信息技術(shù)與STEM教育有效融合

王天信

摘 要：近年來(lái)，教育部將STEM教育納入國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展政策，在信息技術(shù)教學(xué)中應(yīng)用STEM教育理念，二者的融合既能從多角度審視信息技術(shù)教育和其他學(xué)科教學(xué)的關(guān)聯(lián)性，也進(jìn)一步推動(dòng)了信息技術(shù)教學(xué)的創(chuàng)新發(fā)展，并為促進(jìn)信息技術(shù)教學(xué)質(zhì)量的穩(wěn)步提高、學(xué)生深入學(xué)習(xí)信息技術(shù)知識(shí)提供了堅(jiān)實(shí)保障。

關(guān)鍵詞：STEM教育;信息技術(shù)教學(xué);融合課程

中圖分類(lèi)號(hào)：G623.58 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 收稿日期：2019-07-09 文章編號(hào)：1674-120X（2019）36-0109-02

一、引言

以包含科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）為主要內(nèi)容的STEM課程是一門(mén)綜合式的跨學(xué)科教育課程。近年來(lái)，隨著教育部將STEM教育納入國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展政策中，其所開(kāi)創(chuàng)的新局面也日漸顯現(xiàn)，不少專(zhuān)家學(xué)者、一線教育工作者認(rèn)為，在信息時(shí)代，STEM教育是支撐中國(guó)教育創(chuàng)新發(fā)展的有效載體，也是教育發(fā)展的必然趨勢(shì)。STEM教育帶給各個(gè)學(xué)科以新的教學(xué)觀念和改革新視角，下面，筆者結(jié)合案例做一探究。

二、注重學(xué)科整合，構(gòu)建完整知識(shí)結(jié)構(gòu)

“重現(xiàn)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的過(guò)程、工程師解決問(wèn)題的過(guò)程”成為STEM教育的本義，整個(gè)過(guò)程是多學(xué)科、多能力知識(shí)運(yùn)用過(guò)程，強(qiáng)調(diào)學(xué)科之間的聯(lián)系，重在強(qiáng)調(diào)學(xué)生知識(shí)應(yīng)用及問(wèn)題解決能力，從而真正實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用，這一教育理念與當(dāng)前新課改教學(xué)的要求十分契合。由此可見(jiàn)，在信息技術(shù)教學(xué)中，教師必須注重學(xué)科整合，通過(guò)各個(gè)學(xué)科的相互聯(lián)系與應(yīng)用，切實(shí)踐行STEM教育，實(shí)現(xiàn)教育目的。

例如，教學(xué)“調(diào)整圖形”一課時(shí)，教師為這一教學(xué)擬訂了教學(xué)目標(biāo)，將這部分知識(shí)融入“當(dāng)傳統(tǒng)文化遇上現(xiàn)代信息技術(shù)——剪紙（燈籠）”案例中。

S（科學(xué)）：給學(xué)生教授簡(jiǎn)單的不同軟件的不同圖形操作方式，對(duì)不同軟件或調(diào)整圖形功能的設(shè)計(jì)理念及發(fā)展歷程進(jìn)行講述，打開(kāi)學(xué)生眼界，同時(shí)讓學(xué)生了解燈籠中蘊(yùn)含的對(duì)稱(chēng)原理，從而切身體驗(yàn)其奧妙。

T（技術(shù)）：借助網(wǎng)絡(luò)等信息手段，上網(wǎng)查詢(xún)燈籠剪紙的相關(guān)資料;并對(duì)所搜集的燈籠剪紙圖形進(jìn)行展示，鼓勵(lì)學(xué)生自主設(shè)計(jì)燈籠圖形，（學(xué)生靈活運(yùn)用“翻轉(zhuǎn)/旋轉(zhuǎn)”“拉伸/扭曲”命令來(lái)調(diào)整圖形，使圖形更具美感），同時(shí)確定一種圖樣，利用不同的紙質(zhì)和簡(jiǎn)單工具進(jìn)行窗花創(chuàng)作并進(jìn)行比較。

E（工程）：投入到體驗(yàn)燈籠剪紙?jiān)O(shè)計(jì)及制造的過(guò)程，并不斷改進(jìn)作品，向更好的方向發(fā)展，使其呈現(xiàn)最美好的樣子。

M（數(shù)學(xué)）：就搜集的燈籠剪紙資料加以簡(jiǎn)單統(tǒng)計(jì)和前期調(diào)研，如燈籠的形狀有多少種，一些簡(jiǎn)單燈籠剪紙要求的測(cè)量數(shù)據(jù)，為燈籠的設(shè)計(jì)進(jìn)行定位。同時(shí)，再利用幾何構(gòu)圖、色系搭配等知識(shí)，對(duì)自己最喜歡的燈籠進(jìn)行圖形調(diào)整。

從這一案例的設(shè)計(jì)目標(biāo)來(lái)看，信息技術(shù)教學(xué)緊緊圍繞STEM教育內(nèi)涵，整合了科學(xué)、工程、技術(shù)、數(shù)學(xué)等多學(xué)科知識(shí)，讓學(xué)生多角度、多方位構(gòu)建了調(diào)整圖形的模塊學(xué)習(xí)，形成更為系統(tǒng)的知識(shí)認(rèn)知，從而突破了傳統(tǒng)信息技術(shù)教學(xué)的固定思維模式。學(xué)生基于信息技術(shù)的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，就能夠多方面獲取更多的相關(guān)內(nèi)容，為解決問(wèn)題提供了全面的支撐，從而引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)應(yīng)用信息手段，為切實(shí)解決問(wèn)題打下良好基礎(chǔ)。

三、增強(qiáng)應(yīng)用能力，設(shè)計(jì)開(kāi)放式課程

課程設(shè)計(jì)成為STEM教育的必需環(huán)節(jié)，而對(duì)信息技術(shù)教學(xué)來(lái)說(shuō)，一般是不會(huì)涉及的。因此，信息技術(shù)教師在STEM教育理念下，展開(kāi)課程的具體實(shí)施以及設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)注意三點(diǎn)：

第一，課程實(shí)施的角色定位準(zhǔn)確。實(shí)施課程的主體應(yīng)是學(xué)生而不是教師，課程中大多數(shù)時(shí)間是學(xué)生自主學(xué)習(xí)，學(xué)生在實(shí)踐操作中需要不斷動(dòng)手進(jìn)行體驗(yàn)，這與新課程的理念非常契合。

第二，課程內(nèi)容的選擇既要與教材內(nèi)容相關(guān)，還要能夠貼近學(xué)生、貼近生活實(shí)際，整個(gè)課程的實(shí)施要充滿趣味性、知識(shí)性、探索性和實(shí)踐性。

第三，整個(gè)信息課程的實(shí)施，必然是科學(xué)的教育設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)充分體現(xiàn)STEM教育理念。在以信息技術(shù)為中心的課程實(shí)施中，蘊(yùn)含多種基礎(chǔ)性學(xué)科知識(shí)，應(yīng)將課程中的教學(xué)內(nèi)容建立在各門(mén)學(xué)科基礎(chǔ)上，既凸顯特殊性，又做到各學(xué)科之間的相互滲透，以進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力，促進(jìn)學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

比如，在WPS演示文稿這一教學(xué)中，教師設(shè)計(jì)了模塊課程，并提供給學(xué)生充足的三節(jié)課時(shí)，進(jìn)行“這是我的家”主題課程設(shè)計(jì)。教師提出的要求是，放開(kāi)學(xué)生報(bào)告的調(diào)查格式，學(xué)生或可獨(dú)立進(jìn)行，或可自行協(xié)作組合與自由分工，收集素材，構(gòu)思版面，制作成品。教師通過(guò)自主探索、合作交流，提高學(xué)生的應(yīng)用能力以及探索精神。在每一節(jié)課中，教師用問(wèn)題進(jìn)行引導(dǎo)，干涉學(xué)生的具體操作思路及過(guò)程，讓學(xué)生制作過(guò)程能夠有方向：“你的家有什么特點(diǎn);你的制作期望是什么;進(jìn)行制作時(shí)，所用的工具與實(shí)際操作有哪些;在圖文并茂展示時(shí)，怎樣讓你的制作能夠簡(jiǎn)潔高效、達(dá)到目標(biāo);在進(jìn)行圖片展示時(shí)，每一張照片是否需要進(jìn)行微調(diào)，或形成斜角，或改變形狀，使其更為美觀大方，吸引眼球?！钡搅说诙?jié)與第三節(jié)課，教師將關(guān)注重點(diǎn)放在學(xué)生操作實(shí)踐的一些問(wèn)題上。以下為具體設(shè)計(jì)步驟。

①課前學(xué)生準(zhǔn)備素材，收集自己家里的5～10張生活自拍照。對(duì)自己的家庭以及生活進(jìn)行介紹，并以作文形式出現(xiàn)。②制作WPS演示文稿時(shí)，學(xué)生需要展示圖文并茂的效果，同時(shí)采用音樂(lè)背景渲染以及動(dòng)畫(huà)與視頻的插入等。③完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)，在提交時(shí)，所需的資料有原始照片以及文字材料、成形的演示文稿、文字闡述課程設(shè)計(jì)的制作目標(biāo)及制作思路。

展現(xiàn)自我的學(xué)習(xí)能力和運(yùn)用能力，從技術(shù)、工程等多個(gè)方面解決問(wèn)題，這是這一課程設(shè)計(jì)任務(wù)中學(xué)生的具體表現(xiàn)。以生活實(shí)踐為土壤，并沒(méi)有過(guò)多地加入特定目標(biāo)，而是完全由學(xué)生來(lái)支配自己的行動(dòng)進(jìn)行創(chuàng)造性的實(shí)施;也沒(méi)有刻板地套用評(píng)分依據(jù)，而是給予學(xué)生更寬容的實(shí)踐環(huán)境，使得學(xué)生能夠自主獲得一些經(jīng)驗(yàn)和能力，從而轉(zhuǎn)化為一種技能。如利用計(jì)算機(jī)寫(xiě)作，圍繞自己的課程設(shè)計(jì)思路、目標(biāo)進(jìn)行寫(xiě)作，并自行思考完成這一制作任務(wù)需要涉及何種軟件以及如何操作，從而更為順暢地解決一個(gè)個(gè)問(wèn)題，由此，也實(shí)現(xiàn)了STEM教育的最終目的。

四、多元評(píng)價(jià)結(jié)合，促進(jìn)融合課程良性循環(huán)

STEM教育與信息技術(shù)的課程融合過(guò)程中，評(píng)價(jià)與交流是必不可少的教學(xué)環(huán)節(jié)。在這一課程進(jìn)行中或課程結(jié)束后，一些學(xué)校和教師仍然用分?jǐn)?shù)或者是最終完成品的方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)，實(shí)際上，這一簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)方式非但不足以體現(xiàn)學(xué)生的綜合能力，更無(wú)法反映在課程實(shí)施中學(xué)生的發(fā)展情況。因此，在對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，采用的評(píng)價(jià)方式要多元，讓學(xué)生能夠通過(guò)評(píng)價(jià)，形成交流氛圍。學(xué)生在互相交流中形成了解決問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，反思進(jìn)步，有針對(duì)性地改進(jìn)自身不足，從而實(shí)現(xiàn)共同進(jìn)步和發(fā)展。

在上述課程設(shè)計(jì)完成之后，教師特意設(shè)置了生生評(píng)價(jià)的環(huán)節(jié)，基于作品形成性過(guò)程以及最后的結(jié)果，分別讓部分成果優(yōu)秀的學(xué)生講述設(shè)計(jì)思路及理念，引來(lái)臺(tái)下學(xué)生質(zhì)疑性的評(píng)價(jià)，學(xué)生各抒己見(jiàn)，發(fā)表觀點(diǎn)，教師補(bǔ)充評(píng)價(jià)。也有的學(xué)生在講述中，說(shuō)到自己遇到了難點(diǎn)問(wèn)題如何解決的經(jīng)歷，教師從中反思自己的教學(xué)，從而對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，選擇更適宜的教學(xué)方法。學(xué)生與學(xué)生的評(píng)價(jià)，實(shí)際上也是在進(jìn)行實(shí)際操作技術(shù)、改進(jìn)工程方案的磋商，這對(duì)提高學(xué)生綜合能力起到很大的推動(dòng)作用，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力發(fā)展。

除此之外，教師應(yīng)形成STEM教育與信息技術(shù)的教學(xué)融合發(fā)展的良性循環(huán)，促進(jìn)學(xué)生成長(zhǎng)。除了課堂上師生、學(xué)生自我評(píng)價(jià)和組內(nèi)互評(píng)，還可以采用多種評(píng)價(jià)方法，對(duì)學(xué)生的綜合素質(zhì)作出判斷。

例如，教師可以讓學(xué)生對(duì)自己家的設(shè)計(jì)理念、具體的設(shè)計(jì)目標(biāo)以及具體實(shí)施設(shè)計(jì)方案直到最終成形結(jié)果作總結(jié)反思，同時(shí)進(jìn)行一以貫之的跟蹤評(píng)價(jià)，能夠促進(jìn)學(xué)生的各方面能力的發(fā)展，端正學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度。教師在形成性評(píng)價(jià)時(shí)，可依據(jù)課程設(shè)置自編相對(duì)應(yīng)的量表對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)打分，即在這一量表中寫(xiě)出課程的各個(gè)實(shí)施步驟，每一個(gè)步驟再分出不同層級(jí)，嚴(yán)格按照級(jí)別為學(xué)生打分，根據(jù)級(jí)別評(píng)定，可以判斷學(xué)生是否獲得了真實(shí)的發(fā)展，同時(shí)也方便教師一目了然地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

但教師需要注意的是，因?yàn)樵u(píng)價(jià)方法的不同，自然所適應(yīng)的維度也就不同。教師在進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，并不是多多益善，不能一股腦兒套入所有的評(píng)價(jià)方法，而應(yīng)該從眾多評(píng)價(jià)方法中篩選出適宜的幾種方法，從而做到精準(zhǔn)對(duì)接評(píng)價(jià)內(nèi)容。面對(duì)新課改的大力推進(jìn)，以及教育的與時(shí)俱進(jìn)，作為信息技術(shù)教師來(lái)說(shuō)，提高學(xué)生核心素養(yǎng)，培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展型人才成為當(dāng)下首要的教育任務(wù)，而STEM教育背景下，能力培養(yǎng)、豐富經(jīng)驗(yàn)等都是一種趨勢(shì)與必然，信息技術(shù)教師更要重視評(píng)價(jià)交流環(huán)節(jié)，不斷展示優(yōu)秀成功的課程案例，進(jìn)一步擴(kuò)大教學(xué)成果。

五、結(jié)語(yǔ)

總之，在國(guó)內(nèi)，雖然STEM教育作為一種新興教育模式還處于起步階段，但是其廣闊的應(yīng)用前景是可以預(yù)見(jiàn)的。在這個(gè)創(chuàng)新發(fā)展的時(shí)代，STEM教育為信息技術(shù)帶來(lái)了發(fā)展契機(jī)，與此同時(shí)，信息技術(shù)也助推了STEM的快速發(fā)展。STEM教育與信息技術(shù)的結(jié)合與融合，是站在歷史高度的一種實(shí)踐需要，也是時(shí)代發(fā)展的必然結(jié)果。

作為STEM教育重要組成部分的信息技術(shù)學(xué)科內(nèi)容，以其鮮明的工具性成為輔助STEM教育發(fā)展和深入的重要手段。而在新課改大背景下，信息技術(shù)教師一定要立足教材與學(xué)生實(shí)際，大膽嘗試，不斷改進(jìn)、優(yōu)化、完善教學(xué)方式，提升學(xué)生綜合素養(yǎng)，提高教學(xué)質(zhì)量，進(jìn)而推動(dòng)信息技術(shù)教學(xué)創(chuàng)新發(fā)展。

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