基于STEAM教育理念的Mind+編程校本教材開發(fā)與運(yùn)用

摘要：STEAM教育理念作為一種綜合學(xué)科背景下的國際性教育思潮，在培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐、解決問題能力與創(chuàng)新創(chuàng)造精神等方面具有重要的作用。本文結(jié)合筆者主持編寫校本教材《Mind+趣味編程》的經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)識，對以STEAM教育理念為導(dǎo)向的Mind+編程校本教材開發(fā)與運(yùn)用相關(guān)問題展開探析。筆者認(rèn)為，可以采取對校本教材進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)、合理整合STEAM跨學(xué)科知識、合理編排教材內(nèi)容、開發(fā)實(shí)用的校本教材資源等對策實(shí)現(xiàn)教材的有效開發(fā);可以通過活用校本教材、落實(shí)多元評價(jià)、巧借工具平臺(tái)、加強(qiáng)應(yīng)用反思等途徑實(shí)現(xiàn)教材的有效運(yùn)用?？傊?，在校本教材開發(fā)與運(yùn)用過程中，教師要重視融入STEAM教育理念，使之成為Mind+編程教學(xué)的一道亮麗風(fēng)景。

關(guān)鍵詞：STEAM教育理念;Mind+編程;校本教材;開發(fā);運(yùn)用

中圖分類號：G434 ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ?論文編號：1674-2117（2021）S2-0051-04

STEAM教育理念主張跨學(xué)科學(xué)習(xí)，注重融合運(yùn)用各學(xué)科知識，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。而當(dāng)下最受青年少年歡迎的編程軟件是Mind+，它作為一款面向?qū)ο蟮目梢暬幊坦ぞ撸唵我讓W(xué)，能很好地綜合運(yùn)用各學(xué)科知識進(jìn)行教學(xué)，落實(shí)STEAM教育理念，提高學(xué)生的學(xué)科知識整合、創(chuàng)新設(shè)計(jì)、問題解決等綜合能力。然而，筆者通過問卷調(diào)查、查閱文獻(xiàn)、面談等方式發(fā)現(xiàn)，雖然本地區(qū)各小學(xué)都開展了Mind+教學(xué)，但絕大多數(shù)學(xué)校僅按照現(xiàn)行的中山市版教材那點(diǎn)“單薄”的內(nèi)容象征性地開展教學(xué)，缺乏系統(tǒng)實(shí)用的校本教材?？v觀市面上的Mind+教材，還普遍存在缺乏教學(xué)設(shè)計(jì)理念、內(nèi)容單一（如過分偏重游戲）、未能較好融入STEAM教育理念等系列問題。下面以我們學(xué)校課題組開發(fā)的校本教材《Mind+趣味編程》為例，對基于STEAM教育理念的Mind+編程校本教材開發(fā)與運(yùn)用這個(gè)關(guān)鍵問題展開探究。

STEAM教育理念內(nèi)涵概述

STEAM教育理念旨在加強(qiáng)科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、藝術(shù)（Arts）和數(shù)學(xué)（Mathematics）之間的聯(lián)系，其核心是打破學(xué)科界限，實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科知識融合。通過知識的情境化，學(xué)生綜合運(yùn)用學(xué)科知識，創(chuàng)造性地解決實(shí)際問題。具體而言，STEAM教育理念強(qiáng)調(diào)，不僅僅是學(xué)習(xí)這五個(gè)要素的相關(guān)知識，更要注重學(xué)習(xí)與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系，讓學(xué)生動(dòng)手完成感興趣的且與生活相關(guān)的作品，學(xué)生在這樣的過程中獲取各學(xué)科及跨學(xué)科知識，培養(yǎng)學(xué)生多方面的認(rèn)知和技能，增強(qiáng)學(xué)生的主動(dòng)探索精神和創(chuàng)新創(chuàng)造精神。

基于STEAM教育理念的Mind+編程校本教材開發(fā)策略

1.對校本教材進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）校本教材課程目標(biāo)設(shè)定

以STEAM教育理念為指導(dǎo)，在小學(xué)開展Mind+編程課程教學(xué)，實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科知識融合，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維和綜合能力。這也是學(xué)校層面實(shí)施核心素養(yǎng)教育的一個(gè)新亮點(diǎn)。

（2）校本教材整體內(nèi)容設(shè)計(jì)

校本教材《Mind+趣味編程》整體框架分為六個(gè)單元，每個(gè)單元含若干課時(shí)，共22課時(shí)，還設(shè)計(jì)了附錄一和附錄二（如圖1所示）。每個(gè)課時(shí)列出學(xué)習(xí)任務(wù)要點(diǎn)，設(shè)計(jì)了“范例”“想一想”“探一探”“練一練”“評一評”等相關(guān)內(nèi)容和環(huán)節(jié)，既可以讓學(xué)生迅速明確當(dāng)堂課的學(xué)習(xí)重點(diǎn)，又便于他們對自己的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行檢測和評價(jià)。同時(shí)注意做到前后課時(shí)知識的連貫性。例如，第一單元“基礎(chǔ)篇”，主要是讓學(xué)生認(rèn)識Mind+界面、坐標(biāo)系統(tǒng)，學(xué)會(huì)添加刪除角色或背景，并會(huì)運(yùn)用動(dòng)作等模塊的指令來設(shè)計(jì)簡單的小游戲，初步培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;第二單元“情景篇”，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合第一單元知識，主要運(yùn)用外觀模塊指令和聲音模塊指令，聯(lián)系校園生活實(shí)際完成“多彩的舞臺(tái)”及“我們的運(yùn)動(dòng)會(huì)”兩個(gè)作品的創(chuàng)作;第三單元“繪畫篇”，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合前面兩個(gè)單元學(xué)過的指令和知識，主要引用畫筆模塊指令和偵測模塊指令搭建腳本，完成漂亮圖案的設(shè)計(jì)和繪制。前五個(gè)單元主要突出動(dòng)作、外觀、聲音、畫筆、偵測、數(shù)據(jù)、數(shù)字與邏輯運(yùn)算等模塊指令的運(yùn)用，并將事件、控制等模塊指令貫穿其中，最后通過第六單元項(xiàng)目，綜合運(yùn)用前五單元的知識和技能來設(shè)計(jì)創(chuàng)作作品，使所學(xué)內(nèi)容得到全面鞏固。

2.在校本教材中合理整合STEAM跨學(xué)科知識

教材注意以學(xué)生認(rèn)知規(guī)律為基礎(chǔ)，合理整合跨學(xué)科知識，融入生活內(nèi)容促進(jìn)學(xué)生理解（如表1）。例如，第一單元，考慮到三年級學(xué)生沒有接觸過坐標(biāo)的概念，于是在第1課時(shí)加入了坐標(biāo)系統(tǒng)相關(guān)知識點(diǎn)，為后面學(xué)習(xí)做好鋪墊;第二單元可以聯(lián)系生活，設(shè)計(jì)自己喜歡的場景;第三單元4個(gè)課時(shí)都結(jié)合美術(shù)以及數(shù)學(xué)知識（畫正多邊形的方法、時(shí)鐘旋轉(zhuǎn)角度計(jì)算等）;第五單元4個(gè)課時(shí)都結(jié)合數(shù)學(xué)知識（判斷數(shù)的奇偶性、加法計(jì)算器、求和等），第六單元綜合項(xiàng)目“紅燈停綠燈行”，既聯(lián)系了生活，又需要應(yīng)用到數(shù)學(xué)、工程、藝術(shù)等多個(gè)方面的知識。這些內(nèi)容源于學(xué)生的實(shí)際，都是他們喜聞樂見的，且有些項(xiàng)目與跨學(xué)科知識融合，有一定的挑戰(zhàn)性，有利于學(xué)生體驗(yàn)編程的樂趣，培養(yǎng)他們的編程思維和綜合運(yùn)用知識解決問題的能力。

3.從學(xué)生認(rèn)知規(guī)律出發(fā)，合理編排教材內(nèi)容

（1）遵循由淺入深的規(guī)律

如校本教材《Mind+趣味編程》，在內(nèi)容先后順序編排上，考慮到了編程所需知識的循序漸進(jìn)——從基礎(chǔ)的編程入門到稍有難度的繪畫篇再到難度較大的游戲和算法篇，最后到難度最大的綜合項(xiàng)目。

（2）加強(qiáng)編程教材內(nèi)容與生活的聯(lián)系

傳統(tǒng)的編程教材內(nèi)容編排大多偏向“純編程”，與生活脫節(jié)，缺乏啟發(fā)遷移性和趣味性。而讓學(xué)生通過編程去解決生活中的問題或者引入生活元素融入編程學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生理解編程的價(jià)值，從而調(diào)動(dòng)他們學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，有助于觸發(fā)學(xué)生的想象力，并在此過程中達(dá)到知識融合創(chuàng)新的目的。例如，在“紅燈停綠燈行”一課中，就是讓學(xué)生聯(lián)系生活來創(chuàng)作程序作品的，還設(shè)置了拓展性的練習(xí)（可以選一個(gè)主題來完成，也可自擬主題）：①利用Mind+軟件，將平時(shí)校園發(fā)生的故事制作成游戲，以引起學(xué)生的共鳴;②以“校園導(dǎo)游”為主題，介紹校園文化;③以關(guān)注班級衛(wèi)生的“整理教室”為主題創(chuàng)作程序作品;④以提高安全意識的“火災(zāi)自護(hù)”為主題創(chuàng)作程序作品。

（3）在教材中滲透學(xué)法指導(dǎo)

授之以魚，不如授之以漁。在Mind+編程中，如何引導(dǎo)學(xué)生對角色動(dòng)作或者程序算法進(jìn)行分析是很關(guān)鍵的問題。教材中介紹了列表法和借助流程圖兩種很好的方法（如表2和圖2所示）。

4.開發(fā)實(shí)用的校本教材資源

真正實(shí)用的Mind+校本教材，應(yīng)該有STEAM教育理念的支撐，注重融入各學(xué)科和跨學(xué)科知識;應(yīng)該是既可以滿足教師的教和學(xué)生的學(xué)，又便于推廣分享學(xué)習(xí)。因此，開發(fā)與校本教材匹配的教材資源尤為關(guān)鍵。筆者曾組織課題組老師結(jié)合教學(xué)實(shí)踐開發(fā)了校本教材系列資源，反響非常好。也就是圍繞教材每個(gè)課時(shí)，準(zhǔn)備好課堂實(shí)錄、教學(xué)設(shè)計(jì)與反思、教學(xué)課件、微課、程序作品等配套數(shù)字資源，注意在分配任務(wù)時(shí)將每種資源的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和要求交待清楚，如引入生活元素，與各學(xué)科知識融合，滲透德育等，并將資源上傳到微信公眾號平臺(tái)分享。

基于STEAM教育理念的Mind+編程校本教材運(yùn)用

融入STEAM教育理念的校本教材《Mind+趣味編程》主要運(yùn)用于林東小學(xué)電腦社團(tuán)以及三至六年級各班，教師可根據(jù)學(xué)生實(shí)際選擇合適的內(nèi)容，采取靈活的手段和方法來組織教學(xué)。

1.活用校本教材

教無定法，貴在得法。在校本教材應(yīng)用過程中，教師不宜過分依賴教材，而應(yīng)深入鉆研教材，結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)際，對教學(xué)作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，并靈活運(yùn)用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、分層教學(xué)法、合作學(xué)習(xí)法等多種教學(xué)方法，從而更有效地落實(shí)STEAM教育理念，實(shí)現(xiàn)因材施教。例如，在教學(xué)第8課“畫正多形（1）”時(shí)，筆者沒完全按照教材順序來進(jìn)行教學(xué)（在導(dǎo)入環(huán)節(jié)演示正多邊形），而是先出示漂亮的萬花尺圖案讓學(xué)生欣賞，從而激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和求知欲，并提出本課的學(xué)習(xí)任務(wù)。接著引導(dǎo)他們搭建腳本畫正四邊形、正三角形等（在此過程中注意發(fā)揮小老師的幫扶作用），再借助多媒體課件羅列出多邊形邊數(shù)、旋轉(zhuǎn)度數(shù)、邊數(shù)乘旋轉(zhuǎn)度數(shù)的積，逐步引導(dǎo)學(xué)生小組討論探究，從而發(fā)現(xiàn)規(guī)律：360°是多邊形外角和的度數(shù)，繪制n邊形，旋轉(zhuǎn)度數(shù)=360°/n。在練習(xí)環(huán)節(jié)還設(shè)置了不同層次的練習(xí)。又如，在教學(xué)第17課時(shí)，如果全部按教材來教學(xué)，會(huì)顯得有點(diǎn)單調(diào)，而某教師卻以“開關(guān)燈”的生活實(shí)例引入，讓學(xué)生探究開關(guān)狀態(tài)與開關(guān)次數(shù)的關(guān)系，引出奇數(shù)和偶數(shù)，再引導(dǎo)學(xué)欣賞“開關(guān)燈”作品，并創(chuàng)作此作品為課堂教學(xué)主線，整節(jié)課教學(xué)環(huán)節(jié)非常流暢，生機(jī)盎然，課堂效果非常好。

2.落實(shí)多元評價(jià)

教材每個(gè)課時(shí)都編排了“評一評”環(huán)節(jié)，關(guān)注到了教學(xué)評價(jià)。但在實(shí)際教學(xué)過程中，教師注意靈活采取學(xué)生自評、師生互評、小組評價(jià)、教師自評等多種評價(jià)方式來評價(jià)學(xué)生課堂表現(xiàn)、作品完成情況、作品融合學(xué)科知識點(diǎn)等，努力實(shí)現(xiàn)評價(jià)內(nèi)容多元化、評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)多元化、評價(jià)主體多元化，發(fā)揮評價(jià)應(yīng)有的功能和作用，讓多元評價(jià)成為用好教材、落實(shí)STEAM理念的一道亮麗風(fēng)景。

3.巧借工具平臺(tái)

校本教材部分課時(shí)安排了一些拓展性內(nèi)容（有一定難度，要運(yùn)用跨學(xué)科知識），這些內(nèi)容如果安排在校時(shí)間集中授課一般難以落實(shí)，于是筆者利用釘釘平臺(tái)建立了“Mind+編程社團(tuán)群”，并將與教材配套的教學(xué)資源上傳到該平臺(tái)，方便學(xué)生平時(shí)在家長監(jiān)督下進(jìn)行學(xué)習(xí)。在這個(gè)平臺(tái)上，師生、家長可交流互動(dòng)，展示和點(diǎn)評作品，進(jìn)一步拓展了校本教材資源的應(yīng)用。

4.加強(qiáng)應(yīng)用反思

校本教材在應(yīng)用過程中，難免會(huì)出現(xiàn)STEAM跨學(xué)科知識融合不合理、知識性錯(cuò)誤、編排不科學(xué)、語言表達(dá)不通順等問題，而且往往還可以根據(jù)教學(xué)實(shí)際對教材進(jìn)行優(yōu)化。因此，教師在使用教材過程中，要注意加強(qiáng)反思，發(fā)現(xiàn)教材中存在的問題，提高的改進(jìn)或優(yōu)化建議，及時(shí)反饋并做好記錄，以便對教材進(jìn)行修訂。

結(jié)語

本研究以STEAM教育理念為導(dǎo)向，結(jié)合筆者的課程開發(fā)經(jīng)驗(yàn)體會(huì)，提出Mind+校本教材開發(fā)的有效策略，同時(shí)還提出校本教材的應(yīng)用建議。然而，在后續(xù)的深化研究過程中，教師仍需要結(jié)合教學(xué)實(shí)踐努力探索，不斷對校本教材進(jìn)行修訂完善，只有這樣才能讓STEAM教育理念更好地融入教材、融入教學(xué)，從而在促進(jìn)教師專業(yè)發(fā)展的同時(shí)更有效地培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

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作者簡介：張超金，任教于廣東省中山市坦洲鎮(zhèn)林東小學(xué)，小學(xué)信息技術(shù)高級教師，黃偉祥名師工作室成員，廣東省第三批骨干教師培養(yǎng)對象，廣東省信息技術(shù)學(xué)科帶頭人，中山市優(yōu)秀教師，中山市師德標(biāo)兵，中山市進(jìn)修學(xué)院培訓(xùn)講師，出版15萬字專著《教海探航》，主編校本教材《可視化趣味編程》，在國家省市刊物發(fā)表論文20多篇。