基于STEAM理念的初中信息技術(shù)課程教學(xué)設(shè)計(jì)流程構(gòu)建*

陳久東，王玉龍

（佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院 人文與教育學(xué)院，廣東 佛山 528000）

一、STEAM教育內(nèi)涵與核心理念分析

1.STEAM教育的概念與內(nèi)涵

美國弗吉尼亞理工大學(xué)的學(xué)者Yakman在研究綜合教育時(shí)首次提出 STEAM教育概念。STEAM由Science （科學(xué)）、Technology （技術(shù)）、Engineering（工程）、Arts（藝術(shù)）和Maths（數(shù)學(xué)）五個(gè)單詞的首字母縮寫組成。STEAM和傳統(tǒng)的教育方式有所區(qū)別，它是一種重視現(xiàn)實(shí)生活實(shí)踐、注重解決真實(shí)問題、跨學(xué)科知識(shí)融合的教育理念[1]，注重培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的實(shí)踐能力與問題解決能力。在實(shí)踐中，將STEAM教育理念融于信息技術(shù)課程，構(gòu)建基于STEAM理念的信息技術(shù)課程，是信息技術(shù)課程改革和STEAM教育落實(shí)的共同要求。

2.STEAM教育核心理念分析——以App Inventor課程內(nèi)容為例

（1）跨學(xué)科性

跨學(xué)科性是STEAM教育最重要的特征。STEAM包括科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)五大學(xué)科，并將這不同領(lǐng)域的知識(shí)融合在一起，學(xué)習(xí)者通過綜合利用各學(xué)科之間的相互聯(lián)系來解決現(xiàn)實(shí)生活中的問題，從而實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科、從多學(xué)科知識(shí)綜合運(yùn)用的角度來提高學(xué)習(xí)者分析問題和解決問題的能力。例如，在學(xué)習(xí)App Inventor中兩個(gè)重要的組成部分——設(shè)計(jì)視圖及編程視圖時(shí)，會(huì)涉及到科學(xué)（計(jì)算機(jī)科學(xué)：屬性、事件、方法，物理：手機(jī)震動(dòng)原理）、技術(shù)（多媒體技術(shù)：素材獲取、處理，傳感器技術(shù)：加速度傳感器，軟件技術(shù)：編程）、工程（體驗(yàn)軟件開發(fā)這一系統(tǒng)工程：利用思維規(guī)劃方案、設(shè)計(jì)流程圖等）、數(shù)學(xué)（毫秒數(shù)）等學(xué)科內(nèi)容。

（2）藝術(shù)性

在STEM教育基礎(chǔ)上，STEAM教育加入了人文和藝術(shù)的元素，強(qiáng)調(diào)藝術(shù)在STEAM教育發(fā)展中的重要性。STEAM課程中，在理工科知識(shí)體系中融入了相關(guān)學(xué)科的歷史、人文等信息，教會(huì)學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中從藝術(shù)的角度去理解知識(shí)。如App Inventor課程內(nèi)容中涉及到的色彩搭配技巧、排版規(guī)律、素材搭配設(shè)計(jì)和音效的選擇，還會(huì)涉及到與同伴、教師溝通的藝術(shù)等。

（3）情境性

情境在STEAM教育中起著舉足輕重的作用，STEAM教育強(qiáng)調(diào)知識(shí)是通過學(xué)習(xí)者在具體情境中獲得的，情境不同，學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果也不同。好的情境，不僅能夠引領(lǐng)學(xué)習(xí)者順利地完成學(xué)習(xí)任務(wù)，并能幫助學(xué)習(xí)者將理論知識(shí)與生活實(shí)踐相聯(lián)系，在解決問題的同時(shí)，不但獲得了知識(shí)，又收獲了將知識(shí)遷移運(yùn)用的能力。如學(xué)習(xí)App Inventor中的畫布組件、傳感器組件和計(jì)時(shí)器組件，在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，可引導(dǎo)學(xué)習(xí)者開發(fā)一個(gè)搖一搖便會(huì)語音報(bào)時(shí)的安卓App即時(shí)鐘，時(shí)間與鬧鐘與我們的生活息息相關(guān)，學(xué)習(xí)者會(huì)有相關(guān)的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，理解起來會(huì)更容易。

（4）設(shè)計(jì)性

在STEAM教育實(shí)施的過程中，教學(xué)探究環(huán)節(jié)通常包括設(shè)計(jì)與制作環(huán)節(jié)。如在學(xué)習(xí)App Inventor課程內(nèi)容設(shè)計(jì)安卓App——時(shí)鐘時(shí)，在設(shè)計(jì)作品的過程中可以使學(xué)習(xí)者獲得信心，進(jìn)而激發(fā)其學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和熱情；在制作過程中可以使學(xué)習(xí)者將所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行應(yīng)用與內(nèi)化，最后通過作品的形式將獲得的知識(shí)與能力外顯。在整個(gè)過程中，學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)了知識(shí)，鍛煉了能力，提高了STEAM跨學(xué)科運(yùn)用知識(shí)的能力，并增強(qiáng)了動(dòng)手操作能力。

（5）協(xié)作性

STEAM教育注重學(xué)習(xí)者的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)與能力的培養(yǎng)。在基于問題解決的協(xié)作探究中，STEAM教育的協(xié)作性體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是讓學(xué)習(xí)者以小組為單位，協(xié)作探究、激發(fā)靈感，共同搜集資料并進(jìn)行分析，把小組任務(wù)完成。二是在協(xié)作過程中，學(xué)習(xí)者需要進(jìn)行商討以便參與到實(shí)際環(huán)境中去，并在環(huán)境中找到自己的位置，認(rèn)同角色，了解自己的狀態(tài)。

二、基于STEAM理念的初中信息技術(shù)課程教學(xué)流程構(gòu)建基礎(chǔ)研究

1.初中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)理念解讀

（1）注重對(duì)實(shí)踐過程的體驗(yàn)。要理論與實(shí)踐相結(jié)合，讓學(xué)習(xí)者在“做中學(xué)”，鼓勵(lì)學(xué)習(xí)者用技術(shù)表達(dá)自己的創(chuàng)意想法。

（2）強(qiáng)調(diào)多學(xué)科之間的聯(lián)系。分科教學(xué)容易讓學(xué)習(xí)者腦海里不同的學(xué)科知識(shí)脫節(jié)?？鐚W(xué)科教學(xué)有利于學(xué)習(xí)者對(duì)整體知識(shí)的理解，開闊學(xué)習(xí)者視野。

（3）強(qiáng)調(diào)課堂教學(xué)與實(shí)際生活相聯(lián)系。強(qiáng)調(diào)課堂教學(xué)與學(xué)習(xí)者生活和學(xué)習(xí)實(shí)際相結(jié)合，讓學(xué)習(xí)者知道所學(xué)知識(shí)為生活所用。

（4）發(fā)展學(xué)習(xí)者個(gè)性和能力。關(guān)注學(xué)習(xí)者的差異性，把握學(xué)習(xí)者特征，做到因材施教。注重培養(yǎng)信息能力、發(fā)現(xiàn)與分析并解決問題的能力。

（5）注重交流與合作。學(xué)習(xí)者初始能力為學(xué)習(xí)者生活和學(xué)習(xí)實(shí)際，鼓勵(lì)學(xué)習(xí)者運(yùn)用技術(shù)表達(dá)所思所想，在交流中智慧碰撞，反思收獲。

可見，STEAM教育的核心理念和價(jià)值取向與初中信息課程標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)向與要求高度一致。將STEAM教育理念引入中學(xué)信息技術(shù)課程教學(xué)設(shè)計(jì)中，可以拓展、延伸學(xué)習(xí)者的創(chuàng)新性思維，有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)習(xí)者用多思維、多角度的方法去觀察、思考、協(xié)作、探究，有效促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)的達(dá)成，培養(yǎng)學(xué)習(xí)者創(chuàng)新實(shí)踐能力。

2.基于STEAM理念的信息技術(shù)課堂教學(xué)與傳統(tǒng)課堂教學(xué)的比較分析

相較于傳統(tǒng)課堂教學(xué)，基于STEAM理念開展信息技術(shù)課程教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施，其教學(xué)理念、教學(xué)方式、教學(xué)評(píng)價(jià)等方面均會(huì)發(fā)生實(shí)質(zhì)性變化，其簡要比較如表1所示。

表1 基于STEAM理念的信息技術(shù)課堂教學(xué)與傳統(tǒng)課堂教學(xué)比較分析

3.教學(xué)理論

（1）建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論

建構(gòu)主義知識(shí)觀認(rèn)為，知識(shí)對(duì)世界的法則并不能絕對(duì)準(zhǔn)確地概括，也不能對(duì)任何活動(dòng)或問題解決提供都適用的方法。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀認(rèn)為世界是客觀存在的，但是對(duì)于世界的理解和賦予的意義是每個(gè)人自己決定的；教師不是知識(shí)的提供者和灌輸者，而是意義建構(gòu)的協(xié)助者和促進(jìn)者。建構(gòu)主義理論對(duì)基于STEAM的信息技術(shù)教學(xué)有很多啟示，在初中信息技術(shù)教學(xué)過程中強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者是學(xué)習(xí)的主體，教師起主導(dǎo)作用，學(xué)習(xí)者通過自主探究或者小組合作的學(xué)習(xí)方式，在解決問題的過程中學(xué)習(xí)知識(shí)、內(nèi)化知識(shí)，提高能力。

（2）情境認(rèn)知與學(xué)習(xí)理論

情境認(rèn)知與學(xué)習(xí)理論是促進(jìn)知識(shí)向真實(shí)生活情境轉(zhuǎn)化并提供有意義學(xué)習(xí)的一種重要學(xué)習(xí)理論，主張理論知識(shí)的學(xué)習(xí)應(yīng)該與生活情境相結(jié)合，以便使學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)更加情境化、生活化。而STEAM教育是具有人文氣息的理工科教育，是多學(xué)科的整體學(xué)習(xí)，是基于現(xiàn)實(shí)生活的實(shí)踐性學(xué)習(xí)。情境認(rèn)知與學(xué)習(xí)理論和STEAM教育理念不謀而合。

三、基于STEAM理念的初中信息技術(shù)課程教學(xué)流程構(gòu)建

本研究以建構(gòu)主義與情境教學(xué)理論為指導(dǎo)，緊扣初中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)向與要求，將STEAM教育核心理念融入初中信息技術(shù)課程教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施，構(gòu)建了貫穿課前、課中、課后全流程的初中信息技術(shù)課程教學(xué)設(shè)計(jì)流程。如圖2所示。

圖2 基于STEAM理念的初中信息技術(shù)課程教學(xué)設(shè)計(jì)流程

1.課前階段

（1）學(xué)情診斷

為了判斷學(xué)習(xí)者是否具備實(shí)現(xiàn)當(dāng)前教學(xué)目標(biāo)所要求的條件，教師線上發(fā)布前測(cè)練習(xí)題，以便了解學(xué)習(xí)者的知識(shí)基礎(chǔ)和準(zhǔn)備情況，有利于教師設(shè)計(jì)出可以滿足不同起點(diǎn)水平和不同學(xué)習(xí)風(fēng)格的學(xué)習(xí)者所需的教學(xué)方案，有助于教師精準(zhǔn)分析學(xué)情，確定教學(xué)起點(diǎn)與教學(xué)方案。

（2）STEAM 內(nèi)容分析

由于 STEAM教學(xué)涉及多門學(xué)科知識(shí)，因此，要求教師以聯(lián)系現(xiàn)實(shí)生活的綜合性主題來整合學(xué)科教學(xué)內(nèi)容。如在“3D建模與打印口哨”案例中，涉及信息技術(shù)、科學(xué)、美術(shù)、數(shù)學(xué)、語文等多個(gè)學(xué)科知識(shí)，教師通過實(shí)施項(xiàng)目進(jìn)行驅(qū)動(dòng)教學(xué)，讓學(xué)生去動(dòng)手、去實(shí)踐，最終促進(jìn)了多學(xué)科內(nèi)容融合與創(chuàng)新[2]。

（3）跨學(xué)科目標(biāo)設(shè)計(jì)

以信息技術(shù)核心素養(yǎng)為根本導(dǎo)向，并有效融入多學(xué)科學(xué)習(xí)目標(biāo)。在創(chuàng)新意識(shí)上，發(fā)現(xiàn)實(shí)際生活中的需要，萌生解決問題的新思路。在創(chuàng)新思維上，能夠從科學(xué)、技術(shù)、藝術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等多個(gè)學(xué)科角度思考問題，并綜合運(yùn)用其知識(shí)解決問題，鍛煉發(fā)散思維。在創(chuàng)新技能上，綜合運(yùn)用各類創(chuàng)新思維實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新性的想法，形成作品，鍛煉創(chuàng)新技能。

（4）任務(wù)、活動(dòng)設(shè)計(jì)

通過精心設(shè)計(jì)，教師將真實(shí)的生活問題轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)項(xiàng)目，并將教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容合理融入探究任務(wù)與學(xué)習(xí)活動(dòng)之中，通過任務(wù)與活動(dòng)承載學(xué)習(xí)內(nèi)容，學(xué)生在完成任務(wù)與活動(dòng)的過程中自然達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)。

（5）學(xué)習(xí)資源設(shè)計(jì)

學(xué)習(xí)資源主要包括教學(xué)微課、教學(xué)PPT和其他助學(xué)資源三個(gè)方面。教師需收集整理課前資料上傳到線上教學(xué)平臺(tái)，包括基礎(chǔ)知識(shí)講解的課程、與本節(jié)課相關(guān)的案例小視頻等。其他資源包括指導(dǎo)性材料，更多地側(cè)重于其他學(xué)科的相關(guān)資源。

最終，教師將學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)任務(wù)與活動(dòng)、學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)建議等整合成一份詳實(shí)的導(dǎo)學(xué)案，在課前發(fā)布到在線課程平臺(tái)，學(xué)習(xí)者可根據(jù)個(gè)人的閱讀習(xí)慣以及學(xué)習(xí)需求，在網(wǎng)上進(jìn)行選擇性查閱。

2.課中階段

（1）課前學(xué)習(xí)效果檢驗(yàn)

為了使學(xué)習(xí)者在課上更能發(fā)揮其主觀能動(dòng)性，教師要檢驗(yàn)學(xué)習(xí)者的課前學(xué)習(xí)效果，要檢驗(yàn)學(xué)習(xí)者的基礎(chǔ)性學(xué)習(xí)完成程度，要檢驗(yàn)其在線上平臺(tái)發(fā)言是否積極以及與其他學(xué)習(xí)者互動(dòng)是否較多，教師通過平臺(tái)得到的數(shù)據(jù)對(duì)學(xué)習(xí)者進(jìn)行評(píng)判，對(duì)于項(xiàng)目解決方案的初步設(shè)計(jì)，教師要考慮到學(xué)習(xí)者的檢驗(yàn)完成情況。

（2）情境導(dǎo)入

教師從學(xué)習(xí)者的生活經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)背景出發(fā)，依據(jù)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況、生活環(huán)境、心理狀態(tài)，利用實(shí)際項(xiàng)目創(chuàng)設(shè)情境，以引發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣。情境可以從不同層面呈現(xiàn)同一個(gè)問題，培養(yǎng)學(xué)習(xí)者多思維、多角度地思考問題，引導(dǎo)學(xué)習(xí)小組積極參與到項(xiàng)目的計(jì)劃、設(shè)計(jì)、改進(jìn)和解決問題的過程中，以期提升學(xué)習(xí)者的批判性思維能力、分析能力和創(chuàng)造能力。

（3）設(shè)置問題

教師設(shè)置問題，學(xué)習(xí)者基于不同層面的情境以頭腦風(fēng)暴的方式分析問題，激發(fā)學(xué)習(xí)者的創(chuàng)新意識(shí)，并通過教師指導(dǎo)和同伴協(xié)商引導(dǎo)學(xué)習(xí)者明確問題，使學(xué)習(xí)者綜合運(yùn)用多種思維及多門學(xué)科知識(shí)從不同角度來分析問題，將抽象問題具體化。但各小組在討論以及實(shí)踐過程中，對(duì)教師的指導(dǎo)需求通常會(huì)在同一時(shí)間段爆發(fā)，為保障各小組問題得到及時(shí)解決，建議每三個(gè)組配備一名指導(dǎo)人員。

（4）協(xié)作學(xué)習(xí)

在STEAM教育中，基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)往往具有挑戰(zhàn)性，所以STEAM教育理念提倡小組合作探究學(xué)習(xí)。在小組探究過程中，學(xué)習(xí)者各抒己見，教師指引學(xué)習(xí)者利用辯證思維梳理歸納同伴之間的各種發(fā)散性觀點(diǎn)，綜合運(yùn)用知識(shí)技能解決問題，形成解決方案。學(xué)習(xí)者依據(jù)方案綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問題，并由組長分配任務(wù)。

（5）綜合創(chuàng)作

各小組形成設(shè)計(jì)方案后，將所設(shè)計(jì)的方案轉(zhuǎn)化成實(shí)物，組長依據(jù)各個(gè)組員的特點(diǎn)進(jìn)行分工，教師引導(dǎo)學(xué)習(xí)者依據(jù)方案選擇相應(yīng)的輔助學(xué)習(xí)資源。在小組制作作品的過程中、在實(shí)踐過程中會(huì)出現(xiàn)一系列生成性問題，小組成員需要針對(duì)產(chǎn)生的問題再次展開討論—再梳理—再修改—再實(shí)踐，在必要的時(shí)候，教師可給予學(xué)習(xí)者提示與指導(dǎo)，幫助每個(gè)小組不斷完善自己的創(chuàng)意作品。

（6）教學(xué)評(píng)價(jià)

基于STEAM理念的信息技術(shù)課程教學(xué)評(píng)價(jià)，它倡導(dǎo)基于學(xué)習(xí)行為、學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)成果與業(yè)績的多維評(píng)價(jià)，關(guān)注學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)成果和學(xué)生能力發(fā)展，廣泛采用教師評(píng)價(jià)、組間互評(píng)、組內(nèi)互評(píng)等自評(píng)、他評(píng)相結(jié)合的多元主體評(píng)價(jià)方式。

其中，對(duì)于作品的評(píng)價(jià)可從用戶感官體驗(yàn)、交互體驗(yàn)、實(shí)用性、技術(shù)復(fù)雜度、創(chuàng)新性等多個(gè)角度進(jìn)行評(píng)價(jià)，制定評(píng)價(jià)量規(guī)，使學(xué)習(xí)者從多個(gè)角度充分了解自己小組作品的優(yōu)缺點(diǎn)。對(duì)于學(xué)習(xí)過程的評(píng)價(jià)，可從學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)情況的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及課堂教學(xué)中的參與情況、自主學(xué)習(xí)、協(xié)作能力、多學(xué)科知識(shí)運(yùn)用、創(chuàng)新情況等方面觀察學(xué)習(xí)者在創(chuàng)作過程中的表現(xiàn)，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

3.課后階段

（1）鞏固拓展

學(xué)習(xí)者通過自主練習(xí)對(duì)知識(shí)進(jìn)行不斷鞏固提升，在作品展示、過程性評(píng)價(jià)以及總結(jié)性評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)中，針對(duì)教師和同學(xué)們提出的意見進(jìn)行不斷完善，真正做到將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)生活中去。

（2）反思提升

教師對(duì)課前階段和課中階段的教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行反思總結(jié)，發(fā)現(xiàn)其不足之處，并且在教學(xué)設(shè)計(jì)、組織教學(xué)及軟件使用等方面對(duì)自身進(jìn)行反思，不斷提高自身的教學(xué)水平。

（3）課程迭代

教師對(duì)教與學(xué)過程中產(chǎn)生的新作品、新成果、新觀點(diǎn)、新問題等生成性資源進(jìn)行梳理、提煉和再加工，形成新的高質(zhì)量的學(xué)習(xí)資源，對(duì)課程進(jìn)行完善、擴(kuò)展與更新，實(shí)現(xiàn)課程資源的師生共建、動(dòng)態(tài)生成。

四、結(jié)束語

從信息技術(shù)的學(xué)科特點(diǎn)來看，信息技術(shù)課是中小學(xué)為數(shù)不多的技術(shù)類課程，課程本身就具有很強(qiáng)的綜合性和實(shí)踐性。作為一門技術(shù)類課程，它可以作為各個(gè)學(xué)科學(xué)習(xí)的技術(shù)支撐，也可以與各學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合，這與STEAM教育理念基于實(shí)踐的跨學(xué)科學(xué)習(xí)的主張是一致的，也使STEAM教育理念在信息技術(shù)課程中可以得到有效落實(shí)。本研究構(gòu)建了基于STEAM教育理念的初中信息技術(shù)課程教學(xué)設(shè)計(jì)流程框架，在未來的研究和實(shí)踐中，還要對(duì)此進(jìn)行長期的實(shí)踐驗(yàn)證，這也是本研究下一步努力的方向。