基于STEAM教育理念的信息技術(shù)教學(xué)形態(tài)探索

劉 璐（福州屏東中學(xué)，福建 福州 350001）

STEAM教育的教學(xué)理念，是將創(chuàng)新教學(xué)、互動教學(xué)、項(xiàng)目學(xué)習(xí)、任務(wù)分解、討論交流等方面融作一體，整合學(xué)生的豐富好奇心與創(chuàng)造性這類特有特點(diǎn)的一種新型的教育模式。以培養(yǎng)青少年的探索實(shí)踐和知識創(chuàng)新能力為主導(dǎo)，讓青少年從過程中加強(qiáng)學(xué)習(xí)工程、科學(xué)、藝術(shù)、數(shù)學(xué)以及技術(shù)的知識；注重知識與與前沿技術(shù)的相互結(jié)合；在思維相互碰撞中，將學(xué)生的各種技能與認(rèn)知進(jìn)行提高，強(qiáng)化自主探究精神；培養(yǎng)學(xué)生融合各學(xué)科知識來解決問題的才能、團(tuán)隊(duì)合作才能和創(chuàng)新能力。

一、STEAM教育中信息技術(shù)教師的角色

STEAM教育的迅速發(fā)展，使教育產(chǎn)生了革命性的變化，更新著傳統(tǒng)的教育思想觀念，改變著教育教學(xué)的環(huán)境、過程、方式和方法，影響著教師的角色。學(xué)生獲取信息和知識的多樣性，使得教師主導(dǎo)的知識傳授的地位正接受挑戰(zhàn)。信息技術(shù)的課程教學(xué)要求“教師在教學(xué)中要緊緊圍繞學(xué)科核心素養(yǎng)，以項(xiàng)目方式整合課堂教學(xué)，重構(gòu)教學(xué)組織方式，創(chuàng)設(shè)有利于學(xué)生開展項(xiàng)目學(xué)習(xí)的數(shù)字化環(huán)境、資源和條件，引導(dǎo)學(xué)生在數(shù)字化學(xué)習(xí)的過程中，領(lǐng)悟數(shù)字化環(huán)境對個人發(fā)展的影響，養(yǎng)成終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣。”與STEAM教育理念有著深度融合。信息技術(shù)教師在教學(xué)過程中，以自己豐富的學(xué)科知識和專業(yè)才能，對學(xué)生進(jìn)行及時引導(dǎo)，給學(xué)生提供適時的支持和幫助。教師不再是機(jī)械地教授知識、答疑解惑的教書匠，而應(yīng)充當(dāng)?shù)氖且粋€課堂教學(xué)的組織者、設(shè)計(jì)者和輔助者的角色。在學(xué)生互動合作的過程中，教師應(yīng)該循循善誘，讓學(xué)習(xí)小組之內(nèi)形成良好的自由的合作氛圍。在學(xué)生探索的過程中，教師應(yīng)當(dāng)是引領(lǐng)者，遇到教師課前不曾預(yù)設(shè)或不熟悉不了解的知識，教師應(yīng)該放開心態(tài)和學(xué)生一同成為學(xué)習(xí)者、探索者、創(chuàng)客者。

二、基于STEAM教育的信息技術(shù)課程形態(tài)設(shè)計(jì)

STEAM教育理念下的信息技術(shù)教學(xué)設(shè)計(jì)，要求教師能根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)，多次優(yōu)化、深度挖掘教材。運(yùn)用創(chuàng)客思維深入至教學(xué)內(nèi)容挖掘的一點(diǎn)一滴中，提出在藝術(shù)與科學(xué)、感性與理性之間的技術(shù)專業(yè)的學(xué)科意義和教育方法論，潛移默化地培養(yǎng)出具有信息素養(yǎng)的人才。

1.設(shè)計(jì)項(xiàng)目式課題

運(yùn)用項(xiàng)目式小組合作學(xué)習(xí)，使學(xué)習(xí)者觸類旁通之前已有知識的架構(gòu)和技能，在學(xué)習(xí)創(chuàng)造過程中找到存在的問題，針對問題進(jìn)行分析，找出解決問題的方案、創(chuàng)造模型、測試評價(jià)、知識遷移，使之體驗(yàn)一整套完備的創(chuàng)客作品創(chuàng)造過程，學(xué)生解決問題的創(chuàng)新性將得以大大提升。同時，教師必須掌控好學(xué)情，才能設(shè)計(jì)出符合實(shí)情的項(xiàng)目分解任務(wù)，充分發(fā)揮學(xué)生創(chuàng)新熱情，投入到完成學(xué)習(xí)任務(wù)和實(shí)例的過程中。為學(xué)生架設(shè)一個滿足需求的創(chuàng)客載體，導(dǎo)航豐富的創(chuàng)作素材。

2.設(shè)計(jì)思維風(fēng)暴的意境

熱愛創(chuàng)造是創(chuàng)客們的動因，讓每一位學(xué)生投身于自己感興趣的事中，如此一來學(xué)生就有了充足的創(chuàng)造力去攻克問題。所以在信息技術(shù)教學(xué)設(shè)計(jì)中應(yīng)能體現(xiàn)通過對項(xiàng)目課題觀察歸納、提出問題；設(shè)想一個解決方案；與人合作尋求最優(yōu)解決方案(模型)；互評“解決方案”分享成功喜悅的項(xiàng)目案例。引導(dǎo)發(fā)散思維，通過聯(lián)想與設(shè)想，用自己的邏輯把這些信息重新組合，得到的“設(shè)想”其實(shí)就是做頭腦風(fēng)暴，盡可能多的去想解決方案，用最小代價(jià)做出解決方案。

3.設(shè)計(jì)合作探索重實(shí)踐的課堂任務(wù)

為完成項(xiàng)目主題，信息技術(shù)教師應(yīng)緊扣項(xiàng)目主題，抽絲剝繭設(shè)計(jì)分解式的驅(qū)動任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生共同參與合作學(xué)習(xí)，注重操作實(shí)踐，創(chuàng)造性地完成學(xué)習(xí)任務(wù)，從而使學(xué)生自主優(yōu)化學(xué)科知識結(jié)構(gòu)。創(chuàng)客思維講究持續(xù)創(chuàng)新、樂于追求，秉承此思想將大大地培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)客思維。只有一次次的成功與失敗實(shí)驗(yàn)，才會有一個更好的結(jié)果，在探究實(shí)踐螺旋曲線上升過程中，學(xué)生的技能和知識在不知不覺中有了提高，也更懂得創(chuàng)新、創(chuàng)造的艱辛與樂趣，充分品味到成功的幸福。持續(xù)地練就不息創(chuàng)新的內(nèi)力，造就敢想、敢做、敢質(zhì)疑的創(chuàng)新人格。［2］

4.設(shè)計(jì)問題解決的模式

問題解決教學(xué)模式指以問題為導(dǎo)向、解決問題為核心的課堂教學(xué)模式。教師通過精心設(shè)計(jì)提出問題，引導(dǎo)學(xué)生分析問題、探究問題、解決問題等步驟來掌握知識和技能。并將其上升到實(shí)際應(yīng)用的層次上，使學(xué)生學(xué)到的“活知識”能有效遷移到新情境中去，讓學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)新的問題，再創(chuàng)造性地解決問題。形成一個良好的循環(huán)，不但能夠更有效的完成教學(xué)任務(wù)，更能夠促成學(xué)生更好的發(fā)展與成長。［3］

三、基于STEAM教育的信息技術(shù)教學(xué)實(shí)施

基于STEAM的教育理念，“用選擇結(jié)構(gòu)求解‘猜數(shù)問題’（選修模塊1《算法與程序設(shè)計(jì)》）”將多學(xué)科的基礎(chǔ)知識整合在若干教學(xué)任務(wù)中，課程中師生首先共同熱身于“幸運(yùn)52”價(jià)格競猜這么一個充滿睿智的游戲，了解游戲設(shè)計(jì)的主要環(huán)節(jié)。在此基礎(chǔ)上，以“價(jià)格競猜小游戲”為任務(wù)進(jìn)行分析討論，將數(shù)學(xué)、信息技術(shù)、編程和美術(shù)等有機(jī)地交叉融合，進(jìn)一步優(yōu)化算法，使學(xué)生在實(shí)踐體驗(yàn)中學(xué)習(xí)應(yīng)用多學(xué)科知識有效地解決現(xiàn)實(shí)問題。圍繞項(xiàng)目活動主題，分解問題的任務(wù)，進(jìn)行需求分析，設(shè)計(jì)算法。合理地使用選擇結(jié)構(gòu)編寫源程序并調(diào)試運(yùn)行。在活動中體驗(yàn)程序設(shè)計(jì)的過程與方法，提升學(xué)生在信息意識、計(jì)算思維方面的信息技術(shù)核心素養(yǎng)。［4］案例如下：

內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)：認(rèn)知面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的基本思想與方法，掌握屬性、對象、事件、事件驅(qū)動等概念，能用所學(xué)知識解決一些簡單的問題。

學(xué)習(xí)要求：理解模塊化程序設(shè)計(jì)基本步驟，并能掌握其使用的方法。

知識要點(diǎn)：選擇控制結(jié)構(gòu)語句格式、數(shù)據(jù)類型、表達(dá)式、圖片屬性及編寫程序基本方式。

技能要點(diǎn)：掌握調(diào)試、運(yùn)行程序的基本方法。

教學(xué)目標(biāo)：會使用程序設(shè)計(jì)語言實(shí)現(xiàn)用選擇控制結(jié)構(gòu)解決問題。

項(xiàng)目活動：猜拳游戲的程序設(shè)計(jì)（2課時）。

教學(xué)活動設(shè)計(jì)：

1.創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生興趣。引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行“幸運(yùn)52”價(jià)格競猜案例分析，梳理游戲內(nèi)容全過程，從中感悟出游戲設(shè)計(jì)過程的主要算法模型。STEAM教育的情境性特征易于啟發(fā)學(xué)生認(rèn)識理解、發(fā)散思維形成。

教師活動：IF語句在小游戲中的應(yīng)用，學(xué)生熱身游戲“幸運(yùn)52”價(jià)格競猜，比比誰競猜次數(shù)少，速度快?引導(dǎo)學(xué)生在游戲中探索規(guī)律。

2.合作探究，構(gòu)建新知。在合作學(xué)習(xí)的過程中，引導(dǎo)學(xué)生對程序語句的學(xué)習(xí)，充分利用數(shù)學(xué)、算法、美術(shù)等多學(xué)科知識，跨學(xué)科知識的交叉融合易于構(gòu)建新知。充分體現(xiàn)跨學(xué)科的STEAM教育的重要核心特征。

學(xué)生活動：“價(jià)格競猜小游戲”。想一想如何讓電腦學(xué)會判斷?（數(shù)學(xué)的二分法）

教師活動：引導(dǎo)IF語句格式、功能的學(xué)習(xí)（賦予電腦具有智能）

3.探索實(shí)驗(yàn)，實(shí)踐活動。帶著問題學(xué)知識，實(shí)踐感悟知識。教師對學(xué)生進(jìn)行體驗(yàn)過程產(chǎn)生的新問題應(yīng)及時進(jìn)行指點(diǎn)，啟發(fā)學(xué)生群策群力優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，促成問題的解決。體驗(yàn)STEAM教育的過程性知識。

學(xué)生活動：思考，如何讓計(jì)算機(jī)隨機(jī)設(shè)定價(jià)格？如何統(tǒng)計(jì)競猜次數(shù)？

教師活動：引導(dǎo)隨機(jī)函數(shù)Rnd（）、控件屬性PasswordChar設(shè)置，計(jì)數(shù)器、計(jì)時器等的學(xué)習(xí)。

4.解決問題，形成知識。深刻領(lǐng)悟知識點(diǎn)背后的意義，從所學(xué)知識點(diǎn)中歸納出此類問題解決的方法，進(jìn)而提煉出新知識。

教師活動：點(diǎn)撥關(guān)鍵詞，健康標(biāo)準(zhǔn)也是人所賦予的。

學(xué)生活動：實(shí)驗(yàn)讓計(jì)算機(jī)決策你的身高標(biāo)準(zhǔn)，修改程序代碼，形成知識。

5.學(xué)以致用，完成項(xiàng)目活動。學(xué)會將項(xiàng)目學(xué)習(xí)網(wǎng)站中分散的知識歸并，引導(dǎo)發(fā)散思維與思維碰撞，推導(dǎo)優(yōu)化解決問題的方案，進(jìn)一步激勵學(xué)生敢于探索創(chuàng)新的潛能。

教師活動：提供項(xiàng)目學(xué)習(xí)網(wǎng)站內(nèi)容，啟發(fā)知識遷移。

學(xué)生活動：小組合作探究，任務(wù)分工，完成項(xiàng)目活動有所創(chuàng)新。

思考：如何決策勝負(fù)的算法，如何根據(jù)隨機(jī)數(shù)判斷顯示對應(yīng)圖片？小組討論，提出改進(jìn)優(yōu)化方案后，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)探索，直到得出結(jié)論。

評價(jià)：互評項(xiàng)目活動結(jié)果，從互評中感悟創(chuàng)客的幸福。

四、結(jié)語

STEAM教育理念深刻優(yōu)化著信息技術(shù)學(xué)科的教學(xué)形態(tài)，讓學(xué)生在一片廣袤的思維天地中創(chuàng)造，引發(fā)學(xué)生的發(fā)散思維在適當(dāng)?shù)臅r機(jī)下進(jìn)行討論與思維碰撞；讓學(xué)生在討論中有所感悟，進(jìn)而同步調(diào)整并改進(jìn)自身設(shè)計(jì)創(chuàng)造；讓學(xué)生有機(jī)會綜合運(yùn)用所學(xué)知識提升自己思維深度；在創(chuàng)造中實(shí)現(xiàn)并完善知識體系的構(gòu)建與原理的理解的同步進(jìn)行。學(xué)有所用，進(jìn)而迸發(fā)出成就感，從生活中萌發(fā)創(chuàng)想意識。

［1］祝智庭，孫妍妍.創(chuàng)客教育：信息技術(shù)使能的創(chuàng)新教育實(shí)踐場［J］.中國電化教育.2015（1）.

［2］陳光.運(yùn)用算法思維創(chuàng)新信息技術(shù)教學(xué)方法［J］.福建基礎(chǔ)教育研究.2011（11）.

［3］馬炯波.“問題解決式”課堂創(chuàng)新教學(xué)模式［EB/OL］.［2015-1-1］.ht tp://www.qikan.com.cn.

［4］李雯.STEM教育理念下的三維創(chuàng)意設(shè)計(jì)課程教學(xué)案例 .［EB/OL］.［2017-3-21］.ht tp://www.bjdcfy.com.