融合STEM理念，構(gòu)建高效信息技術(shù)課堂

羅嫻

摘 要：STEM理念是將科學、技術(shù)、工程、數(shù)學等多學科知識進行交叉融合，旨在促進學生掌握多種知識與技能，并實現(xiàn)遷移與應(yīng)用。文章作者提出，在高中信息技術(shù)課堂，教師要借助于STEM理念讓學生拓展學習思維，增強解決問題的能力。

關(guān)鍵詞：高中信息技術(shù);STEM理念;高效課堂

中圖分類號：G633.67?文獻標識碼：A?文章編號：2095-624X（2020）29-0042-02

引言

在信息技術(shù)課堂上，如何呈現(xiàn)知識、技能，才能獲得更好的教學實效？信息技術(shù)課程實踐性強，對學生的信息意識、創(chuàng)新思維、計算能力要求很高。傳統(tǒng)的高中信息技術(shù)課堂，知識點機械化呈現(xiàn)，操作技能訓練單一，過多的理論性講解，脫離了學生真實生活環(huán)境與經(jīng)驗，使得學生被動學習，課堂陷入低效。STEM理念的本質(zhì)在于知識的有效整合，將之融入信息技術(shù)課程中，可以推進高中信息技術(shù)學科改革與創(chuàng)新。而且，STEM理念注重課堂的開放性，強調(diào)從真實問題入手，為學生自主實踐、合作探究、創(chuàng)新應(yīng)用提供了有力保障。

一、STEM理念在高中信息技術(shù)課程中的實施思路

STEM理念的目標在于培養(yǎng)學生立足信息技術(shù)學科實際，活學活用，增強解決問題的綜合能力。STEM理念在信息技術(shù)課程中的應(yīng)用方式很多，要體現(xiàn)其跨學科性、協(xié)作性、體驗性、趣味性、情境性、設(shè)計性、藝術(shù)性、實證性、技術(shù)增強性九大核心特征。它通過利用整合思維來促進不同知識、技能的融合。在應(yīng)用實踐中，教師要立足于信息技術(shù)學科特點，強調(diào)對學生主觀能動性的激活。

1.注重跨學科整合，體現(xiàn)STEM理念特征

STEM理念，實則是對科學、技術(shù)、工程、數(shù)學等四門學科的深度融合。其借助于學科知識點的整合理念，將之與信息技術(shù)課程進行關(guān)聯(lián)，突出學科知識、技能的一體化教學，在問題解決中發(fā)展學生的跨學科整合能力。不同學科，其知識點、教學體系具有差異性，教師要打破學科界限，以整合的眼光審視多種學科的橫向交叉。同時立足學生，考慮學生的認知水平，設(shè)計和優(yōu)化學習問題，讓學生從問題中學習，發(fā)展創(chuàng)新實踐力。如在教學“信息技術(shù)基礎(chǔ)”時，該節(jié)主要介紹了音頻、視頻、圖像等信息，包括信息的采集、加工、處理技術(shù)。從教材內(nèi)容設(shè)置上，有理論、有實踐，綜合性強。教師在導(dǎo)入課程與組織教學活動時，要強調(diào)該節(jié)知識點與其他學科知識點的關(guān)聯(lián)與融合，以“信息綜合處理”為突破口，引導(dǎo)學生發(fā)散思維，從信息處理實踐中解決問題，強化學生信息處理成就感。

2.注重知識與生活關(guān)聯(lián)，體現(xiàn)學以致用

在STEM理念下，教師對信息技術(shù)知識點的教學要聯(lián)系學生生活，以真實的項目任務(wù)來貫穿信息技術(shù)知識點，讓學生運用所學知識，解決實際問題。在STEM理念下，高中信息技術(shù)教師要圍繞“問題”來展開課程設(shè)計，找準與學生生活緊密相關(guān)的實際案例，讓學生體會到信息技術(shù)學科的實用性。例如，在學習“網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用”時，該節(jié)主要介紹局域網(wǎng)的組建流程、方法。如組建局域網(wǎng)需要哪些硬件設(shè)備;組網(wǎng)完成后，需要哪些軟件系統(tǒng);進行網(wǎng)絡(luò)的配置要如何設(shè)置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，使用局域網(wǎng)要如何實現(xiàn)資源共享，等等。事實上，在教學局域網(wǎng)組建方法時，教師可以以“組網(wǎng)”為任務(wù)，以分組方式，交由學生自己去認識局域網(wǎng)，了解局域網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、特點，學習和利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、軟件系統(tǒng)來組建局域網(wǎng)，從而培養(yǎng)學生的動手實踐能力，提高信息綜合素養(yǎng)。

3.注重問題情境與體驗，提高學生主動參與性

對于STEM理念，體驗性是核心要素。高中信息技術(shù)教師要走出單一講解理論知識的窠臼，要重視學生動手實踐與操作體驗。在課堂情境創(chuàng)設(shè)上，教師要結(jié)合教學目標選取實際生活中的問題，讓學生在情境中動手解決問題，促進知識的內(nèi)化。在教學“因特網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用”時，教師可以請學生思考：平時在進行網(wǎng)絡(luò)聊天時，是不是對因特網(wǎng)的一種有效應(yīng)用？并請學生比較和說明常見的聊天軟件，并思考它們能夠解決哪些問題。如我們可以利用聊天軟件展開異地語音通話，與對方進行文字交流，還可以將文件通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給對方，促進資源共享。接下來，教師可以設(shè)置網(wǎng)絡(luò)信息交流環(huán)境，鼓勵學生通過因特網(wǎng)來相互交流，傳輸文件或信息，對比不同即時通信軟件工具的優(yōu)劣勢。

4.注重合作學習，拓展學生信息思維

在STEM理念下，協(xié)作性也是其核心要點。在高中信息技術(shù)課堂，教師可以圍繞某一話題或任務(wù)展開合作討論與互助學習。如在教學“數(shù)據(jù)與算法”時，教師要讓學生認識到“數(shù)據(jù)”的重要價值?！皵?shù)據(jù)”是什么？“數(shù)據(jù)”有何價值？如何利用“數(shù)據(jù)”？教師可以圍繞淘寶“雙十一”促銷活動，讓學生以小組協(xié)作的方式展開相關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)研和收集，對獲取的營銷數(shù)據(jù)進行交流，分享利用“數(shù)據(jù)”的方法。緊接著，請學生針對“雙十二”營銷活動進行策劃。運用“雙十一”活動產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)資源，學生可從“商品種類”“商品銷售分類”“商品消費人群年齡段”“支付寶交易金額”等方面展開合作探究，從這些大數(shù)據(jù)中挖掘有價值的規(guī)律，再利用這些規(guī)律來優(yōu)化現(xiàn)實營銷方案，真正發(fā)揮“數(shù)據(jù)”的價值。通過合作學習，學生學習對存在的問題展開交流，協(xié)同來解決問題，在思維碰撞中提高創(chuàng)新能力。

二、STEM理念在高中信息技術(shù)課堂中實例運用

《全民科學素質(zhì)行動計劃綱要》提出，“鼓勵高中探索開展科學創(chuàng)新與技術(shù)實踐的跨學科探究活動，來推進高中階段的科技教育”。信息技術(shù)教師在響應(yīng)教育改革實踐時應(yīng)該梳理各學科知識的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性，運用STEM理念，培養(yǎng)高素質(zhì)、綜合性人才。STEM理念主張學生自己動手，營造良好的實踐氛圍。我們以“計算機組裝”主題為例，對SETM理念與信息技術(shù)課程的融合進行探究，以激發(fā)學生的動手興趣，促進學生從計算機組裝中獲得學科信息素養(yǎng)。

1.確立課程設(shè)計思路

將“組裝計算機”作為項目主題，教師在運用STEM理念時，要圍繞“組裝計算機”的基本內(nèi)容，將相關(guān)學科知識點進行整合。STEM理念的特色是知識整合，那么，“組裝計算機”會涉及哪些知識點？如何將理論與實踐知識進行銜接？在科學素養(yǎng)方面，計算機組裝需要物理學知識，如電路結(jié)構(gòu)、電子技術(shù)、計算機工作原理等，教師要讓學生認真學習相關(guān)課程知識，為組裝計算機奠定理論基礎(chǔ)。同時，組裝計算機遇到問題時，學生也需要從相關(guān)課程知識中去尋找解決方法，形成科學精神。在技術(shù)素養(yǎng)方面，教師要讓學生認識和學習計算機相關(guān)軟硬件設(shè)備，了解不同設(shè)備的功能、作用，并能夠通過動手組裝的方式學會組裝硬件、安裝軟件，對計算機系統(tǒng)進行調(diào)試。在工程素養(yǎng)方面，在系統(tǒng)工程設(shè)計與裝配中，教師要讓學生了解不同設(shè)備的型號、參數(shù)及功能，增強學生系統(tǒng)集成能力。如不同型號的計算機主板必須配置與之對應(yīng)的零部件，才能更好地發(fā)揮其性能。在數(shù)學素養(yǎng)方面，要讓學生通過組裝計算機學習與計算機相關(guān)的知識點，了解計算機的工作原理，特別是二進制編碼方式，讓學生理解二進制、八進制、十進制的特點，并能夠進行靈活轉(zhuǎn)換。要讓學生了解計算機的邏輯運算規(guī)則，特別是學習ASCLL碼與漢字的編碼方法，發(fā)展學生數(shù)學素養(yǎng)。

2.編寫課程實施內(nèi)容

生活中，計算機應(yīng)用廣泛，對計算機的選購也很常見。計算機由哪些部分構(gòu)成？計算機是如何組裝的？對于這些問題的解決，需要我們?nèi)媪私庥嬎銠C。由此，我們設(shè)置了“計算機知識庫”，讓學生了解計算機的組成部分，認識計算機的工作原理。計算機在運行中是如何在程序指令下對相關(guān)數(shù)據(jù)進行存取的？首先，從程序中讀取指令，將指令進行譯碼，按照指令的邏輯操作或運算，向控制器發(fā)送指令。指令通過調(diào)用輸入輸出設(shè)備，從存儲器中調(diào)取原始數(shù)據(jù)，CPU通過運算，將數(shù)據(jù)回傳給輸出設(shè)備。接著，再讀取下一條指令，對數(shù)據(jù)進行操作，以滿足計算需要。在整個計算機工作過程中，主要的硬件設(shè)備有控制器、指令寄存器、指令譯碼器、計算器、運算器、內(nèi)存、外部存儲器、輸入輸出設(shè)備等。

3.認識不同的硬件設(shè)備，辨識并參與組裝

學生學習組裝計算機時應(yīng)該準備哪些工具和設(shè)備？通常，組裝計算機需要用到螺絲刀、尖嘴鉗、鑷子、毛刷、導(dǎo)熱硅膠等。在組裝計算機之前，要對所需的各類硬件進行分類、梳理，確保齊全。在進行計算機組裝時，一般流程如下：第一，打開機箱，了解機箱側(cè)面板的結(jié)構(gòu)，并利用毛刷進行清潔處理。第二，安裝主板，根據(jù)機箱構(gòu)造，對主板進行辨識，并在恰當IO擋板位置下固定主板。安裝主板時要找準固定槽，并擰緊螺絲，確保穩(wěn)定。第三，安裝電源，電源是整個主機供電系統(tǒng)，個頭較大，在整個機箱的電源架上，找準螺絲孔，依次擰緊螺絲。第四，安裝CPU和散熱器。對于主板，找到CPU插槽位置，打開保護蓋，仔細觀察CPU的針腳布局。在拿CPU時，要用大拇指、食指夾住CPU邊緣，按安裝標識正確扣在插槽里。CUP安裝后，要加裝散熱器。在安裝散熱器前，要將硅膠涂抹在CPU背部，均勻涂抹，然后將散熱器固定在CPU上。第五，安裝內(nèi)存、硬盤。對內(nèi)存的安裝，需要注意以下幾點。①先對內(nèi)存槽進行清理，除去灰塵等雜物;②打開兩端固定鎖，觀察內(nèi)存銀腳布局，與插槽對應(yīng)。③垂直方式插入內(nèi)存槽，聽到“咔噠”一聲，表示內(nèi)存安裝到位。對硬盤的安裝，注意是固定硬盤，擰緊相關(guān)螺絲，將電源線、數(shù)據(jù)線正確接入硬盤接口。第六是安裝顯卡，顯卡在主板上，體型相對較大，多在最后安裝。找準顯卡插槽，對準顯卡銀腳與卡槽，插入槽中，并將顯示器的數(shù)據(jù)線連接在顯卡數(shù)據(jù)接口上。第七，對主板及跳線進行整理。正確辨識主板各跳線的接口，確保正常開機。

4.測試并總結(jié)

對主機組裝完成后，連接電源，并打開主機，聆聽到“嘀”的一聲，代表系統(tǒng)組裝成功。接著，進入系統(tǒng)界面。如果計算機發(fā)出“嘀嘀”聲，則說明某些部件裝配不當或安裝不到位，需要進行重新檢查，并再次測試。

結(jié)語

在STEM理念下，信息技術(shù)教師通過多學科知識整合，帶領(lǐng)學生在合作交流、活動探究、問題解決中，增強協(xié)作與分享，提升課堂教學質(zhì)量，促進學生信息素養(yǎng)的全面提升。

[參考文獻]

[1]方嘉文，陳 琦.高中信息技術(shù)課堂教學分析研究[J].教育信息技術(shù)，2020（6）：54-57.

[2]楊浩杰.以STEM教育理念為載體 構(gòu)建高中信息技術(shù)課堂教學新模式[J].中國教育技術(shù)裝備，2019（15）：88-90.

作者簡介：羅 嫻（1981— ），女，江蘇南通人，中學二級教師，本科。