發(fā)現(xiàn)問題，促進學生思維的活躍。

例如，初中階段的學生正處于身高不斷變換的黃金時期，在課堂中，教師可以先結(jié)合學生的身高變化情況，向?qū)W生提出“相較于去年，你是否長高了呢？”的問題，讓學生主動從自己身體變化情況出發(fā)，向教師回答這一問題。結(jié)合學生的答案，教師再向?qū)W生提出“那么你知道自己的身高變化情況是正常的嗎？”的問題，引導學生展開積極的討論。當學生進行隨意的討論后，學生會沿著問題情境的思路，主動提出“我們這樣按照自己的標準去評判，很難形成統(tǒng)一的意見，是否有一個軟件可以直接進行測試呢？”的問題，在教師發(fā)現(xiàn)學生提出這一問題后，教師順勢為學生引入“Python”的程序語言，激發(fā)學生使用Python程序思考如何測試身高成長是否符合標準。

可以看出，教師圍繞學生的實際生活，向?qū)W生提出一些問題，打造課堂的問題情境，能夠讓學生基于問題產(chǎn)生探究知識的欲望，從而生成進行Python課程學習的積極性。

二、分組討論，促進任務(wù)驅(qū)動

在教師為學生講解了Python程序語言后，會為學生設(shè)定一定的任務(wù)引導學生進行實踐操作，真正地利用Python程序語言進行問題的解決，然而學生自身的信息素養(yǎng)和編程能力是存在一定局限性的，如果教師單純地讓學生個人進行Python程序的設(shè)計，那么勢必會減緩學生完成程序設(shè)計的進程。所以，為了加快教學的進程，使得學生在獨立設(shè)計之余，發(fā)展合作能力。

比如，在教師向?qū)W生講述了Print（）函數(shù)的常用格式，帶領(lǐng)學生區(qū)分了字符串和數(shù)值后，教師為學生設(shè)定如下任務(wù)：1.使用Print（ ?）函數(shù)輸出3+5;（4+5）×3÷2的表達式計算結(jié)果;2.使用Print（ ?）函數(shù)輸出“teacher”;“wang”;“teacher”+“wang”等字符串表達式的計算結(jié)果。之后，教師先組織學生展開自主思考，培養(yǎng)學生的獨立學習能力，使得學生主動區(qū)分“字符串”和“數(shù)值”之間的不同。隨后，教師再為學生劃定合作學習的小組，讓學生在小組內(nèi)進行相互討論，共同商討如何進行“字符串”和“數(shù)值”的區(qū)分，如何有效利用Python完成任務(wù)。

顯而易見，教師為學生組建合作交流的小組，讓學生將自己的想法與同伴進行共享，能夠有效強化學生的主體位置，促使學生在與同伴進行信息的交換中，實現(xiàn)合作能力和信息素養(yǎng)等綜合素質(zhì)的成長。

三、程序設(shè)計，完成新知探究

學生在進行Python程序語言的理論內(nèi)容學習后，只能在頭腦中建立初步印象，為了幫助學生進行知識的內(nèi)化，教師應(yīng)當組織學生進行程序設(shè)計，以便將原本抽象的內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)榫呦蠡脑O(shè)計任務(wù)，使得學生在進行算法的輸入中，真正地認識到Python程序語言，找到解決問題的關(guān)鍵切入口，在順利完成程序編寫和運行中，提高對新知內(nèi)容的探究能力。

以“分析胖瘦”的案例來說，在教師引導學生提出使用Python測試一個人的體重是偏胖還是偏瘦的任務(wù)時，教師可以組織學生思考解決問題的步驟，從而讓學生完成對程序的設(shè)計。具體來說，學生先分析問題的關(guān)鍵是測試體重偏胖、偏瘦，之后，學生根據(jù)自己學習的Python程序語言內(nèi)容，結(jié)合自身的程序設(shè)計思維特點，進行如下步驟設(shè)計：第一步：學生輸入weight和height;第二步：計算BMI值=weight/pow（height，2）;第三步：輸出體重指數(shù);第四步：判斷BMI值，緊接著，學生按照上述步驟進行操作，并自主分析使用if語句進行求解。這樣，學生不僅掌握了使用Python進行程序設(shè)計的方法，也鍛煉了自己的邏輯思維能力，能夠在未來的程序設(shè)計中更有條理地進行操作。

教師根據(jù)提出的程序設(shè)計任務(wù)，引導學生分析程序設(shè)計的步驟，能夠轉(zhuǎn)變學生的思維，讓學生將原本掌握的理論知識轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶋H的操作行為，從而真正完成對Python程序語言的內(nèi)化。

四、整合歸納，實現(xiàn)總結(jié)提升

在教師組織學生進行Python程序語言的學習后，學生也會產(chǎn)生一定的想法，會對自己的學習過程和學習結(jié)果建立積極的思考，而這些反思的內(nèi)容可以成為學生不斷改進自我的有力支撐。因此，在完成教育活動后，教師也要通過鞏固練習和歸納總結(jié)等方式，促使學生對所學內(nèi)容進行進一步地強化，提高學生堅持處理和解決問題的勇氣。

例如，在學生完成對循環(huán)結(jié)構(gòu)知識的學習后，教師可以先根據(jù)循環(huán)結(jié)構(gòu)的內(nèi)容為學生設(shè)定一些習題，引導學生檢驗自己的學習成效，使得學生基于實踐操作的結(jié)果，明確地認識到自己對循環(huán)結(jié)構(gòu)知識的認識還存在哪些疑惑，以及自己對for循環(huán)的格式等內(nèi)容是否有疑問等。隨后，教師再讓學生逐條總結(jié)自己本節(jié)課學習的知識，如明確循環(huán)的次數(shù)，我們應(yīng)當選用for…in…的循環(huán);學會for循環(huán)的格式等。之后，教師也可以讓學生以小組為單位圍繞總結(jié)的內(nèi)容進行相互交流，使得學生結(jié)合同伴的話語，回顧課堂學習的過程，切實地反思自己在學習行為上的缺失，以及自己在學習過程中的不足之處，使得學生可以根據(jù)同伴的建議，主動地調(diào)整自己的言行，以便在之后的Python程序語言學習中作出良好的表現(xiàn)，有效奠定高效的基礎(chǔ)。

顯然，教師引導學生進行學習成果的檢驗，組織學生對學習過程進行反思，能夠讓學生直觀地認識到自己在Python程序語言課程學習中存在的問題，促使學生在反思中進行改進，獲得成長。

總之，將STEM教育理念滲透到Python程序語言的設(shè)計中，能夠讓Python課程的教學具有方向，使得整體課程的教學目標更加明確，然而縱觀當前Python課程的教學實況我們可以看到，存在許多教師不知道如何有效在Python課程中體現(xiàn)STEM教育的現(xiàn)象，對此，作為一線的初中信息技術(shù)教師，我們應(yīng)當主動地探索STEM教育理念的特點，并在Python課堂上找尋落腳點，不斷提高Python課程的教學效果。

【參考文獻】

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（江蘇省海安市海陵中學，江蘇 南通 226600）