融合STEM教育理念的小學(xué)信息科技創(chuàng)新教學(xué)實(shí)踐

在當(dāng)今科技快速發(fā)展的時(shí)代，STEM教育理念越發(fā)重要。小學(xué)信息科技教學(xué)需適應(yīng)這一趨勢(shì)，然而當(dāng)前其應(yīng)用存在諸多不足。本文旨在探討如何將STEM教育理念融人小學(xué)信息科技教學(xué)，通過(guò)明確目標(biāo)、鼓勵(lì)探究、合理規(guī)劃和創(chuàng)新任務(wù)等方法，提升教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，使其適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的需求。

一、STEM教育理念

STEM教育理念，是科學(xué)（science）技術(shù)（tech-nology）、工程（engineering）和數(shù)學(xué)（mathematics）四門(mén)學(xué)科有機(jī)融合的教育理念，它旨在打破傳統(tǒng)學(xué)科的界限，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，以適應(yīng)快速發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì)。在當(dāng)今科技飛速發(fā)展的時(shí)代，STEM教育理念的重要性日益凸顯。科學(xué)讓學(xué)生了解自然世界的規(guī)律和原理，培養(yǎng)他們的好奇心和探索精神；技術(shù)則教會(huì)學(xué)生運(yùn)用工具和手段解決實(shí)際問(wèn)題，提升他們的實(shí)踐操作能力；工程強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)和創(chuàng)造，培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)思維和創(chuàng)新意識(shí)；數(shù)學(xué)作為基礎(chǔ)學(xué)科，為其他三門(mén)學(xué)科提供了定量分析和邏輯推理的工具。STEM教育理念注重培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科思維能力。它鼓勵(lì)學(xué)生從多個(gè)角度思考問(wèn)題，不再局限于單一學(xué)科的知識(shí)框架。例如，在一個(gè)關(guān)于橋梁設(shè)計(jì)的項(xiàng)目中，學(xué)生不僅需要運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)計(jì)算橋梁的承重力和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，還需要運(yùn)用物理學(xué)原理來(lái)考慮風(fēng)力和重力的影響，同時(shí)運(yùn)用工程學(xué)知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并借助技術(shù)手段制作模型。通過(guò)這樣的實(shí)踐，學(xué)生能夠深刻體會(huì)不同學(xué)科之間的相互關(guān)聯(lián)和協(xié)同作用，從而提高綜合運(yùn)用知識(shí)解決復(fù)雜問(wèn)題的能力。此外，STEM教育理念強(qiáng)調(diào)實(shí)踐和探究。學(xué)生不再是被動(dòng)地接受知識(shí)，而是通過(guò)親身參與實(shí)驗(yàn)、項(xiàng)目和研究，主動(dòng)地獲取知識(shí)和技能。這種學(xué)習(xí)方式能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，培養(yǎng)他們的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新精神。在實(shí)踐過(guò)程中，學(xué)生可能會(huì)遇到各種挑戰(zhàn)和失敗，但正是這些經(jīng)歷讓他們學(xué)會(huì)如何從失敗中吸取教訓(xùn)，不斷改進(jìn)和完善自己的方案，培養(yǎng)堅(jiān)韌不拔的意志品質(zhì)。

二、STEM教育理念下小學(xué)信息科技創(chuàng)新教學(xué)的必要性

（一）適應(yīng)時(shí)代發(fā)展需求

在當(dāng)今數(shù)字化、信息化時(shí)代，科技的飛速發(fā)展正在重塑我們的生活、工作和學(xué)習(xí)方式。信息科技成為推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步的關(guān)鍵力量，創(chuàng)新能力更是在這個(gè)快速變化的世界中越發(fā)重要。小學(xué)階段是學(xué)生認(rèn)知發(fā)展和興趣培養(yǎng)的關(guān)鍵時(shí)期，引入基于STEM教育理念的信息科技創(chuàng)新教學(xué)方式，能夠讓他們從小接觸最新的科技知識(shí)和創(chuàng)新思維方法，為未來(lái)的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。STEM教育強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科融合，將科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)有機(jī)結(jié)合起來(lái)。在信息科技教學(xué)中融入STEM理念，能夠幫助學(xué)生打破學(xué)科界限，培養(yǎng)綜合運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。例如，在一個(gè)關(guān)于智能交通系統(tǒng)的項(xiàng)自中，學(xué)生不僅需要了解信息科技中的編程和傳感器知識(shí)，還需要通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算來(lái)優(yōu)化交通流量，通過(guò)工程設(shè)計(jì)搭建模型，以及運(yùn)用科學(xué)原理分析交通狀況。這種跨學(xué)科的學(xué)習(xí)方式能夠讓學(xué)生更好地理解知識(shí)之間的相互關(guān)系，提高他們解決復(fù)雜問(wèn)題的能力。

（二）促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展

STEM教育理念下的小學(xué)信息科技創(chuàng)新教學(xué)對(duì)學(xué)生的全面發(fā)展具有重要意義。首先，它有助于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和問(wèn)題解決能力。在編程、機(jī)器人制作等活動(dòng)中，學(xué)生需要通過(guò)分析問(wèn)題、設(shè)計(jì)算法、編寫(xiě)代碼等步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)自己的目標(biāo)。這個(gè)過(guò)程能夠鍛煉他們的邏輯推理能力，讓他們學(xué)會(huì)系統(tǒng)地思考問(wèn)題和解決問(wèn)題。其次，信息科技創(chuàng)新教學(xué)還能提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。學(xué)生在參與項(xiàng)目制作、實(shí)驗(yàn)探究等活動(dòng)時(shí)，需要親自操作，將自己的想法轉(zhuǎn)化為實(shí)際的作品。這不僅能增強(qiáng)他們的動(dòng)手能力，還能培養(yǎng)他們的耐心和細(xì)心，讓他們?cè)趯?shí)踐中不斷積累經(jīng)驗(yàn)，提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

（三）推動(dòng)教育創(chuàng)新與變革

教育需要不斷創(chuàng)新與變革以適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展和學(xué)生的需求。基于STEM教育理念的小學(xué)信息科技創(chuàng)新教學(xué)為教育的創(chuàng)新和變革注人了強(qiáng)大動(dòng)力。這種教學(xué)模式促使教育評(píng)價(jià)體系變得多元化。傳統(tǒng)教育評(píng)價(jià)往往側(cè)重于學(xué)生的考試成績(jī)，而信息科技創(chuàng)新教學(xué)更注重學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)踐中的表現(xiàn)、創(chuàng)新思維的展現(xiàn)及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等多方面的綜合素養(yǎng)。評(píng)價(jià)方式可以包括項(xiàng)目成果展示、小組互評(píng)、自我評(píng)價(jià)等，更全面、客觀地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)成果和成長(zhǎng)過(guò)程，激勵(lì)學(xué)生全面發(fā)展。此外，它促進(jìn)了教師角色的轉(zhuǎn)變。在信息科技創(chuàng)新教學(xué)中，教師不再是單純的知識(shí)傳授者，而是學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者、組織者和促進(jìn)者。教師需要具備更豐富的知識(shí)，提高跨學(xué)科教學(xué)能力，引導(dǎo)學(xué)生自主探究、合作學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

三、STEM教育理念下小學(xué)信息科技教學(xué)實(shí)踐方法

（一）明確學(xué)科目標(biāo)，突出STEM教育理念融合價(jià)值

小學(xué)信息科技學(xué)科的目標(biāo)不應(yīng)僅僅是讓學(xué)生掌握基本的計(jì)算機(jī)操作技能，還應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新精神和綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。而STEM教育理念的融合，則為這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了更為豐富和全面的視角。STEM教育強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科知識(shí)的整合，通過(guò)將科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等領(lǐng)域的知識(shí)相互融合，讓學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中，理解不同學(xué)科之間的關(guān)聯(lián)和相互作用。在小學(xué)信息科技教學(xué)中，我們可以引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，利用科學(xué)原理來(lái)理解信息科技中的某些概念和原理，借助于工程設(shè)計(jì)的思維來(lái)規(guī)劃和制作數(shù)字化作品，運(yùn)用技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)創(chuàng)意和想法。這種融合價(jià)值體現(xiàn)為能夠幫助學(xué)生打破學(xué)科界限，建立起整體性的知識(shí)體系，培養(yǎng)他們從多角度思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。同時(shí)，其也有助于激發(fā)學(xué)生對(duì)不同學(xué)科的興趣，為今后的學(xué)習(xí)和發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。例如，教師開(kāi)展“使用數(shù)字設(shè)備進(jìn)行自我管理”教學(xué)活動(dòng)時(shí)，可以先將學(xué)生分成若干小組。各小組展開(kāi)討論，列舉出數(shù)字設(shè)備在自我管理方面的各種作用，如利用時(shí)間管理軟件安排學(xué)習(xí)時(shí)間等，這一過(guò)程中包含對(duì)科學(xué)知識(shí)的運(yùn)用。接著，每個(gè)小組結(jié)合討論結(jié)果，運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)合理規(guī)劃并制訂一個(gè)具體的自我管理方案，明確各項(xiàng)任務(wù)的時(shí)間分配。隨后，小組成員利用信息科技手段去實(shí)施這個(gè)方案，如通過(guò)相關(guān)軟件進(jìn)行日程設(shè)置和提醒。在實(shí)施中，教師引導(dǎo)學(xué)生思考怎樣運(yùn)用工程設(shè)計(jì)思維來(lái)優(yōu)化方案，使其更具有效率和便利性，如設(shè)計(jì)一個(gè)清晰直觀的界面來(lái)呈現(xiàn)自我管理的各項(xiàng)細(xì)節(jié)。

（二）提倡主動(dòng)探究，優(yōu)化STEM教育理念融合實(shí)踐

在小學(xué)信息科技教學(xué)中，提倡主動(dòng)探究是優(yōu)化STEM教育理念融合實(shí)踐的重要途徑。傳統(tǒng)的教學(xué)模式往往以教師講授為主，學(xué)生被動(dòng)地接受知識(shí)，這種方式難以培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維。主動(dòng)探究式學(xué)習(xí)鼓勵(lì)學(xué)生積極參與、自主發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并驗(yàn)證結(jié)果。通過(guò)主動(dòng)探究，學(xué)生不僅能夠更深人地理解信息科技知識(shí)，還能夠培養(yǎng)問(wèn)題解決能力、邏輯思維能力和創(chuàng)新能力。同時(shí)，這種學(xué)習(xí)方式也更符合STEM教育理念強(qiáng)調(diào)的實(shí)踐和探索精神，讓學(xué)生在親身體驗(yàn)中感受知識(shí)的形成過(guò)程，提高他們對(duì)科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力。例如，教師開(kāi)展“研究與制定簡(jiǎn)單的編碼規(guī)則\"教學(xué)活動(dòng)時(shí)，可以先向?qū)W生介紹一些常見(jiàn)的編碼規(guī)則，如身份證號(hào)、小區(qū)樓棟號(hào)等，然后引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)觀察、分析、比較等方式自主發(fā)現(xiàn)這些編碼規(guī)則的規(guī)律和特點(diǎn)。在學(xué)生對(duì)編碼規(guī)則有一定的了解后，教師可以提出一個(gè)具體的問(wèn)題，如如何制定一個(gè)適合自己的編碼規(guī)則等，讓學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識(shí)，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并驗(yàn)證自己的編碼規(guī)則。在學(xué)生進(jìn)行探究的過(guò)程中，教師應(yīng)給予其適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)和幫助，如提供相關(guān)資料、提示思考方向等，避免直接給出答案。學(xué)生通過(guò)自主探究，不僅能加深對(duì)編碼規(guī)則的理解，還能培養(yǎng)問(wèn)題解決能力和創(chuàng)新思維。最后，教師可以組織學(xué)生進(jìn)行成果分享，讓學(xué)生展示自己的探究過(guò)程和結(jié)果，并鼓勵(lì)他們相互評(píng)價(jià)、交流和探討。這樣既能提高學(xué)生的表達(dá)能力，也能促進(jìn)他們之間的合作與交流，進(jìn)一步培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

（三）合理安排計(jì)劃，用好STEM教育理念融合方法

為了更好地將STEM教育理念融入小學(xué)信息科技教學(xué)過(guò)程中，合理安排教學(xué)計(jì)劃是關(guān)鍵。教師應(yīng)依據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)和課程標(biāo)準(zhǔn)，精心規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容和活動(dòng)。在教學(xué)內(nèi)容規(guī)劃上，要注重知識(shí)的系統(tǒng)性和關(guān)聯(lián)性。教師應(yīng)將信息科技知識(shí)與其他學(xué)科知識(shí)有機(jī)整合，形成一張相互支撐、相互促進(jìn)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。教學(xué)活動(dòng)要多樣化且具有針對(duì)性。可以采用情境教學(xué)、問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)等方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。同時(shí)，教師要根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，靈活調(diào)整教學(xué)方法和策略，確保教學(xué)的有效性和適應(yīng)性。此外，還需合理分配教學(xué)時(shí)間和資源，保障每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)都能得到充分實(shí)施，使學(xué)生在有序的學(xué)習(xí)過(guò)程中逐步提升綜合能力。例如，教師開(kāi)展“探索漢諾塔原理”教學(xué)活動(dòng)時(shí)，先讓學(xué)生觀察漢諾塔的構(gòu)造，引導(dǎo)他們思考怎樣用最少的步驟把圓盤(pán)從起始柱挪到目標(biāo)柱。接著，引入數(shù)學(xué)中的排列組合知識(shí)，讓學(xué)生通過(guò)計(jì)算和分析，找尋移動(dòng)步驟的規(guī)律。同時(shí)，結(jié)合科學(xué)課上學(xué)到的力的知識(shí)，討論在移動(dòng)圓盤(pán)時(shí)力的作用和影響。從工程學(xué)角度，鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)一款更容易操作的漢諾塔模型，思考如何改進(jìn)結(jié)構(gòu)讓移動(dòng)更輕松、快捷。教師還可融入語(yǔ)文課中的故事元素，講述關(guān)于漢諾塔的有趣故事，激發(fā)學(xué)生的興趣。然后，組織小組合作，一起嘗試完成不同難度級(jí)別的漢諾塔挑戰(zhàn)，并要求學(xué)生記錄過(guò)程中的發(fā)現(xiàn)和問(wèn)題。最后，各小組展示成果，交流在跨學(xué)科探索中的心得和感悟。

（四）創(chuàng)新項(xiàng)目任務(wù)，提升STEM教育理念融合成效

創(chuàng)新項(xiàng)目任務(wù)是提升STEM教育理念在小學(xué)信息科技教學(xué)中融合成效的有力舉措。教師應(yīng)精心設(shè)計(jì)具有綜合性和拓展性的項(xiàng)目任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際情境中。項(xiàng)目任務(wù)要能夠激發(fā)學(xué)生的興趣和創(chuàng)造力，培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和溝通能力。在任務(wù)設(shè)計(jì)中，教師要注重培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)思維和全局觀念，讓學(xué)生學(xué)會(huì)從整體上分析問(wèn)題，考慮各個(gè)因素之間的關(guān)系，制訂合理的解決方案。同時(shí)，要給予學(xué)生足夠的自主空間，鼓勵(lì)他們?cè)谕瓿扇蝿?wù)的過(guò)程中提出獨(dú)特的見(jiàn)解和創(chuàng)新的方法。教師通過(guò)創(chuàng)新項(xiàng)目任務(wù)，能夠深化學(xué)生對(duì)STEM知識(shí)的理解和運(yùn)用，提升他們的綜合素養(yǎng)和解決復(fù)雜問(wèn)題的能力，為未來(lái)的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。例如，教師開(kāi)展“小型擴(kuò)音系統(tǒng)”教學(xué)活動(dòng)時(shí)，首先可以讓學(xué)生分組對(duì)擴(kuò)音系統(tǒng)的原理和組成部分進(jìn)行跨學(xué)科研究。在這個(gè)過(guò)程中，科學(xué)學(xué)科的知識(shí)能幫助學(xué)生理解聲音的傳播、放大等原理；數(shù)學(xué)學(xué)科知識(shí)則用于計(jì)算一些參數(shù)和比例；信息科技學(xué)科的知識(shí)則用于了解擴(kuò)音系統(tǒng)中涉及的電子電路和信號(hào)處理等方面的內(nèi)容。其次，各小組根據(jù)研究結(jié)果，運(yùn)用工程設(shè)計(jì)的思維來(lái)設(shè)計(jì)自己小組的小型擴(kuò)音系統(tǒng)方案。他們需要考慮材料的選擇、電路的布局、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性等多方面因素，這充分鍛煉了他們的系統(tǒng)思維。最后，小組開(kāi)始動(dòng)手制作擴(kuò)音系統(tǒng)，在制作過(guò)程中會(huì)遇到各種問(wèn)題，如電路連接不順暢、聲音效果不理想等。這時(shí)候就需要學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的多學(xué)科知識(shí)去分析和解決問(wèn)題，同時(shí)培養(yǎng)了他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和溝通能力。

總之，將STEM教育理念融人小學(xué)信息科技教學(xué)中是時(shí)代發(fā)展的必然要求，也是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要途徑。雖然在實(shí)踐過(guò)程中可能會(huì)面臨諸多挑戰(zhàn)，但只要教師能夠明確目標(biāo)、提倡探究、合理安排、創(chuàng)新任務(wù)，不斷探索和優(yōu)化教學(xué)方法，就一定能夠充分發(fā)揮STEM教育的優(yōu)勢(shì)，為學(xué)生創(chuàng)造更加豐富、有趣、富有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)環(huán)境，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)新潛力，培養(yǎng)出具備跨學(xué)科思維和綜合實(shí)踐能力的未來(lái)人才，為社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步做出積極的貢獻(xiàn)。

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責(zé)任編輯：趙瀟晗