STEM教育視角下的計算機專業(yè)課程教學實踐研究

劉曉丹 王宇

【摘要】? ? 教育目標分類理論主張強化學生知識遷移能力，應將學習和掌握的知識進行創(chuàng)新應用，從記憶理解的低階思維相創(chuàng)新創(chuàng)造高階思維發(fā)展。教育工作者應以STEM為教育載體，多維度和多層次的開展計算機專業(yè)課程教學活動。具體做法使，基于科技支撐深度推進研究型學習模式、將STEM課程融入計算機專業(yè)課程教學設計中、構建多樣化的教學成效評價體系。

【關鍵詞】? ? STEM教育? ? 計算機專業(yè)課程? ? 教學

引言：

STEM是實現跨學科教育的工具、手段、指導思想，作用于教師多學科思維的進行教學設計。STEM教育視角下，教師需注重引導學生進入深度學習情境，循序漸進的提升他們的認知能力。針對計算機專業(yè)課程教學的研究，教育工作者需從學生全面發(fā)展、市場人才需求、人才結構優(yōu)化等方面進行立體和多維思考。應以現實領域發(fā)展趨勢為參照，對課程內容進行整合和豐富。教師加強實踐創(chuàng)造，教學模式和教學內容進行科學優(yōu)化和完善，引導學生主動的進行技術創(chuàng)新和研發(fā)。

一、計算機專業(yè)課程中STEM教育的理論框架

1.1跨學科設計計算機專業(yè)教學內容

STEM教育語境下，教育工作者更熱衷以多學科視角出發(fā)設計教學內容。在重實踐的跨學科教學思想的指導下，教師需對傳統(tǒng)計算機專業(yè)課程進行合理擴充，融入與之具有密切關聯性的知識內容。秉承知識生產服務社會發(fā)展的原則，對計算機專業(yè)教學內容進行跨學科式的再設計。注重基于認知情境擴充單學科的教學內容，將學生學習與實踐引入完善的應用場景中。學習知識是手段，應用知識是目的，教師必須將最新和最前沿的知識和技術滲透到計算機專業(yè)課程中。

1.2 STEM課程是強化學生綜合能力的手段

知識生產、信息重組、信息傳輸、信息接受、信息反饋，是教師與學生思想溝通和行為交互的一個過程。教師需設置利于學生提高解決問題能力的STEM課程，將其作為新型的教學手段和工具。在STEM教育視角下，教師需看到教學問題的本質，以及學生成長和成才過程中的制約因素的變化態(tài)勢。需以動態(tài)和宏觀視角思考專業(yè)課程教學設計問題，應將知識的生產和傳播作為重要的社會責任。教師應基于人才機結構分析，對學生綜合能力進行全面強化。利用STEM課程課程實現跨學科的輸出和整合教學信息，信息流通的動態(tài)過程中，使學生行業(yè)認知、創(chuàng)新能力、實踐應用能力等獲得不斷提升。

1.3基于豐富的課程內容可提供多層次的認知經歷

知識有著一定的概念性、程序性、事實性、動態(tài)性，在學習和理解上，對人的記憶、理解、分析、認知等能力的要求有所不同。計算機專業(yè)課程中融入STEM教育理念，從某種角度來說，是對學生認知經歷的極大豐富。教師應向學生輸出跟多整合性知識，使他們從不同層次和維度對知識進行理解。歷經記憶-理解-使用-思考-評價-創(chuàng)新六個認知過程，學生的觀念和思維會獲得極大改變。若知識僅能停留在記憶和淺層的理解層面，學生無法對計算機技術應用領域發(fā)展形成深刻認識，更無法實現知識的遷移和智慧轉化。

教師要結合學生個體差異性問題，實現跨學科式的整合課程資源，基于優(yōu)質的STEM課程，為學生提供多層次的認知經歷。

二、STEM教育視角下的計算機專業(yè)課程教學實踐活動的再設計

2.1以能力導向設計開放型實踐活動

STEM教育視角下，圍繞計算機專業(yè)課程展開的實踐教學活動，需切實提高學生解決問題和技術應用能力。教師應以能力導向設計開放型的實踐活動，組織學生走出課堂，深度的參與到職業(yè)活動中。應將專業(yè)基礎知識和技術應用進行科學整合，實現教學維度的擴展和延伸。即將專業(yè)理論知識的學習作為第一維度、學生能力強化設為第二維度、計算機技術應用研究為第三維度、頂崗實習是第四維度，以此類推，根據現實領域的人才需求標準，不斷生成新的教學維度，以保證學生獲得全面發(fā)展。

以能力導向，設計蘊含不同知識內容和不同規(guī)模實踐活動的育人計劃。打破知識邊界和教學時空限制，在原有的專業(yè)課程體系技術上，融入更多具有研究價值的課題，使學生學習專業(yè)理論知識的同時，能解放思想對計算機技術的應用進行深度思考和研究。

2.2圍繞計算機專業(yè)課程生產前瞻性整合化的教學內容

教師需從微觀視域反思教學內容和教學手段的科學性和合理性，能根據教學成果和學生反饋，圍繞計算機轉專業(yè)課程，生產前瞻性整合化的教學內容。STEM教育視角下，教師需將計算機應用領域最前沿的知識和文化進行整合，將其合理的滲透到教學內容中?；趦?yōu)質和豐富的STEM課程，高效開展計算機專業(yè)課程實踐教學活動。做好課程建設，為多樣和全面開展實踐教學提供扎實的資源支持，并逐步突破傳統(tǒng)分科課程知識領域，對學生的跨界能力、技術研發(fā)和應用能力進行全面提升。

三、STEM教育視角下的計算機專業(yè)課程教學實踐策略

3.1基于科技支撐的深度推進研究型學習模式

研究性學習模式，主張以學生為中心，基于優(yōu)質的STEM，強化個體的科研能力和實踐應用能力。STEM教育視角，教育工作者應以計算機專業(yè)課程的核心內容為基準點，有邏輯和層次性的融入其他學科知識。以案例牽引式的教學方法，引導學生深度進入的研究情境中。教師將豐富的課程內容以動畫視頻的形式呈現給學生，令他們能直觀的了解和學習知識重點。而后，基于具體的問題引發(fā)學生深度思考，對計算機技術的應用原理和未來趨勢進行全面研究。教師結合當前高新技術的發(fā)展態(tài)勢，將計算機專業(yè)課程與人工智能技術課程、信息技術課程、物聯網技術應用知識等進行科學結合。且利用多媒體設備和計算，對豐富的教學內容進行立體和可視化的輸出。

在科技支撐下，引導學生對我國計算機技術應用領域進行深度和多維研究。教師通過深度推進研究型學習模式，以STEM為新的教學載體，不斷豐富學生的認知經歷，對現實情境中的計算機技術的應用建立正確的認識，最終形成具有深度和廣度計算機課程體系認知?；谶@樣的方式，更利于學生在探究和實踐中內化吸收知識，促使他們成為具有創(chuàng)新精神和科研意識的技術型人才。

3.2將STEM課程融入計算機專業(yè)課程教學設計中

預期教學目標的實現，需依托知識內涵豐富的專業(yè)課程設計。教師應與現實情境為參照，將STEM課程課程融入計算機專業(yè)課程教學設計中。教師應遵循學生預習-問題思考-問題研究-解決問題四個關鍵流程，制定完整和科學的教學內容。將理論與實踐進行科學融合，雙向推進計算機專業(yè)課程教學活動。

STEM教育視角，教師需對與計算機專業(yè)課程相關性較強的內容進行科學的整合。根據人工智能技術和5G技術的發(fā)展和應用情況，動態(tài)的對課程內容進行更新和優(yōu)化，以保證整個教學過程具備鮮明的現代性和時代性。教師應通過構思、設計、實踐、反饋、修正、再實踐，根據學生的學習情況和市場人才需求標準，制定可全面提高學生專業(yè)技能和創(chuàng)新能力的課程和教學模式。STEM課程需映照計算機領域的發(fā)展特點，使學生對該專業(yè)的學習意義，以及未來的職業(yè)設定形成清晰的邏輯和目標。STEM教育視角下，教師必須利用跨學科教育手段培育出匹配行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展要求的人才。不應被計算機專業(yè)的教材所局限，應根據產業(yè)轉型和升級的需求，及時融入最新的知識和技術。計算機專業(yè)課程教學設計，應具備多學科視角，不斷對教學內容和教學方法進行升級和優(yōu)化，以保證學生的知識層次獲得動態(tài)豐富，繼而能達到顯著的教學成效。

3.3構建多樣化的教學成效評價體系

STEM教育視角下，教師應采用多樣化的教學手段開展教學活動，并生成與之相契合的教學成效評價體系。實現以評促教，既要關注學生掌握多少知識，還需對他們的學習動機、學習態(tài)度、實踐能力、思維素養(yǎng)、職業(yè)素養(yǎng)、創(chuàng)新素養(yǎng)等進行全面的評價。只有切實了解學生實際的學習問題和學習訴求，才能制定具體應對策略和措施。教師應以問題為導向，對計算機專業(yè)課程內容進行拓展，并制定多樣化的教學模式。而教學成效評價體系，應作為輔助教育工具，引導教師在發(fā)現問題的過程中，不斷調整和優(yōu)化教學方案和教學形式。

基于多學科思維解決教育問題，以跨學科教育理念為指導，科學的進行課程建設和實踐。教師所構建的多樣化教學成效評價體系，應包含定量評價、定性評價、數字化評價、過程性評價、終結性評價等方法，基于豐富和量化的評價標準和指標，對教學質量和效果進行多維度的評價。根據最終的評價結果，有針對性的對計算機專業(yè)課程教學模式進行改革和創(chuàng)新。而對教學成效進行評價的整個過程中，需合理介入學生評價因素，根據學生的真實反饋和建議，反思教學模式實踐問題。注重滿足學生的給個性化需求，將趣味元素合理的融入STEM課程中。通過客觀和理性的教學成效評價，逐漸構建民主、開放、創(chuàng)新、現代、豐富的計算機專業(yè)課程教學體系。

四、結束語

總之，教育工作者應基于STEM課程，對計算機專業(yè)課程進行跨學科設計，為學生提供豐富的學習體驗，繼而產生多樣的認知經歷。在學習知識和技術的過程中，引導學生進入深度學習、研究型學習情境中。教師利用前沿性的課程內容，培育出具有創(chuàng)新意識和解決問題能力的人才。

參? 考? 文? 獻

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