STEAM 教育理念下高中信息技術教學探究

李建軍 （甘肅省武威市武威鐵路中學）

在高中信息技術教學中積極踐行STEAM 教育理念，教師需秉承整體性、操作性、情境性、啟發性教育原則，通過具有指向性的教育模式，讓學生將各個學科知識遷移到全新課程中來，以使學生思維實現更好的發展。

一、STEAM 教育理念下高中信息技術教學原則

踐行STEAM 教育理念，為保證STEAM 教育理念的有效運用，結合高中信息技術學科特點，教師需秉承幾點教育原則，將STEAM 教育理念優勢發揮到最大。

（一）整體性原則

STEAM 教育理念將多個學科進行融合，打造了具有綜合化的學習活動。基于該理念教育特點，“整體性”原則即能在教育過程中，充分體現出“跨學科、跨領域”的學習特點。展開來講，在高中信息技術課程開展期間，教師不僅僅要讓學生掌握本課中基本知識內容，還應將所有內容進行擴散，將其他五門學科知識融入其中，構建具有綜合性的學習活動，提高學生對其他學習知識的應用能力?；诖?，教師需具備較強的“融合意識”，落實整體性教育原則，讓學生在學習過程中實現各個學科間“交叉融合”。

（二）操作性原則

高中信息技術與其他學科具有較大的區別，該學科具有較強的實踐性，在學生理解理論知識的基礎上，還應當學會實際操作。在STEAM 教學理念的運用中，教師應充分突出“操作性”這一原則，不能將課程活動、所學內容局限于理論理解上，以操作實踐為主要模式，讓學生在不同實踐情境中反復認識、打破框架，將工程、技術、數學、藝術等學科作為教育抓手，在不同操作情境使得學生實現經驗重組，對信息技術產生“理性認知”。

（三）情境性原則

在STEAM 教育理念中，知識技能的獲得，由學生與問題間的互動誕生。提出問題、作出假設、實踐操作、驗證猜想、構建框架，是一個完整的思維流程。但學習問題的產生需要設定一個與之相連的情境，通過某種情境誕生學習問題，從而實現深度探究?；诖耍谶\用STEAM 教育理念展開教學活動時，教師需基于實際情況，為學生構建相對應的學習情境，以情境帶動學生意識，進而展開“有意義的學習”。

（四）啟發性原則

高中階段的信息技術學習難度較高，大部分課程會對外延伸拓展，讓學生在操作與實踐中，了解更多課本外的信息技術。STEAM 教育理念的運用中，教師可遵循啟發性原則創設信息技術學習項目，可將學習內容分解處理，呈現“遞進式”的學習模式，隨著問題的加深逐漸啟發學生思維；還可基于課程整體目標，充分把握教學項目中的難點，圍繞學習項目設計具有啟發性的學習問題，以多學科整合讓學生掌握綜合應用技巧，在解決問題中達成教學目標。

二、STEAM 教育理念下高中信息技術教學策略

（一）跨學科融合，發展學生橫向思維

對比多項教育理念，STEAM 教育理念更加注重學生綜合素養的培養，多個學科的整合讓學生能力實現全面化的提升?？鐚W科作為該理念獨有的教育特點，教師便可基于理念這一特性適度延伸教學內容，以實際教學活動讓學生將不同學科及領域的知識進行融合，使得學生在一項學習活動中實現多項能力的提升，促進其橫向思維的發展?；诖?，教師應立足教學實際對教材資源科學開發，加大對“學科”與“技術”的融合策略，全方位地提升學生的學習能力，實現教育理念的有效落實。

例如，在粵教版高中信息技術必修1 數據與計算中4.1《程序設計語言的基礎知識》一課，該課時重點知識點為“Python 的常量與變量”“Python 的數據類型”“Python 的運算符與表達式”“Python 的函數”思想內容。從知識結構視角出發，通過前期學習，學生已經掌握了基礎的“設計算法”，本課在原有基礎上延伸了“編寫程序”知識內容。在STEAM 教學理念的運用中，立足教材實際情況及學生實際情況，本課教學重點在“理解變量的數學意義”與“知道Python 語言中常見函數的用法”。

基于學生的前期學習經驗，教師可以學生所熟知的“數學知識”作為新課導入。比如，讓學生運用程序求解“圓形面積”，并為學生準備不同面積數值，如“半徑為4cm，面積=？”“半徑為7.35m，面積=？”讓學生利用前期的算法展開學習，意識到“根據不同題目要求需要反復修改程序”。隨后，教師便可引出“常量”與“變量”兩個要點，結合數學知識讓學生得知“常量”為：程序運行過程中，其值不能改變的量；“變量”為：程序運行過程中，可以改變的數值。借助學生熟悉的數學知識了解課程重點，有效運用STEAM 教育理念中的跨學科特點，以交叉融合式學習提升課堂教學效率。

（二）實踐性活動，合作學習積極參與

高中生具有較強的探究思維，其對學習內容具有“自主權”。在運用STEAM 教育理念時，教師要明確自身的角色定位，落實“實踐性”教育原則，加強對教學進度的把控，使得學生積極參與到課程活動中來。合作學習活動的構建，需要教師向學生講解本課的基礎學習內容，讓學生了解基礎學習內容，以此為“跳板”讓學生展開更深層次的學習。綜合多種情況而言，采取合作式學習活動，合作學習能保證學生學習目標一致，在合作學習的過程中，學生會針對問題交流結果，學習能力也實現了逐步提升。

例如，在粵教版高中信息技術必修2 信息系統與社會3.1《信息系統與外部世界的連接方式》中，在該課時學習中，主要為后續學習模塊中的《網絡基礎》奠定技能準備。本節課程具有較強的人文氣息，其將培養學生信息素養設為基礎目標，以知識技能為載體，通過項目化學習讓學生獨立開展自主、協作、探究學習，充分了解信息系統與外部世界的連接方式，感知物聯網的傳感與控制機制。在合作學習項目的構建中，教師可基于“共享單車”與“京東無人超市”兩個社會資源，視為學生合作學習主體。基于這兩個學習項目，教師可讓學生在小組學習中，收集數據資料及新聞資源，讓學生初步了解信息系統與外部世界連接方式，結合實際生活科學探究所學知識。除此之外，在學生交流學習的過程中，教師需讓學生獨立講述“物聯網的概念及其特征”，以夯實學生的學習基礎，讓其能充分了解物聯網信息系統的傳感與控制機制，以合作學習的模式完成本節課程活動，在實踐、合作學習中達成學習目標。

（三）設學習情境，推行個性化教學

基于STEAM 教育理念，教師為學生設置具有情境化的教學活動，需要從多個視角出發，學會打破傳統教學模式的局限性，實施“1+n”的學習策略，不再講授傳統孤立、獨立的學習知識，而是將信息技術知識與實際生活、其他學科結合，借助實際問題及真實情境，增強學生學習的趣味性與挑戰性，以情境調動學生對知識內容的探究興趣，以強化對信息技術的應用能力。基于此，在教學設計環節，教師可基于STEAM 教育理念為學生構建別樣的教育情境，讓學生在情境中探討知識、運用知識，推進個性化教育學習，激活學生的學習興趣。

例如，在粵教版高中信息技術選擇性必修1 數據與數據結構1.2《對實際問題的數據抽象》一課，本課學習內容共包含“抽象問題中的數據”“ 分析數據之間的關系”“建立數據模型”三個內容，要求學生能結合實際生活，從問題中抽象出一個適當的“數學模型”，并為其設計一個解決數學模型的算法，嘗試編寫一個完整的程序。在數學模型的建立中，基于STEAM 教學理念，教師可基于學生其他學科經驗，創設簡單的學習情境。如將“雞兔同籠”思維數學模型，讓學生了解到該數學模型為“一元二次方程組”，設計一個算法解決此方程組，并編程實現，就解決了這個問題。通過熟悉的數學知識遷移，基于STEAM 教育理念，教師可將課程知識與實際生活結合，為學生創設具有生活化的學習情境，以情境激活學生的學習思路。以“超市數據”為例，教師可為學生距離說明問題解決的目標。如：調查問卷中要設置什么問題？設置問題的依據是什么？設置這些問題可收集什么數據？整理后的同卷數據以什么形式呈現？等，以“超市客戶”為特定的數學模型，讓學生通過分析數據定位超市經營的策略。除此之外，教師還可讓學生靈活調整視角，從不同視角出發，鼓勵學生“舉一反三”，通過趣味學習推進個性化教學，以進一步激活學生信息技術的應用能力。

（四）創探究項目，積極踐行STEAM 理念

在STEAM 教育理念的落實中，教師可基于高中信息技術教學活動，為學生創設具有探究性的學習項目，以項目化學習實現跨學科、綜合性教育活動，實現STEAM 教育理念的有效運用。在項目化學習的構建中，教師可基于本課或本單元所學內容，為學生創設一個簡單的學習項目，并對項目內容進行創新與調整，將“實踐、操作、運用”融為一體，更好地調動學生積極性，以項目化學習加深其對信息技術的理解，更加全面地掌握所學知識，有效提高教育成效。

例如，在粵教版高中信息技術必修1 數據與計算中3.1《體驗計算機解決問題的過程》中，本課活動內容上連接了上一章節，是數字化學習的具體表達，同時也作為今后學習編程的學問鋪墊與技能預備。在STEAM 教育理念的運用中，教師可基于教材中“項目范例——設計從A 市到B 市耗時最少的旅行路線方案”構建探究學習項目，通過項目探究掌握基礎算法，并了解“人工解決問題”與“計算機解決”問題的過程。在課程初始環節，教師可出示數學問題，以“鐵路、汽車客運、航空”為例，讓學生人工計算出耗時最少旅行路線。在學生計算結束后，教師便可開展第二環節，引導學生回憶已有學習經驗，帶領其探究“計算機解決問題的算法”，初步引出“算法的概念與特征”，并鼓勵學生嘗試運用恰當的描述方法和控制結構表示簡單算法。在學生了解本章基礎概念及學習內容后，教師可將學生劃分成4 ～5 個學習小組，并為學生設計參考主題，提供“設計從A 市到B 市交通費最少的旅行路線方案”“設計從A 市到B 市路程最短的旅行路線方案”“設計從A 市到B 市交通費大約相同且耗時最少的旅行路線方案”三個內容，各小組根據項目選題，參照項目范例的樣式，利用思維導圖工具，制定相應的項目方案。在這一學習過程中，巧妙地將工程、數學、技術融合進課程活動中，通過基礎算法的運算，學生參考教材中的案例示范，認真思考并討論項目內容，共同制定可行性的項目方案，在不知不覺中實現STEAM 理念的有效運用，促進信息技術教育課堂質量的提升。