STEM教育理念下的高中信息技術(shù)教學(xué)策略研究

摘 要：隨著對(duì)高中信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)改革的深化與教學(xué)實(shí)踐研究的深入，STEM教育理念在高中信息技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用越來(lái)越受到關(guān)注。在對(duì)STEM教育理念內(nèi)涵和特點(diǎn)認(rèn)知的基礎(chǔ)上，剖析高中信息技術(shù)教學(xué)的現(xiàn)狀，并且嘗試性地探索STEM教育理念下的高中信息技術(shù)教學(xué)策略，旨在通過(guò)STEM教育理念達(dá)到提升高中信息技術(shù)教學(xué)效果的目的，為培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)和綜合能力提供教學(xué)支持，以推動(dòng)高中信息技術(shù)教學(xué)的改革與完善。

關(guān)鍵詞：高中信息技術(shù);STEM教育理念;教學(xué)策略

高中信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)是以學(xué)生運(yùn)用相關(guān)信息技術(shù)知識(shí)和解決實(shí)際問(wèn)題為教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，還涉及算法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等方面的知識(shí)內(nèi)容，是具有拓展性的高中學(xué)科課程。高中信息技術(shù)是以問(wèn)題的解決和學(xué)習(xí)為主要的教學(xué)模式。無(wú)論是教師的信息技術(shù)教學(xué)，還是學(xué)生對(duì)信息技術(shù)的學(xué)習(xí)，都涉及對(duì)數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、工程學(xué)等多門(mén)學(xué)科知識(shí)內(nèi)容的融合。STEM教育理念既為高中信息技術(shù)教學(xué)提供教與學(xué)思維層面的影響，又為高中信息技術(shù)教學(xué)提供教學(xué)模式。

一、 STEM教育理念

針對(duì)STEM教育理念，我們可以從其內(nèi)涵與特征兩個(gè)層面展開(kāi)認(rèn)知與探索，以對(duì)STEM教育理念形成較為全面的認(rèn)識(shí)，以對(duì)其在高中信息技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用提供支持。

（一） STEM教育理念內(nèi)涵

STEM是科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四門(mén)學(xué)科相融合相交叉的簡(jiǎn)稱(chēng)。一方面，STEM教育理念絕對(duì)不是這四門(mén)學(xué)科疊加之后的意義，而且將科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)學(xué)科相融合后所形成的有機(jī)整體。例如，科學(xué)的原理與思維為學(xué)生建構(gòu)數(shù)學(xué)模式和設(shè)計(jì)算法提供支持;數(shù)學(xué)學(xué)科的知識(shí)內(nèi)容為學(xué)生解決編程問(wèn)題構(gòu)建數(shù)學(xué)模型。STEM教育理念是具有跨學(xué)科的教育教學(xué)理念，教師在STEM教育理念下實(shí)施教學(xué)活動(dòng)，不應(yīng)將教學(xué)的重點(diǎn)落在某個(gè)特定學(xué)科的范疇之內(nèi)，而應(yīng)使教學(xué)點(diǎn)落實(shí)在綜合運(yùn)用跨學(xué)科的知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。另一方面，STEM素養(yǎng)是教師在學(xué)科教學(xué)中將零碎的且分門(mén)別類(lèi)的知識(shí)相聯(lián)系相融合對(duì)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)所形成的。在高中信息技術(shù)教學(xué)中，教師在看似雜亂的多門(mén)學(xué)科相融合的教學(xué)情境中重視培養(yǎng)學(xué)生對(duì)相關(guān)問(wèn)題的設(shè)計(jì)與解決的能力，并且支持以多種形式開(kāi)展學(xué)習(xí)，如小組合作、任務(wù)型學(xué)習(xí)、實(shí)踐性教學(xué)等。

（二） STEM教育理念特征

STEM作為一種教育理念，有其一定的特征，集中體現(xiàn)在跨學(xué)科性、情境化和實(shí)操性三個(gè)主要方面，以使STEM教育理念更好地與學(xué)科教學(xué)相結(jié)合，促進(jìn)學(xué)科教學(xué)的發(fā)展為高效課堂教學(xué)的打造提供支持。

1. 跨學(xué)科性

教師在STEM教育理念下實(shí)施學(xué)科教學(xué)，使得高中信息技術(shù)教學(xué)具有明顯地跨學(xué)科性的特征?？鐚W(xué)科性使得高中信息技術(shù)教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生的思維方面發(fā)揮出重要的作用，以及運(yùn)用多門(mén)學(xué)科知識(shí)與技能解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力得以有效提升。

2. 情境化

在STEM教育理念下進(jìn)行高中信息技術(shù)的教學(xué)，教師需要為學(xué)生創(chuàng)設(shè)相關(guān)的情境，使得STEM教育理念的情境化特征得以突顯。在情境化的高中信息技術(shù)的教學(xué)中，教師不但要為學(xué)生創(chuàng)設(shè)具有生活氣息且有挑戰(zhàn)性的情境，而且要將相關(guān)的理論知識(shí)融入情境之中，使得學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中獲取新的知識(shí)和提升綜合能力。

3. 實(shí)操性

高中信息技術(shù)在STEM教育理念下實(shí)施教學(xué)活動(dòng)，教師既要重視學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)內(nèi)容的獲取，而且側(cè)重學(xué)生的體驗(yàn)感，以突出STEM教育理念所具有的實(shí)踐性特征。例如，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生參與設(shè)計(jì)，如對(duì)機(jī)器人的各個(gè)模式進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得知識(shí)內(nèi)容得以融會(huì)貫通與遷移。學(xué)生在實(shí)際動(dòng)手操作中掌握相關(guān)的知識(shí)，提升綜合運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

二、 高中信息技術(shù)教學(xué)現(xiàn)狀

針對(duì)高中信息技術(shù)教學(xué)，主要從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)與實(shí)際教學(xué)和學(xué)生自主學(xué)習(xí)情況三方面對(duì)目前的高中信息技術(shù)教學(xué)的實(shí)施現(xiàn)狀進(jìn)行認(rèn)知與分析，以對(duì)高中信息技術(shù)教學(xué)形成全面的認(rèn)知，為在學(xué)科教學(xué)中應(yīng)用STEM教育理念奠定基礎(chǔ)。

（一） 高中信息技術(shù)教學(xué)內(nèi)容

目前，在高中信息技術(shù)教學(xué)內(nèi)容中，教師重在編程方面的教學(xué)指導(dǎo)，而存在對(duì)信息技術(shù)所蘊(yùn)含的多學(xué)科相融合相交叉內(nèi)容教學(xué)的不足。這種教學(xué)內(nèi)容，一方面，使得高中生對(duì)機(jī)械化單調(diào)化的信息技術(shù)教學(xué)內(nèi)容興趣不高，進(jìn)而影響到課堂教學(xué)的效果。在高中信息技術(shù)教學(xué)中，教師僅僅以教材為本，而缺乏對(duì)學(xué)生學(xué)情的認(rèn)知，如對(duì)學(xué)生已有信息技術(shù)水平的了解，就會(huì)出現(xiàn)教學(xué)效率低下的問(wèn)題。另一方面，教師信息技術(shù)教學(xué)內(nèi)容對(duì)多學(xué)科相交叉相融合的缺失，對(duì)教材內(nèi)容把握不準(zhǔn)，就會(huì)導(dǎo)致對(duì)學(xué)生綜合能力培養(yǎng)情況的不樂(lè)觀(guān)。

（二） 教學(xué)目標(biāo)與實(shí)際教學(xué)

目前，高中信息技術(shù)傳統(tǒng)教學(xué)模式與教學(xué)目標(biāo)二者存在一定的問(wèn)題。一方面，教師依據(jù)信息技術(shù)的教材內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)，常會(huì)使學(xué)生處于被動(dòng)接受知識(shí)的學(xué)習(xí)狀態(tài);教師在高中信息技術(shù)教學(xué)中所表現(xiàn)出來(lái)的重理論輕實(shí)踐的現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致學(xué)生實(shí)踐能力欠缺。這種教學(xué)模式必然會(huì)影響到通過(guò)高中信息技術(shù)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生信息素養(yǎng)教學(xué)目標(biāo)的有效落實(shí)。另一方面，高中信息技術(shù)傳統(tǒng)教學(xué)模式對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用信息技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的能力表現(xiàn)出力不從心，使得在教學(xué)中落實(shí)學(xué)科教學(xué)目標(biāo)處于尷尬的處境。

（三） 學(xué)生自主學(xué)習(xí)情況

高中信息技術(shù)教學(xué)在學(xué)生自主學(xué)習(xí)方面存在形式化的現(xiàn)象。我們?cè)O(shè)置高中信息技術(shù)學(xué)科是為了發(fā)展學(xué)生的興趣與特長(zhǎng)。但是學(xué)生在對(duì)信息技術(shù)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的實(shí)際過(guò)程中則會(huì)受到諸多因素的影響，如學(xué)校的硬件支持、師資情況和學(xué)時(shí)的限制等。在這種實(shí)際情況下，不但導(dǎo)致學(xué)生特長(zhǎng)的發(fā)揮受阻，而且還會(huì)影響到高中信息技術(shù)的實(shí)際教學(xué)效果。

三、 STEM教育理念下的高中信息技術(shù)教學(xué)策略

教師應(yīng)用STEM教育理念對(duì)高中信息技術(shù)教學(xué)進(jìn)行改革與完善，既體現(xiàn)在對(duì)高中信息技術(shù)教學(xué)模式的調(diào)整，又體現(xiàn)在高中信息技術(shù)教學(xué)實(shí)踐的各個(gè)因素之中，以達(dá)到優(yōu)化高中信息技術(shù)教學(xué)的效果，實(shí)現(xiàn)高中信息技術(shù)教學(xué)效率提升的根本目的。

（一） 調(diào)整高中信息技術(shù)教學(xué)模式

以高中信息技術(shù)教學(xué)目標(biāo)，即培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)為導(dǎo)向，對(duì)信息技術(shù)教學(xué)進(jìn)行整體規(guī)劃。教師在STEM教育理念下進(jìn)行高中信息技術(shù)教學(xué)應(yīng)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)問(wèn)題型的信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)模式。例如，在粵教版高中算法的教學(xué)中學(xué)生體驗(yàn)通過(guò)計(jì)算機(jī)程序編制解決實(shí)際問(wèn)題的教學(xué)中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)編制計(jì)算機(jī)程序解決“韓信點(diǎn)兵”的問(wèn)題。教師可以引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用已學(xué)的相關(guān)知識(shí)，并且利用數(shù)學(xué)和工程學(xué)的知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)方案。在方案具體實(shí)施階段前，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生以小組的形式對(duì)方案進(jìn)行討論。整節(jié)信息技術(shù)課教師應(yīng)以學(xué)生的實(shí)際問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn)，在明確問(wèn)題的前提之下，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行跨學(xué)科思考且制定出合理化的問(wèn)題解決方案，使得方案的實(shí)施與對(duì)方案的交流反思有機(jī)結(jié)合，以達(dá)到對(duì)問(wèn)題解決方案的優(yōu)化，在實(shí)踐中解決問(wèn)題。在這種信息技術(shù)的教學(xué)模式中，不但能有效地調(diào)動(dòng)起學(xué)生的思維參與到信息技術(shù)的教學(xué)活動(dòng)之中，而且能指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)踐的途徑進(jìn)行相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)與掌握。

（二） 優(yōu)化高中信息技術(shù)教學(xué)實(shí)踐

教師在STEM教育理念下對(duì)高中信息技術(shù)教學(xué)進(jìn)行設(shè)計(jì)應(yīng)重視對(duì)信息技術(shù)教學(xué)實(shí)踐的優(yōu)化，以使教學(xué)內(nèi)容符合學(xué)生的實(shí)際需求。一方面，高中信息技術(shù)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容中蘊(yùn)含著豐富的知識(shí)內(nèi)容與能力培養(yǎng)，學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)的過(guò)程其實(shí)就是對(duì)問(wèn)題所涉及的多層面知識(shí)內(nèi)容的融合與自身實(shí)踐能力的提升。另一方面，教師應(yīng)通過(guò)高中信息技術(shù)教學(xué)實(shí)踐不但培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作的能力，而且重在培養(yǎng)學(xué)生的綜合性的思維能力。例如，在高一Word軟件內(nèi)容的學(xué)習(xí)中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)完成相關(guān)的任務(wù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)搜索實(shí)踐性質(zhì)的學(xué)習(xí)。

（三） 完善高中信息技術(shù)教學(xué)形式

1. 情境化教學(xué)

在高中信息技術(shù)教學(xué)中，教師應(yīng)用STEM教育理念應(yīng)采用情境化的教學(xué)形式。一方面，情境化的高中信息技術(shù)教學(xué)，易于教師從學(xué)生實(shí)際生活出發(fā)提出問(wèn)題，既可以有效地調(diào)動(dòng)起學(xué)生參與信息技術(shù)教學(xué)活動(dòng)的興趣，又能使學(xué)生認(rèn)知到信息技術(shù)學(xué)科的應(yīng)用價(jià)值。例如，在粵教版高中選擇結(jié)構(gòu)的算法的教學(xué)中，教師可以為學(xué)生創(chuàng)設(shè)利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)服務(wù)于無(wú)人售票的公共汽車(chē)的情境。教師可以依據(jù)情境引導(dǎo)學(xué)生思考如何使計(jì)算能判斷出乘客需要購(gòu)買(mǎi)的車(chē)票類(lèi)型。另一方面，情境化能使學(xué)生認(rèn)識(shí)到信息技術(shù)實(shí)際運(yùn)用的情況，為學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題中融合多門(mén)學(xué)科提供支持。

2. 小組合作學(xué)習(xí)

在高中信息技術(shù)教學(xué)中，教師應(yīng)用STEM教育理念，應(yīng)發(fā)揮出指導(dǎo)者與協(xié)助者的積極效能。教師可以依托小組合作學(xué)習(xí)的教學(xué)形式，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)小組協(xié)同合作不僅僅為學(xué)生跨學(xué)科思考問(wèn)題提供支持，而且提升自身綜合運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。在學(xué)生進(jìn)行小組協(xié)同合作學(xué)習(xí)的過(guò)程中，教師既要鼓勵(lì)學(xué)生之間進(jìn)行知識(shí)層面的碰撞，又要關(guān)注學(xué)生個(gè)體的實(shí)際情況。

（四） 重視認(rèn)知資源的整合教學(xué)

教師在STEM教育理念下對(duì)學(xué)生進(jìn)行高中信息技術(shù)教學(xué)，應(yīng)在教學(xué)中重視對(duì)認(rèn)知資源的整合。一方面，對(duì)跨學(xué)科資源進(jìn)行整合。在高中信息技術(shù)的教學(xué)中，教師可以依托具體化的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行跨學(xué)科的思考，既使學(xué)生認(rèn)識(shí)到信息技術(shù)的相關(guān)問(wèn)題會(huì)涉及諸多學(xué)科領(lǐng)域，又能為學(xué)生進(jìn)行跨學(xué)科解決信息技術(shù)教學(xué)的實(shí)際問(wèn)題提供思維模式。另一方面，對(duì)認(rèn)知層面的資源進(jìn)行整合。學(xué)生對(duì)信息技術(shù)的探究能力是建立在對(duì)實(shí)際問(wèn)題實(shí)踐的基礎(chǔ)之上的。教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)踐形成對(duì)相關(guān)領(lǐng)域知識(shí)內(nèi)容的融合，在思維層面建構(gòu)資源整合的意識(shí)。

四、 結(jié)語(yǔ)

教師應(yīng)在STEM教育理念下對(duì)高中信息技術(shù)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)施優(yōu)化的教學(xué)設(shè)計(jì)，既能有效地調(diào)動(dòng)起學(xué)生進(jìn)行信息技術(shù)學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)動(dòng)力，為通過(guò)高中信息技術(shù)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)奠定基礎(chǔ)，又能實(shí)現(xiàn)通過(guò)信息技術(shù)教學(xué)提升學(xué)生綜合運(yùn)用多門(mén)知識(shí)與技能解決實(shí)際問(wèn)題的能力，為學(xué)生思維模式的建構(gòu)提供信息技術(shù)教學(xué)層面的支持。

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作者簡(jiǎn)介：吳斌姬，福建省寧德市，霞浦縣第七中學(xué)。