STEAM教育視閾下小學信息技術教育實踐研究

李智勇

在信息技術2.0的時代背景下，STEAM被視為培養(yǎng)學生跨學科思維和問題解決能力最優(yōu)的路徑之一。STEAM強調學生在真實情境中類似“科學家做研究”的方式提出問題并解決問題。逐步養(yǎng)成生活中樂于探究、解決問題的思維習慣。就現(xiàn)有的社會環(huán)境，人工智能、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等一系列技術帶來的社會變革，學生對于信息時代的需求已經(jīng)明顯提高，現(xiàn)行的信息技術教材已經(jīng)無法滿足學生的需求。因此在信息技術課堂融入STEAM 教育理念，能有效提升學生的信息技術思維能力。

一、STEAM教育教育理念概述

STEAM教育是一種綜合性的教育理念，“S”代表的是科學，“T”代表的是技術，“E”代表的是工程，“A”代表的是藝術，“M”代表的是數(shù)學。該教育理念最早由美國提出，經(jīng)過多年發(fā)展已逐步成熟。教育信息2.0的到來，對于小學信息技術課堂提出了更高的要求，傳統(tǒng)信息技術課堂教學模式較為落后，導致該學科學科本位意識不濃?，F(xiàn)階段，STEAM教育理念在我國小學信息技術課堂教學中應用廣泛。2021年以來，國家不斷出臺多項教育政策，教育變革的背后意味著國家對于綜合型人才需求越來越大。傳統(tǒng)的分科教育模式培養(yǎng)的人才已無法滿足我國現(xiàn)在對于綜合型人才的需求。許多高新技術的發(fā)展，要求工作人員不僅需要有較強的科研能力，更多的是需要有實踐操作能力和創(chuàng)新精神，他們是國家科技發(fā)展的核心動力。相比傳統(tǒng)的分科教育模式，STEAM教育理念倡導學生綜合發(fā)展，不僅要求不同學科知識的融合，更要求學生運用信息技術在多學科知識領域解決問題，最終促進學生綜合素養(yǎng)能力提升。雖然STEAM教育理念有其優(yōu)勢，并更加符合我國當前時代教育要求，但是將STEAM教育理念應用到信息技術課堂并不是要完全推翻以往信息技術教學模式，而應該借由STEAM教育理念對信息技術課程結構進行優(yōu)化。

二、信息技術課堂融入STEAM教育的應用策略

1. 策略一：跨學科知識整合，打破分科課程壁壘

STEAM教育最核心的特征就是跨學科。傳統(tǒng)教學以分科教育為主，強調間接經(jīng)驗的教授，易于讓學生不理解學科之間的聯(lián)系?，F(xiàn)有的信息技術課堂多側重信息技術應用技能的教授，在學科課程的課堂中，信息技術也只是作為應用工具服務于學科課堂教學。而將STEAM教育引入信息技術課堂，打破了傳統(tǒng)分科課程的知識分裂的弊端，并且以項目學習的方式，以綜合應用相關學科知識解決問題。其結果導向不僅僅只是掌握特定的信息技術知識，更多是注重培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維能力，在能力提升的同時，滲透學科知識，真正做到學以致用。

2. 策略二：前瞻性技術實踐，激發(fā)學生創(chuàng)造熱情

STEAM教育中很多技術應用有賴于信息技術課程的支持，如：App Inventor手機編程、3D打印、物聯(lián)網(wǎng)、Scratch創(chuàng)意編程、機器人、人工智能等等。越來越多信息技術的前沿內容納入STEAM教育，其中根本原因有兩點：首先，信息化時代前沿技術的應用極大地激發(fā)了學生的興趣;其次，軟件操作及教學應用教學相對簡單，信息技術教室易于應用教學。學校在信息技術課堂滲透STEAM教育，信息技術教學內容從根本上發(fā)生了變革，極大地引發(fā)了學生的創(chuàng)造熱情，拓寬了學生的視野。信息技術課程內容需要于時代同步，與學生生活實際聯(lián)系，這樣才能綻放生命力。

3. 策略三：生活化情景課堂，解決學生實際問題

信息技術教材進入國家課程已有20多年的歷程，經(jīng)歷了多版教材內容的更迭。筆者通過多年教學實踐發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有教材技術理論偏抽象，脫離學生實際生活情境。如《混排圖文美版面》這節(jié)課，學生在現(xiàn)實生活情境中已經(jīng)能夠熟練應用圖片軟件來進行圖片處理，并且應用視頻軟件模板進行簡單的視頻剪輯。圖文排版與學生生活內容的聯(lián)系較少，其根本原因在于現(xiàn)在信息化時代技術應用的瞬息萬變。學生身處信息化時代，傳統(tǒng)教材中的內容需要進行生活化的處理。課堂還原生活情境，知識鏈接生活應用，問題解決生活實際，最終達到學生信息技術知識應用實際生活的目的。從根本上彰顯了“信息技術知識來源學生生活，應用于學生生活”。

三、STEAM教育與小學信息技術教育融合案例——《我們的城市》

STEAM教育教學在實踐過程中遵循項目性、趣味性、多維性與協(xié)作性四大設計原則，其中項目的設計是整個應用過程的重中之重。《我們的城市》項目是針對信息技術學生設計的一門拓展課程，指導學生通過對學校周邊城區(qū)的總體規(guī)劃考察，先通過3D one模型建構，再利用城市規(guī)劃APP軟件，構建虛擬城市。讓學生在項目活動中能夠發(fā)現(xiàn)城市規(guī)劃問題，并且分析、解決問題，最后通過給區(qū)長一封信去解決實際問題。

1. 案例概述

教師基于STEM教育理念，根據(jù)學生前期實地考察調研活動，設計項目教學內容（見表1）。學生完成《我們的城市》項目任務需要融合應用科學、技術、美術等多學科知識，特別是信息技術以及工程（設計）思想和數(shù)學思維。

本項目共分為3課時：

第一階段：調查海滄區(qū)東孚片區(qū)城市規(guī)劃問題。學生前期通過走訪東孚城市規(guī)劃館，采訪館長及周邊天竺社區(qū)居民。了解東孚新城區(qū)規(guī)劃的故事，用自己的眼睛觀察東孚，用自己的感受寫下東孚規(guī)劃故事。

第二階段：利用3D one設計建筑模型;在初步了解了東孚城區(qū)規(guī)劃，對于新城區(qū)規(guī)劃能否提出一些意見，心中理想的城市規(guī)劃又是怎么樣的呢？通過前期信息技術課堂關于3D one的學習，嘗試設計城市規(guī)劃中格式建筑。

第三階段：利用城市規(guī)劃APP設計城市。虛擬的世界能否實現(xiàn)對于城市規(guī)劃的自己的構想，建造屬于自己的城市，課堂采用我們的城市APP應用讓學生成為城市規(guī)劃者。

本項目基于真實的問題情境，通過確立前期調查項目主題（城市規(guī)劃）、分析項目問題（規(guī)劃中的問題，居民反映問題）、設計解決方案（區(qū)域劃分如何更合理）、實施解決方案（建構模型，規(guī)劃城市區(qū)域）和展示評價總結六個階段開展項目活動。

2. 學習者分析

六年級學生基本上對計算機基礎知識和技能熟練掌握，并能夠在此基礎有所創(chuàng)新和發(fā)揮，通過各種渠道的學習，學生的移動學習終端（平板電腦）操作水平較高，對信息技術使用有強烈的興趣，并希望在主題活動中通過任務導向使信息技術使用得到一定的“自由”空間。結合主題活動，開展系列研究性學習活動，學生能夠將搜集的資料放置網(wǎng)絡學習空間，建立人人可學、處處能學、時時皆學的泛學習空間。學生已學習過Scratch編程、3D one模型設計軟件，有一定的編程基礎。除此之外，《城市規(guī)劃》項目設計中還需要學生掌握Arduino編程基礎知識。

3. 教學過程設計（第一課時）

（1） 巧用網(wǎng)絡學習空間（結合網(wǎng)絡學習空間）

分享課前搜集資料，展示學生學習空間資料，學生間相互學習，了解城市的多元性，小組協(xié)同討論問題。問題1：通過網(wǎng)絡學習空間資料分享，你對海滄東孚城市有了哪些新發(fā)現(xiàn)？問題2：你認為生活在海滄東孚有哪些不方便的地方？

（2） 學習城市規(guī)劃知識（希沃白板應用、易課堂）

城市規(guī)劃師需要具備哪些專業(yè)知識？城市功能區(qū)域了解;通過圖片判斷城市功能區(qū);建筑物的規(guī)劃考慮生活便利;地鐵規(guī)劃路線設計。

（3） 城市規(guī)劃師資格小測試

結合信息技術，通過一系列答題設置，讓學生結合智能平板鞏固城市規(guī)劃知識。利用APP應用，小組分享在APP模擬城市規(guī)劃中獲得了哪些城市規(guī)劃經(jīng)驗。

（4） 體驗城市規(guī)劃師（借由3D one軟件設計模型）

通過與3D one制作立體模型，為自己的建筑模型取名字，根據(jù)相應建筑進行建筑模型外觀設計（涂色、拼接），思考建筑模型應該放置城市哪些功能區(qū)內。最后每個小組將分到一張城市區(qū)域圖，小組同學將自己的紙建筑模型設計制作完成后，放置相應的城市功能區(qū)內，讓小組同學思考城市規(guī)劃構想。如：環(huán)境選擇——經(jīng)濟考量——生活便利。

（5） 焦點分享城市規(guī)劃理念。你們的城市叫什么名字？城市設計理念是什么？有哪些建筑物？城市中有商業(yè)區(qū)嗎？對于多功能區(qū)是如何規(guī)劃的？想象一下，如果你被邀請繼續(xù)建造這座城市，你希望還有哪些企業(yè)進駐城市？多問題的思考引發(fā)學生對作品的創(chuàng)新改進。

小學信息技術課堂已然成為STEAM在小學階段的落腳點，學生通過長期的跨學科知識學習，創(chuàng)新思維和動手實踐能力的訓練，將逐漸適應瞬息變化的社會生活和未來職業(yè)生活的需要。融入STEAM的信息技術課堂必將給我們的信息技術教育帶來“靜悄悄”的革命，相信不久的將來我們定能收獲可喜的變化。