基于STEM 教育理念的初中信息技術(shù)課程教學(xué)設(shè)計

王鶴

基金項目：2020年山東省教育科學(xué)規(guī)劃“疫情與教育”專項課題（課題編號：2020YZJ111）階段性成果;2020年山東省教育學(xué)會人工智能和STEM教育專項課題（課題編號：20RGZN037）階段性成果。

摘要：隨著課程改革的不斷深入，傳統(tǒng)的信息技術(shù)教程已經(jīng)不滿足當(dāng)代中學(xué)生的需求，STEM教育理念由科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四門學(xué)科有機結(jié)合，讓各個領(lǐng)域的內(nèi)容有機融合，促使學(xué)生能夠綜合運用各種知識來解決學(xué)習(xí)信息技術(shù)中遇到的問題，進(jìn)而提高學(xué)習(xí)效率。

關(guān)鍵詞：STEM教育理念;信息技術(shù)課程;教學(xué)設(shè)計

中圖分類號：G623.9文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-9129（2020）07-0218-01

Abstract：with the deepening of curriculum reform， the traditional information technology curriculum has not met the needs of contemporary middle school students. STEM the concept of education is organically combined by the four subjects of science， technology， engineering and mathematics， so that the contents of various fields can be organically integrated， so that students can use all kinds of knowledge to solve the problems encountered in learning information technology， and then improve their learning efficiency.

Keywords：STEM education concept;information technology curriculum;instructional design

1STEM教育理念概述

STEM是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）和數(shù)學(xué)（Mathematics）四門學(xué)科的統(tǒng)稱。STEM教育是以培養(yǎng)實踐型、創(chuàng)新型、綜合型人才為目標(biāo)的跨學(xué)科教育，提倡以行動為基礎(chǔ)，以解決問題為導(dǎo)向，通過項目式學(xué)習(xí)、任務(wù)驅(qū)動等方式來提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力以及創(chuàng)新與實踐能力?；赟TEM教育理念的學(xué)科教學(xué)多以“問題或項目”展開，力求為學(xué)生搭建知識學(xué)習(xí)與社會實踐的橋梁。

2009年奧巴馬在報告中指出STEM教育水平直接決定了美國的國際地位，他還呼吁學(xué)校、州政府、社會組織以及企業(yè)公司加入STEM教育。2017年《美國競爭力計劃》提出，知識經(jīng)濟時代培養(yǎng)具有STEM素養(yǎng)的人才是具有全球競爭力的關(guān)鍵，并加強對STEM教育的投入。在其推出的《STEM 2026》中，美國還對STEM教育在未來十年的發(fā)展提出了新的愿景。除美國外，英國也采取了一系列政策和實踐舉措推進(jìn)STEM教育，在其《2010—2015年國家政策：公共對科學(xué)和技術(shù)的理解》中，鼓勵中小學(xué)校進(jìn)行科學(xué)教育并支持學(xué)生學(xué)習(xí)STEM項目的課程和活動。

2016年教育部發(fā)布《教育信息化“十三五”規(guī)劃》，要求積極探索信息技術(shù)在跨學(xué)科教育等新的教育模式中的應(yīng)用。2017年首屆中國STEM教育大會上發(fā)布《STEM教育白皮書》，指出“STEM 教育應(yīng)納入國家創(chuàng)新型人才培養(yǎng)戰(zhàn)略”，這是一項涉及整個社會的教育創(chuàng)新實踐。2018年，STEM和STEM+教育出現(xiàn)在教育部頒布的中學(xué)多個相關(guān)學(xué)科的課程標(biāo)準(zhǔn)中。2019年，我國首部STEM教育圖書《STEM教育這樣做》出版，該書圍繞STEM教育主題，回應(yīng)了我國STEM教育探索中的關(guān)鍵問題，并精選中小學(xué)STEM實踐案例，呈現(xiàn)了包含學(xué)校STEM教育頂層設(shè)計、課程建設(shè)、實踐路徑、空間建設(shè)等方面的成果。

2基于STEM教育理念的初中信息技術(shù)教學(xué)設(shè)計

2.1 融入科學(xué)（Science）教育理念，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計。新課標(biāo)的實施讓信息技術(shù)課程擔(dān)負(fù)起了培養(yǎng)社會發(fā)展所需的創(chuàng)新型人才的重任。因此信息技術(shù)課程改革需要探索一條促進(jìn)人才培養(yǎng)、符合社會發(fā)展的新型改革道路。信息技術(shù)教學(xué)過程中，可以充分利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)。例如，在初中信息技術(shù)第一冊第六課“獨具慧眼辯安全”中教學(xué)重點難點在于如何引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識并描述信息安全存在的問題，指導(dǎo)學(xué)生掌握安全防范的基本策略和方法。信息技術(shù)是一把雙刃劍，病毒也是信息技術(shù)的產(chǎn)物，學(xué)生通過教師舉例說明計算機病毒所造成的重大危害，對計算機病毒防治的措施有所了解，深刻理解有關(guān)信息安全的法律法規(guī)。把信息技術(shù)這一抽象枯燥的概念變得具體化，有利于學(xué)生對信息技術(shù)的全面理解。

2.2 ?融入技術(shù)（Technology）教育理念，拓展項目實踐。計算機技術(shù)項目的開展離不開技術(shù)教育理念的支持。只有依靠技術(shù)教育理念的支持，學(xué)生才能有更加大膽地進(jìn)行實踐的理論依據(jù)，從而提升學(xué)習(xí)效率。例如在信息技術(shù)第一冊第一課“計算級原理探究”中，學(xué)生要了解計算機的工作原理、掌握計算機的基本結(jié)構(gòu)。講解馮·諾伊曼體系結(jié)構(gòu)，要求學(xué)生能夠認(rèn)識計算機的主要硬件，如主板、CPU、存儲器、輸入設(shè)備等、明白常見的計算機配置參數(shù)，會選購一臺性價比相對較高的計算機?；诩夹g(shù)教育理念，能使學(xué)生更高效的掌握計算機性能及使用環(huán)境，在學(xué)習(xí)信息技術(shù)課程的同時對計算機進(jìn)行有效保護。

2.3 融入數(shù)學(xué)（Mathematics）教育理念，實現(xiàn)跨學(xué)科融合。新課標(biāo)強調(diào)要讓學(xué)生在運用信息技術(shù)解決問題的全過程中學(xué)習(xí)知識，增強動手操作實踐能力。STEM教育強調(diào)跨學(xué)科知識的融合，計算機技術(shù)和數(shù)學(xué)息息相關(guān)，因此，信息技術(shù)學(xué)習(xí)過程融入數(shù)學(xué)教育理念，能更好地實現(xiàn)學(xué)生的綜合發(fā)展。例如，在學(xué)習(xí)信息技術(shù)第三冊“金山表格”中使用計算機軟件中的金山表格是為了在現(xiàn)實生活中可以利用計算機解決實際問題，幫助我們更好地生活和學(xué)習(xí)。教師可以布置任務(wù)讓學(xué)生運用金山表格中的函數(shù)公式計算完成數(shù)學(xué)中的求和、求平均值、對數(shù)據(jù)的排序篩選。學(xué)生提高了運算效率，在掌握計算機信息技術(shù)的同時，可以進(jìn)行數(shù)學(xué)運算的學(xué)習(xí)，一舉兩得。

3結(jié)論

基于STEM教育和信息技術(shù)課程相關(guān)理論研究，通過跨學(xué)科融合設(shè)計教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)活動和教學(xué)評價，學(xué)生能夠運用所學(xué)知識創(chuàng)造性地解決問題，加強與其他同學(xué)協(xié)作交流，更好地分享和表達(dá)自己的學(xué)習(xí)成果。進(jìn)而為STEM教育實踐和信息技術(shù)課程改革提供一定的理論依據(jù)和經(jīng)驗參考。

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