分析基于steam教育理念的職校計算機課程建設

沈森

摘要：高質(zhì)量的steam（科學、技術、工程、數(shù)學）教育是增強國家競爭力，為社會發(fā)展不斷培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新性人才的重要手段。steam教育充分證明，在學科交叉和知識融合作用下的教育綜合發(fā)展是社會教育發(fā)展的必然趨勢?；趕team教育理念的教學包含情境學習、工程設計、科學探究三大核心內(nèi)容。

關鍵詞：steam教育理念;職業(yè)院校;計算機課程;教學

中圖分類號： TP311? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）21-0154-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

在經(jīng)濟新常態(tài)的發(fā)展影響下，增長動力逐漸從要素驅(qū)動、投資驅(qū)動轉(zhuǎn)變?yōu)閯?chuàng)新驅(qū)動。這一發(fā)展變化符合我國社會經(jīng)濟的發(fā)展需要，也充分體現(xiàn)了國家對高水平人才資源的一種需求。在激烈的市場競爭環(huán)境下，發(fā)展創(chuàng)新型國家，提升國家人力資源水平是當前教育改革發(fā)展的重要內(nèi)容。計算機課程是中職院校課程教學的重要內(nèi)容，在 提升職業(yè)院校學生的技能水平和學科素養(yǎng)方面起著十分重要的作用。為此，文章結(jié)合steam教育理念的內(nèi)容，就基于steam教育理念的職校計算機課程建設問題進行策略分析。

1 steam教育理念基本概述

1.1 內(nèi)涵

STEAM是由科學、技術、工程、藝術和數(shù)學五個學科專業(yè)英文單詞的縮寫組成。在發(fā)展的過程中涵蓋了這幾個學科的基本內(nèi)容。從發(fā)展應用實際情況來看，STEAM教育是一種包容性更強的跨學科綜合素質(zhì)教育。STEAM教育在中職學校不僅跨學科，而且跨專業(yè)。對中職學校STEAM教育的探索研究，是STEAM教育理念在中職教育教學中的反映，是在中職教育教學實踐中付諸STEAM教育理念的一種思考。

1.2特點

第一，跨學科。知識的學習是按照學科來進行劃分的，但隨著社會發(fā)展對人才各方面素質(zhì)和能力培養(yǎng)要求的日益提升，分科教學開始顯示出其發(fā)展的不適應性。在這種情況下，模糊學科和融合學科教學模式成為一種發(fā)展的主流。STEAM教育的出現(xiàn)則是具備鮮明的跨學科特點。第二，藝術性。STEAM教育實施會涉及美術、書法、音樂、社會、語言文字等的人文科學和社會科學的人文藝術，因而在發(fā)展的過程中具備較強的人文性和藝術性特點。第三，實踐性。STEAM教育在實施的過程中具備一定的體驗性特點， 即在學生獲取知識之后還需要引導其應用所學的知識來解決實際生活問題。第四，情境性。STEAM教育突出強調(diào)培養(yǎng)學生將基礎知識和專業(yè)知識進行情境化應用的能力。即通過科學構(gòu)建情境教學模式，使學生通過情境下互動學習而獲得更多的知識信息。第五，協(xié)作性。STEAM教育就是使學生在集體協(xié)作中來進行知識建構(gòu)的教學模式，在這個溝通協(xié)作的過程中能夠幫助學生獲取更多的知識。

2 職業(yè)院校計算機課程教學存在的問題

第一，計算機課程教學缺乏實踐性。從當前職業(yè)院校計算機課程教學發(fā)展實際情況來看，教學 過度注重理論教學，忽視了對學生實踐操作的關注，嚴重束縛了學生 學習的積極性和主動性。第二，計算機課程教學缺乏自主學習能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。職業(yè)院校計算機教學工作的開展不僅需要向?qū)W生傳授必要的理論知識，而且還需要對學生開展必要知識點和實踐操作的教學，從而在這個教學中不斷激發(fā)學生的創(chuàng)新 能力。第三，計算機課程考核方式單一。當前，職業(yè)院校計算機課程教學采取的一種閉卷形式，考核的內(nèi)容集中在學生理論知識掌握情況，沒有涉及一定比例的實踐學習內(nèi)容。第四，教材設置不合理。從當前職業(yè)院校的計算機教學發(fā)展實際情況來看，教材的 使用沒有結(jié)合時代發(fā)展變化做出相應的調(diào)整，使職業(yè)院校計算機教材內(nèi)容跟不上時代發(fā)展需要，更無法為學生職業(yè)技能的培養(yǎng)提供重要參考支持。

3 基于steam教育理念的職校計算機課程建設

3.1 實現(xiàn)教材重組設計，為基于steam教育理念的教學提供基礎支持

基于steam教育理念的教材包含程序設計、機器人、物聯(lián)網(wǎng)等內(nèi)容，由此可見，職業(yè)院校計算機課程的安排和社會發(fā)展需求相適應，涵蓋的內(nèi)容也和人們的社會生活息息相關。? ? 因此，為了能夠更好地強化學科知識的關聯(lián)，教師可以將三個獨立的學習內(nèi)容在steam教育理念的作用下融合在一起。讓學生通過程序設計的學習更為全面的了解計算機操作程序結(jié)構(gòu)、執(zhí)行過程、語句編輯表達等內(nèi)容，之后還能夠借助電腦單片機來進一步體驗簡單程序編寫的應用，并在傳感器、控制器、執(zhí)行器的作用下來打造簡單的機器人裝置設置，實現(xiàn)各類知識學習的融會貫通。

為了能夠加強這些系統(tǒng)知識，職業(yè)院校在開展計算機教學的時候可以引入開源系統(tǒng)Arduino，在該系統(tǒng)的作用下來為問題的解決提供重要支持。從實際應用情況來看，開源系統(tǒng)Arduino是基于開放源代碼的有USB接口的SimpleI/O接口板，在使用 時候能夠為師生提供開放的開發(fā)環(huán)境，在可視化編程插件的作用下完成積木化編程操作。通過這一系列的操作流程能夠幫助學生更好的理解各個知識點之間的關聯(lián)問題。

3.2 優(yōu)化課程教學內(nèi)容

在steam教育理念的作用下實現(xiàn)對以往信息技術教學內(nèi)容的優(yōu)化。這種優(yōu)化具體表現(xiàn)在將信息技術學科內(nèi)容和其他學科的學習內(nèi)容結(jié)合在一起。為了能夠更好地達到這一發(fā)展目的，需要職業(yè)院校信息技術教師和其他學科的教師密切溝通，在原有的信息技術課程內(nèi)容中額外補充一些貼近學生實際生活的內(nèi)容，強化信息技術學科和其他學科的關聯(lián)。比如在學習編程內(nèi)容的時候，教師可以以計算機科學教學為主，在其中融入藝術類、工程類學科。

3.3 創(chuàng)新課程教學活動

和傳統(tǒng)以教材為基本媒介的知識學習不同的是，計算機課程在開展課程的時候需要應用到網(wǎng)絡和一些移動終端設備。為了能夠提升課堂教學成效，教師需要在充分利用這些設備的情況下創(chuàng)新以往的課程教學活動。基于steam教育理念的計算機課程教學可以采用以參與真實活動為主、知識講解為輔的教學方式，并通過多媒體課件的設計、知識問答游戲、小組競賽等方式來更好地開展活動。

3.4 創(chuàng)新應用科學的教學方式

在職業(yè)院校計算機教學的時候教師可從模仿制作開始，在模仿制作中提升學生舉一反三的學習能力。比如在開展《Arduino創(chuàng)意智造入門》中有關LED燈亮和滅的控制學習中，教師可以結(jié)合職業(yè)院校學生的學習特點采取啟發(fā)式教學方式，從循環(huán)閃爍LED、按鈕控制LED、光控LED等環(huán)節(jié)安排學生自主完成學習。這種教學方式充分體現(xiàn)了以生為本的教育思想，在這個過程中還能夠培養(yǎng)學生積極探究和勇于實踐的自主學習能力。在LED燈亮和滅的控制學習中學生還能夠體會怎樣從前例體驗中獲取經(jīng)驗，能夠?qū)崿F(xiàn)對所學知識的有效遷移和綜合應用，在提升學生解決實際生活問題的同時培養(yǎng)了學生的發(fā)散思維。

3.5 實現(xiàn)創(chuàng)意教學，將學生的設想變成現(xiàn)實

在2017年的時候，蘇州提出了禁止在市區(qū)燃放煙花的規(guī)定，在這種情況下怎樣幫助人們尋找既環(huán)保又充滿智慧的喜慶活動方式成為教育需要關注和思考的問題。 在問題提出之后學生之間展開了廣泛 的討論和交流，有的學生說可以在四旋翼無人機的“肚”下放置一個空投箱，在飛機飛行到一定高度的時候可以通過遙控來使其在指定的區(qū)域內(nèi)投放彩紙片，這樣充滿了趣味。之后提出了制作無人機空投箱的SREM實驗項目。在項目實施的過程中教師首先引導學生將任務分解為箱體的制作、智能化控制、裝飾美化等階段開展。其次，組織學生根據(jù)自己的喜好來選擇工作任務。在“無人機空投箱”遇到問題的時候教師和學生一起對這部門進行圖解分析，按照功能和任務將其進行細分，包含主控、驅(qū)動、通信、供電等模塊，讓學生結(jié)合多學科知識并參考之前學習的物聯(lián)網(wǎng)知識、無線射頻識別技術、校本教材程序算法案例等來將復雜的問題變得簡單。

3.6 成效評價，夯實steam教育理念的實施效果

不同于傳統(tǒng)教學模式下僅僅注重學習結(jié)果的教學評價模式，采用試卷測試的評價方式能夠更為全面、客觀、具體的評價學生的學習成效。為了能夠更好地提升基于steam教育理念的職業(yè)院校課程教學效果，在教學之后就教師需要對教學情況開展必要的評價，具體包含學生在steam教育理念影響下的課堂教學學習到了怎樣的知識，提升了怎樣的學習能力。在對學生學習情況進行評價的時候教師可以選擇理論聯(lián)系實際的方式來對學生的學習情況進行評價。比如以“無人機空頭箱”項目開展為例，教師對學生學習的評價會根據(jù)所學習內(nèi)容的不同而相互區(qū)別。 在制定學習任務完成之后，教師可以為學生予以60%比例的總分判定，剩下的40%總分比例評價作為考核學生對其他各個階段學習任務的情況了解。通過科學的評價評分比例安排能夠有效激發(fā)學生在有分工的情況下更好地掌握各類學習知識和學習技能。

4 結(jié)束語

綜上所述，通過科學的規(guī)劃、多學科技術的融合應用、工程化小組合作學習和算法的建模打造能夠更好地發(fā)揮出steam教育理念在職業(yè)院校計算機課程教學中的應用成效，在這個過程中不僅提升了學生的知識能力水平，而且也更好的培養(yǎng)了學生的情感態(tài)度和思想價值觀，是落實計算機學科核心素養(yǎng)的重要體現(xiàn)，達到了事工半倍的教學成效。

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【通聯(lián)編輯：唐一東】