BYOB可視化編程在STEAM教育中的應(yīng)用探討

肖正興　李亞奇　鄭杰

摘 要 在“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的時(shí)代背景下，對(duì)于高職非計(jì)算機(jī)大學(xué)生不僅僅需要本學(xué)科的實(shí)用技能，還需要掌握復(fù)合型、跨學(xué)科的能力。本文利用BYOB可視化編程平臺(tái)實(shí)施STEAM教育，培養(yǎng)學(xué)生復(fù)合型、跨學(xué)科的能力，同時(shí)培養(yǎng)其運(yùn)用編程思維解決本學(xué)科問題的能力，探索構(gòu)建基于STEAM的跨學(xué)科教育模式。

關(guān)鍵詞 BYOB STEAM教育

信息技術(shù)高速發(fā)展的時(shí)代，信息技術(shù)已經(jīng)與各行各業(yè)進(jìn)行了深度融合，因此每個(gè)行業(yè)的人才都需要掌握編程思維，以便于運(yùn)用編程思維的能力解決本專業(yè)的相關(guān)問題。

BYOB就是一個(gè)可視化、模塊化的編程平臺(tái)，利用該平臺(tái)可以構(gòu)建虛擬世界，在充分地啟發(fā)和引導(dǎo)下，在解決問題的過程中，主動(dòng)探索式的學(xué)習(xí)編程。

STEAM的原身是STEM理念，即科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）的首字母。鼓勵(lì)學(xué)生在科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展和提高，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)，從而提升其全球競爭力。近期加入了Arts，也就是藝術(shù)，變得更加全面。

學(xué)科間融合的教育模式也是為了激發(fā)學(xué)生的興趣，增強(qiáng)他們對(duì)知識(shí)的理解；發(fā)掘?qū)W生在科學(xué)技術(shù)專業(yè)上的潛力，培養(yǎng)他們的創(chuàng)造力。本文探討了如何在高職非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生中運(yùn)用BYOB可視化編程平臺(tái)進(jìn)行STEAM教育培養(yǎng)，從而提升學(xué)生復(fù)合型、跨學(xué)科的能力。

1什么是STEAM教育

STEAM是一種教育理念，有別于傳統(tǒng)的單學(xué)科、重書本知識(shí)的教育方式。STEAM是一種重實(shí)踐的超學(xué)科教育概念。任何事情的成功都不僅僅依靠某一種能力的實(shí)現(xiàn)，而是需要綜合素養(yǎng)，比如電子產(chǎn)品的構(gòu)建，不但需要技術(shù)，運(yùn)用高科技手段創(chuàng)新產(chǎn)品功能，還需要UI設(shè)計(jì)方面的綜合才能，所以單一技能的運(yùn)用已經(jīng)無法支撐未來人才的發(fā)展，未來需要的是多方面的綜合型人才。

STEAM教育在美國的重要性不亞于中國的素質(zhì)教育，在美國大部分中小學(xué)都設(shè)有STEAM教育的經(jīng)費(fèi)開支。在STEAM教育的號(hào)召下，機(jī)器人、3D打印機(jī)進(jìn)入了學(xué)校；奧巴馬也加入了全民學(xué)編程的隊(duì)伍，寫下了自己的第一條代碼；幫助學(xué)生們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、科學(xué)的教育科技產(chǎn)品層出不窮；而且這五個(gè)學(xué)科，技術(shù)和工程結(jié)合，藝術(shù)和數(shù)學(xué)結(jié)合，打破常規(guī)了學(xué)科界限。

具體來說，STEAM教育不僅僅是提倡學(xué)習(xí)這五個(gè)學(xué)科知識(shí)，更提倡的是一種新的教學(xué)理念：讓學(xué)生們自己動(dòng)手完成他們感興趣的、并且和他們生活相關(guān)的項(xiàng)目，從過程中學(xué)習(xí)各種學(xué)科以及跨學(xué)科的知識(shí)。STEAM其實(shí)是對(duì)基于標(biāo)準(zhǔn)化考試的傳統(tǒng)教育理念的轉(zhuǎn)型，它代表著一種現(xiàn)代的教育哲學(xué)，更注重學(xué)習(xí)的過程，而不是結(jié)果。本質(zhì)上來說，我們敢于讓學(xué)生們犯錯(cuò)，讓他們嘗試不同的想法，讓他們聽到不同的觀點(diǎn)。與考試相反的，我們希望學(xué)生們創(chuàng)造能夠應(yīng)用于真實(shí)生活的知識(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，從而找到自己想要的答案，達(dá)到潛能開發(fā)的目的。

2基于STEAM的探究式的教學(xué)方式

真正的STEAM教育，是遵循科學(xué)探究的流程或工程實(shí)踐的流程的，教學(xué)方式以項(xiàng)目為周期，帶著學(xué)生去探究或?qū)嵺`，在這個(gè)過程中讓學(xué)生自己建構(gòu)知識(shí)和技能，達(dá)到培養(yǎng)內(nèi)內(nèi)在的綜合能力的目標(biāo)。

一個(gè)完整的探究式學(xué)習(xí)過程：學(xué)生自己描述問題，找出解決這個(gè)問題的限制條件；接著通過各種渠道收集資料，找出前人的方法；在已獲得的資料的基礎(chǔ)上，根據(jù)自己擁有的知識(shí)提出所有能想到的解決方法；在這些方法中篩選出最優(yōu)，建立模型；利用材料，創(chuàng)造出實(shí)物，實(shí)現(xiàn)自己的想法；測試作品，評(píng)估作品，進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)。

3基于STEAM的評(píng)價(jià)體系

當(dāng)按照STEAM探究式教學(xué)方式鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力、邏輯思維能力、創(chuàng)新能力等，如何評(píng)估以上能力是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。教學(xué)目標(biāo)分配應(yīng)該是三分之一的知識(shí)，三分之一的技術(shù)能力，三分之一的綜合能力。技術(shù)能力和綜合能力需要明確的教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行支撐。

4“STEAM+BYOB”教育模式的實(shí)施

針對(duì)高職非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生開選修課“BYOB創(chuàng)意編程”，選用BYOB可視化平臺(tái)的原因在于，課堂并非講授傳統(tǒng)編程，而是希望通過BYOB可視化平臺(tái)培養(yǎng)非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的編程思維能力、解決問題能力，以及復(fù)合型、跨學(xué)科的能力，BYOB是一個(gè)非常不錯(cuò)的平臺(tái)，原因在于：

（1）目的不同 ：傳統(tǒng)編程的教學(xué)目標(biāo)是職業(yè)技能培訓(xùn)，以就業(yè)為主要目的，BYOB創(chuàng)意編程的目標(biāo)是讓學(xué)生建立程序思維方式、提升邏輯思維水平。

（2）課程內(nèi)容不同：傳統(tǒng)課程中編寫的程序大多為數(shù)學(xué)計(jì)算，枯燥、繁瑣，學(xué)生很難產(chǎn)生興趣，創(chuàng)意編程緊緊抓住學(xué)生的興奮點(diǎn)，通過游戲、故事、實(shí)物模擬等吸引學(xué)生的注意力。

（3）教學(xué)方法不同：傳統(tǒng)課程從抽象的規(guī)則開始，深入到更加抽象復(fù)雜的規(guī)則。創(chuàng)意編程從簡單的游戲開始，到抽象高級(jí)的游戲，把模塊化思維包裹其中。

（4）評(píng)價(jià)體系不同：傳統(tǒng)課程強(qiáng)調(diào)算法的精密，強(qiáng)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)答案。創(chuàng)意編程強(qiáng)調(diào)實(shí)際運(yùn)用編程的能力，強(qiáng)調(diào)獨(dú)創(chuàng)性。

基于STEAM理念，設(shè)計(jì)了小貓快跑、貓鼠大戰(zhàn)、空戰(zhàn)游戲、大魚吃小魚等興趣性強(qiáng)的游戲，并且采用形成性考核方式，過程性考核+綜合作業(yè)的考核方式。

針對(duì)高職非計(jì)算機(jī)專業(yè)開設(shè)2輪各3個(gè)班選修課，學(xué)生興趣很高，經(jīng)過32學(xué)時(shí)的編程思維的訓(xùn)練，能夠以小組團(tuán)隊(duì)協(xié)作方式完成作品，并且形成完整的文檔說明，記載探究式學(xué)習(xí)的整個(gè)過程，以通過作品的完成掌握利用STEAM強(qiáng)調(diào)的能力。

5小結(jié)

本文嘗試運(yùn)用STEAM的教育理念，運(yùn)用BYOB可視化編程平臺(tái)教授非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生編程思維能力，同時(shí)鍛煉了學(xué)生復(fù)合型的能力，不足的是，課程內(nèi)容大多是以游戲?yàn)橹?，還是缺少運(yùn)用平臺(tái)解決跨學(xué)科問題的案例，在后面的教學(xué)實(shí)踐中，需要挖掘跨學(xué)科的典型案例，進(jìn)一步鍛煉學(xué)生運(yùn)用編程思維解決本專業(yè)問題的能力。

參考文獻(xiàn)

[1] 王娟，吳永和.”互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代STEAM教育應(yīng)用的反思與創(chuàng)新路徑[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2016（02）：90-97.

[2] 傅騫，王辭曉.當(dāng)創(chuàng)客遇上STEAM教育[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2014（10）：37-42.