STEM教育項目提升初中生信息技術(shù)核心素養(yǎng)*

張 寧

(福建省三明市列東中學(xué) 福建 三明 365000)

引言

社會的信息化發(fā)展促使教育要將提升學(xué)生信息素養(yǎng)作為重要任務(wù)，為培養(yǎng)創(chuàng)新人才奠定基礎(chǔ)，初中信息技術(shù)是一門培養(yǎng)學(xué)生信息技術(shù)能力提升學(xué)生信息技術(shù)素養(yǎng)的學(xué)科，在課程綱要中強調(diào)要重視激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促使學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)信息技術(shù)處理實際問題，但傳統(tǒng)的教學(xué)模式并不利于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力及創(chuàng)新能力，將STEM教育項目融入教學(xué)中即可以提升學(xué)生實踐創(chuàng)新能力，又能發(fā)展學(xué)生信息素養(yǎng)，使其成為復(fù)合型人才。

1.STEM教育特征

STEM教育項目具有綜合性特征，在信息技術(shù)教學(xué)中融入STEM教育項目教學(xué)的重點不僅僅是信息技術(shù)教學(xué)，也重視跨學(xué)科學(xué)習(xí)，將社會科學(xué)、信息技術(shù)、應(yīng)用數(shù)學(xué)等有效融合起來，發(fā)展學(xué)生的技術(shù)能力提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)。STEM教育項目具有趣味性，結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容可以聯(lián)系生活實際案例設(shè)計出趣味性項目，使學(xué)生在項目體驗中獲取知識，如在學(xué)習(xí)圖片的加工相關(guān)內(nèi)容時可以與生活中的美圖秀秀軟件相結(jié)合，調(diào)動學(xué)生的探究興趣提高教學(xué)效果。STEM教育項目也具有實踐性，需要學(xué)生在設(shè)計與體驗過程中獲取知識提升能力，利用工程項目加深學(xué)生對知識的理解和應(yīng)用。STEM教育項目具有一定設(shè)計性，需要學(xué)生展示所設(shè)計的作品實現(xiàn)知識的遷移應(yīng)用，這也是STEM教育項目的核心特征。另外，STEM教育項目具有一定協(xié)作性，通常是以小組為單位共同搜集資料、解決問題，交流成果取長補短，拓展視野[1]。

2.應(yīng)用STEM教育項目提升初中生信息技術(shù)核心素養(yǎng)策略

2.1 明確教育目標(biāo)，融合教學(xué)內(nèi)容。在初中信息技術(shù)教學(xué)中融入STEM教育項目要明確教育目標(biāo)，涵蓋知識與技能目標(biāo)、過程與方法目標(biāo)、情感態(tài)度目標(biāo)等等。例如：在學(xué)習(xí)圖像的處理相關(guān)內(nèi)容時，設(shè)計動物世界電子相冊制作項目，在此項目中知識與技能目標(biāo)是要了解相冊制作的相關(guān)要素，并能夠合理應(yīng)用Photoshop等工具進(jìn)行色彩調(diào)節(jié)，熟練掌握圖像獲取、合成、修補等技術(shù)的應(yīng)用。過程與方法目標(biāo)是利用小組合作探討提高探究能力，聯(lián)系實際生活提升分析能力，培養(yǎng)科學(xué)思維提升信息素養(yǎng)，并通過設(shè)計作品提高創(chuàng)新能力，通過作品分享提升表達(dá)能力。此外，教師教學(xué)過程中，應(yīng)充分展示人類社會或大自然的各種信息，使學(xué)生充分了解沒有信息的空間，對人們來說使多么可怕。所以，這就要求教師講授課本內(nèi)容時，應(yīng)關(guān)注學(xué)生自身實踐，通過增強學(xué)生的自身實踐，讓其了解信息使人們生存的基本條件與需求，提升學(xué)生的信息意識，從而給學(xué)生的今后學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。情感態(tài)度和價值觀目標(biāo)是通過完成動物世界電子相冊制作項目使學(xué)生養(yǎng)成良好的科學(xué)思維，培養(yǎng)正確審美價值觀，收獲人生哲理并激發(fā)學(xué)生保護(hù)動物的情感，利用團(tuán)結(jié)協(xié)作培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)精神。

要發(fā)揮出STEM教育項目的效果就要實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的有效融合，讓學(xué)生能夠在實際項目中進(jìn)行多學(xué)科交叉學(xué)習(xí)，在STEM教育項目中學(xué)生要關(guān)注現(xiàn)實世界開展科學(xué)探究，教師要引導(dǎo)學(xué)生將各個學(xué)科知識相聯(lián)系融會貫通，傳統(tǒng)的信息技術(shù)課堂中都是以教師為主體，學(xué)生被動接收知識，但在STEM教育項目下要實現(xiàn)角色的轉(zhuǎn)變，教師要由知識灌輸者轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)者，利用項目驅(qū)動使學(xué)生積極探索，或者讓學(xué)生在問題驅(qū)動下積極思考獲取知識，教師可以先為學(xué)生提供一個模糊的學(xué)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生在小組探究中整合多學(xué)科內(nèi)容進(jìn)行項目設(shè)計，提升信息技術(shù)能力與信息技術(shù)素養(yǎng)。例如，在學(xué)習(xí)“程序設(shè)計與算法”這一內(nèi)容時，教師除利用學(xué)生所需知識外，還應(yīng)借助偽代碼、流程圖等方式，給學(xué)生設(shè)置一個難度適宜的游戲，通過激發(fā)學(xué)生的探索興趣，讓學(xué)生對該游戲進(jìn)行不斷探索，從而認(rèn)識到程序設(shè)計是一項遙不可及的技術(shù)。另外，STEM教育項目的應(yīng)用對教師的知識結(jié)構(gòu)有著更高要求，需要教師不斷豐富知識儲備提升設(shè)計能力，能夠及時觀察到學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的盲點，并不斷的提升自身專業(yè)素養(yǎng)。初中信息技術(shù)教學(xué)知識層面有所加深而且涉及的內(nèi)容更加貼切生活，體驗面也更加廣泛，教師需要與時俱進(jìn)才能利用好STEM教育項目，尤其是目前大多數(shù)初中生都能夠?qū)﹄娔X進(jìn)行基本操作，也會應(yīng)用各種智能軟件，接觸到的新技術(shù)更加廣泛，如果教師不能及時的更新知識結(jié)構(gòu)就難以滿足學(xué)生的發(fā)展需求，因此，教師要積極參與教師論壇、培訓(xùn)活動等提升專業(yè)素養(yǎng)[2]。

2.2 以項目為核心開展實踐活動。STEM教育項目需要設(shè)計有趣的任務(wù)促使學(xué)生尋找各種解決方案攻克工程難題，在解決的過程中貫通各個學(xué)科知識提升信息素養(yǎng)。例如：在學(xué)習(xí)多媒體相關(guān)內(nèi)容時可以設(shè)計多媒體作品制作任務(wù)，首先要構(gòu)建實踐環(huán)境積極收集資源，課堂學(xué)習(xí)、文體活動等資源都可以通過交流互動獲取，如與數(shù)學(xué)教師溝通獲取在數(shù)學(xué)課堂上的相關(guān)學(xué)習(xí)活動視頻影像，這些都是學(xué)生經(jīng)歷過的片段，可以讓學(xué)生更加有興趣應(yīng)用信息技術(shù)手段，將各種文字、圖片、視頻相集成形成多媒體作品，通過跨學(xué)科構(gòu)建實踐環(huán)境能夠有效增加項目的趣味性，激發(fā)學(xué)生的參與積極性，避免學(xué)生為了完成任務(wù)而機(jī)械的復(fù)制粘貼，對提升學(xué)生的信息素養(yǎng)有著積極作用。其次要進(jìn)行觀摩領(lǐng)悟探討設(shè)計路線，讓學(xué)生以欣賞者的角度觀賞不同多媒體作品感知作者的設(shè)計意圖，教師要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析對比不同的多媒體作品有不同的優(yōu)點，讓學(xué)生借鑒這些優(yōu)點制作設(shè)計路線探究解決方案，在這個過程中凸顯工程設(shè)計思維，讓學(xué)生在行動中實現(xiàn)創(chuàng)意思考。再次進(jìn)行合作探究，想要完成一個優(yōu)秀的多媒體作品不但要有良好的構(gòu)思，也要有良好的信息技術(shù)技能，通過合作探究可以讓學(xué)生取長補短，如有些學(xué)生可以利用Photoshop的進(jìn)行圖像處理，有些學(xué)生可以進(jìn)行音頻處理、視頻處理，通過分工合作解決實際問題。例如，學(xué)習(xí)《設(shè)計主題網(wǎng)站》時，當(dāng)學(xué)生充分掌握了網(wǎng)站規(guī)劃、制作及發(fā)布等內(nèi)容后，要求學(xué)生以小組協(xié)助方式，設(shè)計一個小型主題網(wǎng)站。網(wǎng)站設(shè)計過程中涉及的素材使用與獲取，均是對學(xué)生數(shù)學(xué)化學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力的一種考驗。通過開展這次“網(wǎng)站設(shè)計”活動，既有助于提升學(xué)生的問題分析與解決能力，又有助于提升學(xué)生的動手實踐能力，促進(jìn)其綜合應(yīng)用能力與創(chuàng)新能力提升。最后要進(jìn)行分享、評價、反思，在完成工程項目后教師要安排相應(yīng)的課時開展分享交流活動，讓學(xué)生進(jìn)行自評互評并結(jié)合評價進(jìn)行反思，不斷的提升信息素養(yǎng)。融合STEM教育項目的信息技術(shù)教學(xué)需要以生活問題為切入點激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望，要尋找生活與學(xué)科的契合點創(chuàng)設(shè)真實體驗情境，這樣才能夠幫助學(xué)生更好的構(gòu)建知識體系。由于初中校園STEM空間相比于傳統(tǒng)的科學(xué)與數(shù)學(xué)教育，其屬于一種混合學(xué)習(xí)環(huán)境，該空間向?qū)W生們充分展示了如何在日常生活中充分應(yīng)用科技。所以，教師在教授學(xué)生計算思維時，還應(yīng)重點關(guān)注實際問題，將培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)為目標(biāo)，激發(fā)學(xué)生對STEM領(lǐng)域的學(xué)習(xí)興趣，結(jié)合中學(xué)數(shù)學(xué)、物理等學(xué)科，通過整合教學(xué)方面問題，對STEM教育課程進(jìn)行深入探討。因此，教師需要將課內(nèi)與課外教學(xué)相結(jié)合，如帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入計算機(jī)教室針對某一故障設(shè)備讓學(xué)生進(jìn)行分析判斷，通過解決實際問題開拓學(xué)生的創(chuàng)新能力，提升學(xué)生的信息技術(shù)素養(yǎng)[3]。

2.3 基于STEM教育項目構(gòu)建翻轉(zhuǎn)課堂，創(chuàng)新教育模式。在初中信息技術(shù)教學(xué)中基于STEM教育項目構(gòu)建翻轉(zhuǎn)課堂能夠有效改善學(xué)生學(xué)習(xí)積極性低下現(xiàn)狀，對培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、溝通能力提升學(xué)生信息技術(shù)素養(yǎng)有著積極作用，翻轉(zhuǎn)課堂主要包括課前階段、課中階段與課后階段。在課前階段首先要做好教學(xué)分析，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)設(shè)計教學(xué)活動，STEM教育項目強調(diào)多學(xué)科的融合，因此教師要對教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行多角度分析明確教育任務(wù)。其次進(jìn)行學(xué)習(xí)資源設(shè)計，翻轉(zhuǎn)課堂需要學(xué)生有效利用課前時間開展自主學(xué)習(xí)活動，教師要結(jié)合STEM教育項目理念設(shè)計教學(xué)資源保障資源的趣味性和挑戰(zhàn)性，一方面是教學(xué)視頻資源的設(shè)計要簡單明了，盡量控制在8分鐘左右，要便于理解可以設(shè)計生動形象的視頻畫面吸引學(xué)生的注意力。另一方面是自主學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計，這也是促進(jìn)學(xué)生完成學(xué)習(xí)活動的驅(qū)動力，基于STEM教育理念的學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計需要結(jié)合真實生活建立實際項目，引發(fā)學(xué)生動手動腦思考實踐。最后是反饋學(xué)習(xí)結(jié)果，學(xué)生結(jié)合教學(xué)資源、教學(xué)任務(wù)完成教學(xué)活動，并及時記錄在學(xué)習(xí)過程中存在的疑惑將其反饋給教師。在課堂教學(xué)階段教師要通過還原有挑戰(zhàn)的問題或者項目促進(jìn)學(xué)生內(nèi)化知識，結(jié)合STEM教育項目的情境性特征創(chuàng)設(shè)實際項目情境，使學(xué)生置于項目中應(yīng)用多學(xué)科知識解決實際問題，如完成個性化作品設(shè)計。

而且教師要在課堂上進(jìn)行疑難解答，結(jié)合學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過程中反饋的共性問題與個性問題進(jìn)行講解幫助學(xué)生鞏固知識，提升學(xué)生信息技術(shù)技能與核心素養(yǎng)。例如，教師可通過日常交流，了解學(xué)生平時上網(wǎng)情況，鼓勵學(xué)生積極分享自身上網(wǎng)經(jīng)歷，針對學(xué)生遇到的負(fù)面事件，按具體問題給予耐心指導(dǎo)。此外，教師還應(yīng)向?qū)W生普及遵守網(wǎng)絡(luò)道德的重要性，通過開展知識講座、辯論賽、板報比賽等活動，加大網(wǎng)絡(luò)道德文明宣傳力度，既增加學(xué)生的信息社會責(zé)任感，又提升學(xué)生的信息技術(shù)核心素養(yǎng)，從而營造出一個良好的網(wǎng)絡(luò)信息環(huán)境。另外，也要進(jìn)行成果展示和評價，這是檢驗STEM教育項目應(yīng)用成功與否的關(guān)鍵，當(dāng)學(xué)生能夠較好的完成相應(yīng)任務(wù)就會產(chǎn)生一定成就感進(jìn)而激發(fā)持續(xù)學(xué)習(xí)動機(jī)，在進(jìn)行成果展示時可以以個人為單位也可以以小組為單位，既要匯報作品內(nèi)容也要闡述設(shè)計思路，通過分享評價及時了解自身的優(yōu)缺點加以調(diào)整和優(yōu)化。而在課后要進(jìn)行加強鞏固、反思，學(xué)生要結(jié)合評價修改設(shè)計作品，提升專業(yè)技能與核心素養(yǎng)，教師要對教學(xué)設(shè)計、活動組織等進(jìn)行反思，優(yōu)化教學(xué)水平[4]。

3.結(jié)論

總而言之，STEM教育項目的應(yīng)用需要以項目教學(xué)為核心，讓學(xué)生在項目實踐中將知識與情境有效融合，并借助作品設(shè)計呈現(xiàn)結(jié)果，在初中信息技術(shù)教學(xué)中應(yīng)用STEM教育項目需要教師明確教育目標(biāo)，融合教學(xué)內(nèi)容，利用討論、觀察、演示等活動幫助學(xué)生消化與理解跨學(xué)科知識，使學(xué)生真正得到進(jìn)步，并提升學(xué)生的創(chuàng)造力，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。