小學STEM信息化課程資源開發與應用研究

史亞強 石軍霞

（1.隴西縣思源實驗學校 甘肅 隴西 748100；2.隴西縣幼兒園 甘肅 隴西 748100）

STEM是四個英語單詞的首字母合起來，它代表著科學、技術、工程與數學學科融合，是新課程升級的新模式，因此STEM教育是將以上四門自然科學的單一課程相互融合使之成為一門科目的新模式。這種模式旨在通過教育培養學生的全方面邏輯思維能力與科學技術創新能力，是一種注重動手動腦、學科知識應用的教育模式。利用信息技術對stem課程進行升級改造，促進STEM課程信息化、智能化，有利于鍛煉學生自主探究能力，提升學生的核心素養。

1.小學信息技術與STEM教育深度融合的背景

1.1 時代變革的需要：從信息的載體到知識的踐行者

社會信息化、數字化、智能化時代到來的同時，社會的人才需求結構發生巨大變革。在傳統教學模式下，學校培養的學生多是知識與技能的載體，這些學生雖知道如何使用計算機的基本理論和原理，但創新輸出能力明顯滯后。STEM教育強調學生知識應用能力及問題解決能力，培養應用型人才，真正實現學以致用，幫助孩子從小樹立創新意識和實踐技能，對信息技術充滿無盡的興趣與愛好，就有助于更好地激發孩子的學習潛能，最終在進一步的學習甚至將來工作中因科學素養、創新思維而終身受益。

1.2 學生意識轉變：從“我會學”到“我會做”

進入新時代，在互聯網背景下，學生的思想觀念和行為方式都在發生著新的變化。因此，教師在講授信息技術課程時也必須適應學生行為心理的發展變化需要，選擇有針對性的教育教學模式。對于跨世紀學生來說，其在讀小學時，中國的信息技術剛剛起步，學生家庭中使用電腦的數量還相對較低，因此教師在授課時應該將教學的側重點放在教育學生使用和操作計算機進行基礎學習應用方面。而時至今日，作為智能背景下跨世紀10后已經成為小學生群體中的新生力量，這些學生從小接觸計算機與移動網絡，因此已經耳濡目染地形成了一定的信息素養與數字化思維，對于新科技產品的接觸和學習速度明顯較快，在信息技術課堂上，已經從被動的“我會學”轉變為主動的 “我會做”，實現知識技能的創作和作品成果的輸出。

1.3 課程目標更新：學科融合實現核心素養的全面發展

在雙減背景下，隨著素質教育的不斷發展，信息技術教學目標的設置從過去重理論輕實踐，發展為關注知識與能力、過程與方法以及情感態度與價值觀這三個更全面系統的教學目標與評價體系。對于小學信息技術學科來說，最顯著的變化是將“培養學生的信息素養”，轉變為“關注學生的核心素養，重視學生的全面發展”。這種全面發展的思維，除了傳統意義上的德、智、體、美、勞全面發展，在科技創新領域，STEM教育、創客教育模式更是一種重要體現。項目式教學要求廣大教師改變原有的教學思路和模式，更好地順應時代的潮流。

2.小學STEM信息化課程資源開發與應用的措施

2.1 增加游戲設計環節

對于小學生來說，在學習過程中引入小游戲能豐富教學方式。老師可以讓孩子利用計算機編程小游戲，讓學生先進行創作體驗，在充分設定項目之后再提出問題“如何用Scratch編程制作出小游戲呢？”讓孩子充分思考，查找并創作游戲元素，這樣滲透STEM教育理念，實現多學科知識的交叉相融，還可以在小游戲中滲透其他知識，例如設置“經典誦讀”為主題的小游戲，可以在游戲中融入不同詩歌的元素，帶領學生在信息技術課學習古詩詞，了解中國文化博大精深的同時，檢驗了孩子用音樂、美術、科學等學知識創作的能力，否則該項目難以完成，這就需要學生用跨學科的能力解決現實問題；在“英語情景劇”小游戲的設置中，不僅能提高學生編程思維的能力，更加鍛煉了學生英語口頭表達能力。這樣把多學科知識融于有趣、具體的互動游戲中，孩子動手與動腦的能力也都獲得了驗證。

2.2 師生地位民主平等

由于STEM教育理念的核心在于多學科的融合發展，信息技術對數學、科學、地理等學科知識尤為關注，因此實現師生地位民主平等更有利于學科整合，在此基礎上開展實踐探究性教學活動就顯得十分必要。例如，在用Scratch編程“運動效果”時，教師可以演示一組有關地球自轉、公轉的動畫效果示意圖，然后請學生為大家分享與地理科學有關的常識，學生思考如何在“運動和事件”中設置實現地球的自轉、公轉，學生和老師合作解決這一項目問題，而不是老師教學生學，甚至有些同學會創造性的實現這一目標。這樣就完全打破了傳統師道尊嚴的教育方式，實現師生關系民主平等，STEM理念指導下的多學科交叉融合，有利于不同的學生完成項目使用了不同的技巧。讓學生在自主實踐的過程中探尋答案，得出有關程序設置的結論。該模式的應用不僅可以幫助學生深刻理解知識，而且有利于學生語言表達能力的塑造和師生民主平等師生關系，讓學生在信息技術實踐中實現自身的全面發展。

2.3 依據興趣順勢啟發思維

孩子的特長興趣是有差異的，實現STEM課程信息化、智能化，對多學科進行融合，既要體現學科的整合性，又要關注不同學生的個體差異，開展分層教學，針對不同年齡段學生的認知能力與信息技術理解水平，因材施教地開展教學活動，實施分層教學保障STEM課堂更加高效而且具有針對性。教師通過對不同年齡學生興趣和能力的評估，開展有針對性的教學，將學生的計算機操作訓練建立在已有的科學、技術、工程、數學等學科知識基礎上，對于整個學科文化知識體系的建構及知識的實踐和使用具有重要影響。知識是僵硬的，但如何使用知識是靈活多變的，用信息技術把文化知識轉化為產品時，開發了學生的創造性，讓現代信息技術與STEM課程融合所產生的巨大生產力，這就是教育創新的力量。

3.小學STEM信息化課程資源開發與應用的流程

3.1 選擇操作性強的實施項目

STEM課程設計需要有合適的項目支持，在小學階段，勞動技術和信息技術是學生動手實踐的基本技能，樂高組裝訓練了孩子們的動手技能，信息技術特別是人工智能技術，拓展了孩子思維空間，給孩子無限的想象力和創造精神。作品的輸出讓孩子實實在在看到了自己的創造成果，給學生帶來真實的學習場景，加深了學生的切身感受，激發了自信心和興趣。對于學生而言探索是無止境的，而且新型的教學方式，可以給學生更多的展示機會，在人工智能的幫助下，STEM教育更加便捷，而且空間無限，不再受試卷中死板的固定的答案束縛，老師和學生可以依照信息化主題項目要求，對所學知識進行訓練，以此來檢測學生對課本知識的實用效果，突顯出STEM課程設計效果。但是在此過程中，一定要選擇適合學生的操作項目，不管是從教學內容還是從教學方式來看，都需要以學生認知水平為主，選擇學生容易接受的，并且不乏新意的STEM項目開展創新活動。

3.2 規范教學流程，創新教學模式

在設計STEM課程時，要突出信息技術的主導性和科學的教學流程，并且在人工智能的支持下，教學流程可以層層遞進、步步為營。那么在此基礎上，老師可以在每個教學流程落實過程中靈活地應用教學模式，像線上教學評價、學生作品展覽、翻轉式教學等等，給學生足夠發揮創造的空間，讓學生針對老師提出的項目問題進行歸納和梳理，最終在與學生的合作競爭中實現自己的創意，尋找完成項目的合理思路和制作流程，以此來鍛煉學生的邏輯思維以及綜合素養。而人工智能可以更好的保存學生的學習過程以及老師的教學過程的每一個痕跡，給老師和學生的反思改進提供技術支持和改進保障。

3.3 強化學生的自主、合作、競爭意識

STEM教育給學生們提供了給為廣闊的探討空間，讓孩子思維無限活躍，并且在多學科老師的引領下，給學生帶來了更多不一樣的學習體驗，在此進程中，老師就需要在信息技術的指引下，深入融合課本知識，設計科學全方位的項目內容，給學生提供探討創新的平臺。例如，在《Animals Meeting》一課中，教師讓學生充當動物選手，參加運動會；用綠板為背景，設計了優美的板書圖畫；用英語歌曲為選手吶喊助威，利用快手、抖音、釘釘平臺現場直播。這一整套項目的實施，需要學生各門學科能力的融合在全面掌握信息技術的前提下才能實現，這就需要孩子們較高的合作意識，自主完成比賽的能力，小組間的競爭意識，如果沒有讓學生充分發揮其思維邏輯能力以及對知識的運用能力，沒有尋找出更為優秀的項目解決方案，那么就無法完成優化課堂教學環境。

3.4 STEM項目信息化評價，創造數字化作品

在小學STEM課程設計過程中，老師需要把重點放在教學內容和作品上，最終作品的形式不僅僅局限于模型和手工制作上，而是把項目以數字化的形式表現出來，并且形成信息化的評價方式。創新的是作品的表現和固定形式，這就是STEM 課程信息化的成果客觀表現模式。因此，能夠給學生提供一個互動性較強的教學環境，并且依照學生的學習個性，給學生設置趣味性、跨學科內容的教學活動，在人工智能的幫助下，在此進程中，信息化和智能化更加精準評價教學活動的開展，完成針對人工智能主題下的STEM課程進行評價，對于其中的不足可以人機互動、師生互動，從而突顯出信息化教學評價活動的開展對創造數字化作品的重要意義。

信息時代背景下，我國原有的教學模式已經無法適應新時代的實際需要了，重視STEM課程的設計，逐步落實STEM教育理念，但是對于STEM教育而言，其在落實和發展中需要人工智能技術的支持，逐步培育學生的綜合能力以及對知識的實用能力，為學生日后健康的學習和發展提供更為科學的依據，強化STEM教育理念的落實效果，同時在小學STEM課程設計中，也需要重視人工智能技術的引用，逐步優化教學流程，強化小學教育教學的基礎育人作用。