STEM教育下高中信息技術(shù)學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)研究

茅賽梅

【摘要】在高中信息技術(shù)新課程標準的核心素養(yǎng)包括信息意識、計算思維、數(shù)字學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會責(zé)任四個部分。隨著新課程標準的出臺和實施，根據(jù)新課程標準研究高中信息技術(shù)學(xué)科素養(yǎng)的發(fā)展與研究具有十分重要的意義。本文主要解讀信息技術(shù)學(xué)科素養(yǎng)以及如何在STEM教育下培養(yǎng)信息技術(shù)學(xué)科素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】STEM教育? 高中? 信息技術(shù)學(xué)科素養(yǎng)? 培養(yǎng)

【基金項目】2020年7月至2022年6月仙游縣縣級課題：《STEM教育下高中信息技術(shù)學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)研究》，編號：XYZXKT2059。

【中圖分類號】G633.67 ? 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2021）24-0063-02

一、高中信息技術(shù)學(xué)科素養(yǎng)主要要素分析

（一）信息意識

信息意識的重要性主要體現(xiàn)在兩個方面：一是能否及時認識到信息的產(chǎn)生、發(fā)展和變化，即對信息的敏感性;二是能否對信息的價值做出正確的判斷，即評估信息的價值。今天我們不斷被信息包圍，但不了解信息的人幾乎無法隨時知道信息的存在，無法區(qū)分真假信息，無法高效合理地分析和處理有用信息及價值的信息。因此，只有信息意識強的人才能有效地發(fā)現(xiàn)信息、區(qū)分信息、理解信息和使用信息，并感知信息的變化，過濾信息，制定最優(yōu)策略，進行價值判斷、分享與交流，提高對所接收信息的認知度。

（二）計算思維

計算思維體現(xiàn)在解決問題的過程中學(xué)生利用計算機科學(xué)領(lǐng)域的知識和技術(shù)來發(fā)現(xiàn)問題、提取關(guān)鍵點、建立模型、創(chuàng)建、定義、分析和整合各種信息資源，開發(fā)程序并轉(zhuǎn)向類似的任務(wù)，形成計算機思維。

（三）數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新

在信息社會中，有很多數(shù)字資源和工具。如何有效地選擇正確的數(shù)字工具，如何得出結(jié)論，如何學(xué)習(xí)使用其他類似工具，以及數(shù)字軟件中的設(shè)計如何把創(chuàng)造力投入其中。數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新不同于傳統(tǒng)的方法，主要以計算機和網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)為主。

（四）信息社會責(zé)任

信息技術(shù)創(chuàng)新為人們提供便利的技術(shù)工具，同時賦予人們在數(shù)字環(huán)境中的文化發(fā)展、道德和行為自律方面的社會責(zé)任感。這就要求我們正確地處理和使用信息技術(shù)，為信息社會承擔(dān)責(zé)任，負責(zé)任地使用信息技術(shù)，保持道德標準和自律，減少或避免不利影響，保護合法權(quán)益，構(gòu)建和諧信息社會[3]。

二、STEM教育

STEM教育是在美國提高國家競爭力的迫切需要下發(fā)展起來的，是在教育系統(tǒng)中映射國家需求的產(chǎn)物。在2003年國際學(xué)生評估項目（PISA）中，美國學(xué)生在科學(xué)、數(shù)學(xué)和問題解決方面的平均成績比前五名國家低46、55和65分;2005年的ACT（美國大學(xué)考試）結(jié)果表明，超過一半的美國高中生不打算修讀數(shù)學(xué)和科學(xué)方面的大學(xué)課程。面對上述困境，美國政府提出大力推進STEM教育。STEM教育基于杜威邊“做中學(xué)”理論，注重建構(gòu)主義。在STEM教育活動中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生積極獨立地解決實際問題或參與項目，同時鼓勵學(xué)生分組交流與合作，跨學(xué)科學(xué)習(xí)綜合知識;STEM教育強調(diào)學(xué)生積極地從現(xiàn)有知識中創(chuàng)造新知識，強調(diào)學(xué)生跨越學(xué)科界限，通過解決問題獲得知識。STEM教育提倡探究性活動，是指學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，采用類似于科學(xué)研究的方法，分析和調(diào)查問題，獲取知識，提供預(yù)測、解讀和成果分享等活動，培養(yǎng)學(xué)生的研究熱情、探索精神以及協(xié)作、溝通、解決問題和創(chuàng)新的能力。STEM教育以科學(xué)課程為基礎(chǔ)。如今，無論是小學(xué)的科學(xué)課程，還是高中的物理、化學(xué)、生物等課程，跨學(xué)科學(xué)習(xí)的概念逐漸成為其核心概念之一。高中信息技術(shù)學(xué)科也不例外。

三、高中信息技術(shù)學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)現(xiàn)狀分析

（1）學(xué)生信息意識素養(yǎng)現(xiàn)狀：高中生已經(jīng)意識到信息的主動搜索、感知、評估、驗證和交流，會主動發(fā)現(xiàn)和解決問題。但是許多學(xué)生只在真正需要時才尋求計算機幫助，他們還沒有養(yǎng)成主動獲取信息、獨立發(fā)現(xiàn)和調(diào)查問題、整合信息的習(xí)慣，信息意識和敏感性不夠強。（2）學(xué)生計算思維素養(yǎng)現(xiàn)狀：高中信息技術(shù)課程的算法和編程教學(xué)還存在較大問題，學(xué)生計算思維的發(fā)展還有很長的路要走。學(xué)生在計算機編程和算法編程方面不精通，大多數(shù)學(xué)生在老師的幫助下完成這部分的學(xué)習(xí)，但很少有學(xué)生會編程，更不用說自己開發(fā)算法程序了。學(xué)生無法利用計算機知識解決現(xiàn)實生活和學(xué)習(xí)問題，也無法發(fā)展和提高計算機思維和遷移技能。（3）學(xué)生數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新素養(yǎng)現(xiàn)狀：許多學(xué)生對最新的教學(xué)設(shè)備和教育理念一無所知。很少使用數(shù)字學(xué)習(xí)資源和工具，很少參與在線學(xué)習(xí)，大多數(shù)學(xué)生都沒有注意到并且不使用數(shù)字學(xué)習(xí)工具，學(xué)生的數(shù)字化學(xué)習(xí)和創(chuàng)新機會急需改善。（4）信息社會責(zé)任現(xiàn)狀：高中生在信息安全思維不夠成熟，信息安全能力不夠高，仍需教師的積極引導(dǎo)和價值引導(dǎo)，教師應(yīng)界定學(xué)生在信息社會中的責(zé)任和價值觀，提高學(xué)生信息社會責(zé)任感。

四、STEM教育下高中信息技術(shù)學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)研究

（一）提高信息意識

信息意識的教育應(yīng)該從日常生活開始，基本上包括兩點：一是信息的接收，二是信息的識別。教師在信息技術(shù)課堂教學(xué)時應(yīng)以信息意識引導(dǎo)學(xué)生。首先，要獲取信息，高中生需要學(xué)習(xí)如何從許多不同的渠道獲取信息。因此，在日常教學(xué)中，教師應(yīng)調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，有意識地教會他們?nèi)绾谓邮蘸吞幚硇畔?。其次，識別信息需要學(xué)會辨別真假信息。信息社會是復(fù)雜而混亂的，有很多詐騙信息，這就需要在接受信息時一定要先確認信息。生活中這樣的例子很多。我們要學(xué)會辨別真假信息，不要貪圖小事，保護好自己的財產(chǎn)和生命安全?？梢圆扇∫韵麓胧﹣硖岣邔W(xué)生的信息意識：（1）情境學(xué)習(xí)，采用任務(wù)導(dǎo)向的方法，鼓勵學(xué)生分組探索和協(xié)作，教師可參考課堂實例，讓學(xué)生充分參與解決問題;（2）積極開展相關(guān)活動，營造活躍的信息氛圍;（3）激發(fā)學(xué)生的好奇心，讓學(xué)生調(diào)整動機，提高對信息的認識，例如，在培訓(xùn)過程中，鼓勵學(xué)生自主進行計算機操作。

（二）培養(yǎng)計算思維

計算思維仍處于研究的早期階段，目前的高中信息技術(shù)教材主要使用VB軟件來學(xué)習(xí)編程，對此，建議應(yīng)用項目式學(xué)習(xí)策略，教會學(xué)生參與實際項目實踐，體驗從問題分析到制定解決方案的全過程，有助于提高學(xué)生的整體思維，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。以計算思維為主要重點，培養(yǎng)信息技術(shù)學(xué)科素養(yǎng)。一種是強調(diào)學(xué)科思維，避免多次提示造成的混亂;另一種是利用計算思維解決活動中的問題，支持培養(yǎng)學(xué)科教育價值的使命。一旦學(xué)生在編程算法方面有了扎實的基礎(chǔ)，就可以讓他們設(shè)計具有一些實用價值、有趣的程序。STEM教育下提高計算思維素養(yǎng)培養(yǎng)要注意與其他學(xué)科整合，例如，在語文教學(xué)中，培養(yǎng)定義和概括概念、分類、總結(jié)等能力，在數(shù)學(xué)、物理和化學(xué)教學(xué)中，發(fā)展學(xué)生的發(fā)散性和抽象性思維。將各種學(xué)科與信息技術(shù)學(xué)科相結(jié)合，利用多媒體設(shè)備和技術(shù)進行數(shù)字化學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在計算機算法和編程的研究中塑造計算機思維，并將其轉(zhuǎn)化為解決實際問題的能力。教師可以在信息技術(shù)教室進行教學(xué)，同時通過創(chuàng)設(shè)項目活動，營造符合學(xué)生認知特點的情境，引導(dǎo)學(xué)生走向自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的合作研究意識和能力。

（三）教學(xué)數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新

目前，信息技術(shù)學(xué)科在課程中的地位較低，存在知識更新慢、信息化水平低、教育設(shè)備不發(fā)達、軟件更新慢、教師專業(yè)技能不足、創(chuàng)新意識和能力薄弱等問題。學(xué)生的數(shù)字化學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力可以從以下三個維度發(fā)展：一是使用現(xiàn)代多媒體設(shè)備和新的學(xué)習(xí)模式進行教學(xué)，比如希沃白板的使用;二是進行教學(xué)技能培訓(xùn)，整改教學(xué)模式，傳統(tǒng)的信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)方式是教師講解和學(xué)生自學(xué)，學(xué)生對自學(xué)不感興趣，沒有足夠的課堂體驗，對此，教師可以從學(xué)習(xí)情境入手，應(yīng)用技術(shù)，展示成果，把課堂還給學(xué)生，教學(xué)生主動思考，自己實踐;三是優(yōu)化課堂體驗，利用相關(guān)科技進展，創(chuàng)新數(shù)字化學(xué)習(xí)，比如翻轉(zhuǎn)課堂是一種學(xué)生利用空閑時間在線學(xué)習(xí)，而不是老師講課的教學(xué)方式，微課是一種利用音頻和短視頻講解知識點的教學(xué)形式，慕課是學(xué)生課后通過互聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)相關(guān)教育視頻，然后返回課堂進行學(xué)習(xí)和交流的一種教學(xué)形式，不僅在數(shù)字學(xué)習(xí)工具的開發(fā)和微視頻創(chuàng)作方面提高了教師的實踐技能和創(chuàng)新創(chuàng)造力，而且能夠提高學(xué)生識別、選擇和使用數(shù)字學(xué)習(xí)資源的能力。此外，現(xiàn)有的課堂教學(xué)也面臨挑戰(zhàn)。當前的信息技術(shù)課堂主要采用任務(wù)導(dǎo)向的學(xué)習(xí)方式。先由教師演示，然后學(xué)生模擬練習(xí)或按照教師的演示技巧完成相應(yīng)的任務(wù)。在教學(xué)中，教師必須解釋數(shù)字軟件的使用，并連接到其他類似或相關(guān)的軟件應(yīng)用程序。

（四）發(fā)展信息社會責(zé)任

信息社會的生活必須承擔(dān)一定的信息責(zé)任。筆者認為，信息社會的責(zé)任主要包括信息安全意識和信息倫理，有必要對學(xué)生進行信息安全教育，正確識別課堂德育的出發(fā)點，培養(yǎng)學(xué)生在信息社會中的責(zé)任感。信息技術(shù)學(xué)科主要素養(yǎng)體系的四個學(xué)科素養(yǎng)層次是相互滲透、相互關(guān)聯(lián)的。在相關(guān)學(xué)科素養(yǎng)的形成中，在高中信息化方面，要加強各個要素之間的關(guān)系。在信息社會激發(fā)高中生的信息意識和責(zé)任感，從多方面入手，共同推動中學(xué)生信息素養(yǎng)的發(fā)展。

五、結(jié)束語

根據(jù)社會和時代的發(fā)展，提供基本的信息技術(shù)素養(yǎng)。信息技術(shù)學(xué)科素養(yǎng)的四個部分：信息意識、計算思維、數(shù)字學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會的責(zé)任感并不是相互獨立的，它們密切相關(guān)，相互作用，每個部分都值得信息技術(shù)教育工作者認真研究和討論。信息技術(shù)教師應(yīng)將學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)納入常規(guī)學(xué)習(xí)過程，使學(xué)生適應(yīng)未來和國際發(fā)展的需要，滿足終身學(xué)習(xí)的需要。培養(yǎng)和提高學(xué)生的信息素養(yǎng)是非常重要的，考慮到各地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平、教學(xué)理念和學(xué)校資源的差異。在現(xiàn)代信息社會中，應(yīng)該與時俱進，吸收和應(yīng)用教育信息化領(lǐng)域的最新理念和成果，在STEM教育下培養(yǎng)高中信息技術(shù)學(xué)科素養(yǎng)。

參考文獻：

[1]張國立，王國華.計算思維：信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的核心議題[J].電化教育研究，2018（5）.

[2]李維明.普通高中信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)中核心素養(yǎng)的培養(yǎng)[J].中國電化教育，2017（5）：26-29.