基于STEM教育模式的計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)教學(xué)

河南省婦女干部學(xué)校 張守宇

當(dāng)今社會(huì)已進(jìn)入知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步成為推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要力量。在這種情況下，社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，對(duì)技術(shù)型人才的要求必然不斷提高。特別是高新技術(shù)往往涉及多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)，科技發(fā)展過(guò)程中的綜合性特點(diǎn)越來(lái)越明顯，這不僅要求技術(shù)型人才要具備過(guò)硬的專(zhuān)業(yè)技術(shù)，更要具備良好的綜合素質(zhì)。因此，傳統(tǒng)的、單一的教學(xué)模式已無(wú)法滿足培養(yǎng)具有良好綜合素養(yǎng)的實(shí)踐型技術(shù)人才的要求，必須進(jìn)行教育改革，創(chuàng)新教學(xué)模式和教學(xué)思想，打破傳統(tǒng)教學(xué)模式和思想的束績(jī)，才能夠有效提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展建設(shè)培養(yǎng)更多符合要求的優(yōu)秀人才。STEM教育這一全新的教育模式已得到教育界人士的廣泛認(rèn)可，基于STEM教育模式對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)教學(xué)模式進(jìn)行創(chuàng)新探索，是實(shí)施教育改革的重要舉措，也是培養(yǎng)新型技術(shù)人才的新思路。

一、STEM教育理念相關(guān)概述

STEM教育是一種起源于美國(guó)的新型教育理念。所謂的STEM，是 由 科 學(xué)（Science）、技 術(shù)（Technology）、工 程（Engineering）以及數(shù)學(xué)（Mathematics）四門(mén)學(xué)科的英語(yǔ)名稱(chēng)的首字母組成的，但STEM教育理念的內(nèi)涵卻不是這四門(mén)學(xué)科的簡(jiǎn)單疊加。STEM教育模式是以這四個(gè)學(xué)科為基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)多學(xué)科的交叉融合，是一種綜合性的教學(xué)理念。STEM教育模式下，不能只對(duì)單一學(xué)科進(jìn)行教學(xué)，而是要將四門(mén)學(xué)科內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)融合，使之形成一個(gè)整體，并基于這個(gè)整體開(kāi)展系統(tǒng)的教學(xué)工作。

在實(shí)施STEM教育模式的過(guò)程中，要注意開(kāi)展STEM教育的重點(diǎn)，在于必須針對(duì)學(xué)生的四個(gè)方面的素養(yǎng)實(shí)施重點(diǎn)培養(yǎng)。四種素養(yǎng)的具體內(nèi)容如下。首先，科學(xué)素養(yǎng)。科學(xué)素養(yǎng)是指能夠有效運(yùn)用科學(xué)知識(shí)，例如物理知識(shí)、化學(xué)知識(shí)等，對(duì)自然界形成正確且較為深刻的理解，同時(shí)能夠運(yùn)用這些知識(shí)參與并影響自然界，這一過(guò)程就是科學(xué)素養(yǎng)的具體體現(xiàn)。其次，技術(shù)素養(yǎng)。技術(shù)素養(yǎng)是指人能夠?qū)夹g(shù)進(jìn)行使用、管理、理解和評(píng)價(jià)的能力。再次，工程素養(yǎng)。工程素養(yǎng)是指人對(duì)技術(shù)工程設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)過(guò)程的理解。最后，數(shù)學(xué)素養(yǎng)。數(shù)學(xué)素養(yǎng)是指人的發(fā)現(xiàn)、表達(dá)、解釋和解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的能力。生活中存在著大量的數(shù)學(xué)問(wèn)題，在不同的情境下要高效解決數(shù)學(xué)問(wèn)題，需要運(yùn)用不同的方法。在解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的過(guò)程中，人對(duì)知識(shí)技能的綜合運(yùn)用以及最后解決問(wèn)題的效果，被稱(chēng)之為數(shù)學(xué)能力。

在實(shí)施STEM教育模式的過(guò)程中，其主要著力點(diǎn)是通過(guò)教育手段來(lái)提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。在STEM教育模式下，教育的核心是對(duì)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)和創(chuàng)新精神進(jìn)行培養(yǎng)，因此在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)為目的，對(duì)分科教育進(jìn)行深入探究。基于分科整合新教育理念，充分將各學(xué)科知識(shí)進(jìn)行有機(jī)融合，將碎片化知識(shí)經(jīng)過(guò)整合后使之結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化，將信息轉(zhuǎn)變?yōu)橹R(shí)，將知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰Γ瑥亩龠M(jìn)學(xué)生實(shí)現(xiàn)全面發(fā)展。

二、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的現(xiàn)狀

（一）教學(xué)內(nèi)容公式化

目前，計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)這一專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)工作中，基于教育的特點(diǎn)，該學(xué)科的知識(shí)結(jié)構(gòu)和內(nèi)容都與學(xué)生的專(zhuān)業(yè)技能密切相關(guān)，該課程在知識(shí)內(nèi)容結(jié)構(gòu)方面覆蓋學(xué)生的專(zhuān)業(yè)技能鑒定要求范圍，但這種情況造成了計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)課程教學(xué)過(guò)程中，知識(shí)層面過(guò)于單一的現(xiàn)象。由于教學(xué)內(nèi)容較為固定，存在知識(shí)內(nèi)容僵化、片面的問(wèn)題，使得學(xué)生對(duì)實(shí)用知識(shí)技能的掌握不夠全面，影響學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)實(shí)踐應(yīng)用能力的全面發(fā)展。

（二）教學(xué)模式單一化

目前在教育工作中，很多教師仍在沿用傳統(tǒng)教學(xué)模式，在教學(xué)中占據(jù)主體地位，學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)的過(guò)程中大多處于被動(dòng)地位，只能被動(dòng)接受知識(shí)，被迫接受知識(shí)，嚴(yán)重影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。同時(shí)，這種被動(dòng)學(xué)習(xí)的模式也影響了學(xué)生思維的發(fā)展，不利于學(xué)生養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考、自主創(chuàng)新的能力和素養(yǎng)，這對(duì)學(xué)生的未來(lái)發(fā)展是極為不利的。

（三）綜合素養(yǎng)薄弱化

學(xué)校教育是以培養(yǎng)學(xué)生專(zhuān)業(yè)技能和職業(yè)能力為目的的教育。當(dāng)今社會(huì)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，很多技術(shù)是非常復(fù)雜的，涉及不同領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，學(xué)科融合已成為科技領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢(shì)。在這種情況下，只掌握單一技術(shù)無(wú)法支持學(xué)生在社會(huì)中獲得較好的發(fā)展，也無(wú)法滿足工作崗位的要求。具有良好綜合素質(zhì)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才，才是現(xiàn)代社會(huì)所需要的人才。因此，針對(duì)傳統(tǒng)教育模式中綜合素養(yǎng)薄弱化的問(wèn)題，必須采取有效措施進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，強(qiáng)化對(duì)學(xué)生綜合素養(yǎng)的有效培養(yǎng)。

三、基于STEM教育模式的計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)教學(xué)策略

（一）創(chuàng)建多學(xué)科教師STEM團(tuán)隊(duì)

STEM教育模式下，要在教育中針對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)教學(xué)進(jìn)行有效改革創(chuàng)新，優(yōu)秀的師資力量是必不可少的。因此，學(xué)校必須建立一支能夠扎根于學(xué)校、立足于學(xué)生的優(yōu)秀教師團(tuán)隊(duì)，在此基礎(chǔ)上有效實(shí)施STEM教育模式。STEM教育模式和傳統(tǒng)的單一學(xué)科教學(xué)模式不同，它是跨學(xué)科的教學(xué)模式，是基于學(xué)科融合和碰撞開(kāi)展的教育教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，而且這種教學(xué)模式貫穿課程開(kāi)發(fā)與課堂實(shí)踐的每一個(gè)環(huán)節(jié)。因此，基于STEM教育模式的特點(diǎn)，需要不同學(xué)科專(zhuān)業(yè)的教師相互合作與共同努力，才能夠真正實(shí)現(xiàn)基于不同學(xué)科融合的教學(xué)效果，充分發(fā)揮STEM教育模式的優(yōu)勢(shì)作用。

每一個(gè)學(xué)科的教學(xué)重點(diǎn)不同，每位教師在教學(xué)思維和授課方式中都帶有明顯的學(xué)科特點(diǎn)?；诖?，必須由不同學(xué)科的教師組建教師團(tuán)隊(duì)，從而確保STEM教育模式下向?qū)W生傳授內(nèi)容的專(zhuān)業(yè)性和全面性。同時(shí)，具備完善的師資力量能夠?yàn)閷?shí)現(xiàn)跨學(xué)科整合與綜合教學(xué)，提供必要的師資保障和支持，這對(duì)促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展具有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。

（二）實(shí)現(xiàn)課程綜合化和多樣化

在STEM教育模式下開(kāi)展計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)教學(xué)，除了組建教師團(tuán)隊(duì)，實(shí)現(xiàn)師資力量的綜合配置之外，還要基于STEM教育模式的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)課程的綜合化和多樣化。不能將教學(xué)目光只聚焦在某一學(xué)科上，而是要站在整體角度，跨越學(xué)科界限，促進(jìn)學(xué)科有機(jī)整合，開(kāi)展融合教學(xué)和綜合性的教學(xué)工作。學(xué)科融合能夠使學(xué)生深刻體會(huì)客觀規(guī)律在學(xué)習(xí)、生活以及日后工作中的重要作用，并在此基礎(chǔ)上學(xué)會(huì)對(duì)自然界實(shí)施科學(xué)合理的控制和利用，有效解決社會(huì)和個(gè)人發(fā)展過(guò)程中遇到的各種問(wèn)題，從而更深入、客觀地認(rèn)識(shí)世界，科學(xué)合理地改造世界，促進(jìn)社會(huì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

除了注意促進(jìn)學(xué)科的有機(jī)融合之外，在STEM教育模式下還要注意教學(xué)的多樣化。多樣化既包括學(xué)科的多樣化，同時(shí)也包括教學(xué)內(nèi)容的多樣化。教學(xué)過(guò)程中可以充分利用互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)搜集更多的教學(xué)資源，豐富學(xué)科知識(shí)。要能夠以教材和專(zhuān)業(yè)課程為中心，不斷擴(kuò)展教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生對(duì)其他領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)知識(shí)也能夠有一定的了解和認(rèn)識(shí)，這對(duì)豐富學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備，開(kāi)闊其思維視野，增長(zhǎng)見(jiàn)聞眼界都能夠起到積極的教育作用。

（三）強(qiáng)化學(xué)生的主體地位

基于現(xiàn)代化教育理念，在STEM教育模式下開(kāi)展計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)教學(xué)的過(guò)程中，教師應(yīng)積極轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，減少在課堂中的話語(yǔ)權(quán)，將課堂還給學(xué)生，讓學(xué)生成為教學(xué)的主體，給予學(xué)生更多的自由選擇，從而使學(xué)生在教學(xué)中能夠充分發(fā)揮主體地位，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。在教學(xué)的前期階段，教師可以結(jié)合課程內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)以及大綱要求等，設(shè)置開(kāi)放式問(wèn)題，以提問(wèn)題的方式引導(dǎo)學(xué)生積極進(jìn)行自主獨(dú)立思考，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)思考、善于觀察和發(fā)現(xiàn)的能力，同時(shí)還能夠借助開(kāi)放式問(wèn)題，為學(xué)生提供實(shí)踐機(jī)會(huì)，讓學(xué)生自主進(jìn)行各種實(shí)踐調(diào)查與資料搜集，針對(duì)問(wèn)題制定解決策略并有效解決問(wèn)題。在這一過(guò)程中，學(xué)生可以針對(duì)問(wèn)題進(jìn)行深入研究，明確要解決的具體現(xiàn)實(shí)問(wèn)題到底是什么，抓住問(wèn)題的核心關(guān)鍵，高效、快速地解決實(shí)際問(wèn)題。這對(duì)學(xué)生的信息提取和分析能力，能夠起到極為重要的促進(jìn)作用。

例如，某地區(qū)受到厄爾尼諾現(xiàn)象的影響，時(shí)常發(fā)生極端天氣，教師可以結(jié)合此案例制作演示文稿開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)。設(shè)置一個(gè)STEM案例，讓學(xué)生從多角度進(jìn)行實(shí)踐調(diào)查，了解不同天氣下的各種氣象數(shù)據(jù)，包括對(duì)環(huán)境、日常生活等方面造成的各種影響，從而尋求有效的多種解決方法，針對(duì)不同的方法還可以進(jìn)行實(shí)施效果分析。在這一過(guò)程中，既能夠培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)能力，同時(shí)還能夠?qū)W(xué)生的綜合能力實(shí)現(xiàn)有效培養(yǎng)，為促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展起到良好的作用。

綜上所述，近年來(lái)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境發(fā)生了巨大變化，在這種情況下，社會(huì)對(duì)人才的專(zhuān)業(yè)知識(shí)技能、綜合素質(zhì)等各個(gè)方面都提出了新的要求，因此實(shí)施教育改革，優(yōu)化人才培養(yǎng)模式勢(shì)在必行。學(xué)校教育作為我國(guó)教育體系中的重要組成部分，是為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)建設(shè)培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)技術(shù)型人才的重要陣地，擔(dān)負(fù)著人才培養(yǎng)和輸出的重要職能。基于這一職能，在當(dāng)前社會(huì)背景下，對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)教學(xué)模式進(jìn)行創(chuàng)新探索，是教育改革的必要工作。