STREAM教學策略在信息技術課程教學中跨學科融合探究

文/深圳市坪山區(qū)湯坑小學 牛穎剛

我校開展的基于STREAM教育理念課程，以工程問題解決為核心，多學科融合將碎片化知識綜合應用，讓學生以項目活動實踐，了解工程設計是應對挑戰(zhàn)時系統(tǒng)性和有創(chuàng)造性的過程，掌握運用系統(tǒng)方法對簡單問題涉及解決方法，構建并測試一個簡單模型來測定它是否滿足問題的要求，通過畫圖和模型交流設計結果。

一、以機器人教學為例，探究信息技術與STREAM課程融合教學策略

機器人教學過程中以工程問題解決為主線的開展STREAM教學模式。本節(jié)課的整體教學思路：一是教師為學生提供一個真實生活情境，學校旁邊的馬巒山郊野公園，經常會有游人遇險急需救援。請設計一款救援機器人，救助遇困的游人。要求機器人在迷宮一樣的公園里盡快找到目標，給他帶去充電寶、急需的水和食物。二是真實情境引導下，學生提出并定義問題，利用已有材料諾寶機器人套件建立解決問題的設計圖紙。三是通過系列活動學習解決問題的知識和技能，如紅外避障傳感器、搭建穩(wěn)定機器人小車、簡單編程等。四是建立模型，畫設計圖和測試機器人模型，并在教室模擬場地的進行救援行動。五是學生通過PPT和模型進行匯報交流，提交方案。

1.引入真實情境。發(fā)生一起游人迷路事件，馬上就要天黑，遇險的游人手機電量耗盡，亟待救援。我們能否在有人需要的時候幫助他們脫困。將不同的解決方案寫在便利貼上，小組內交流，學生通過事件分析、討論。

2.學習背景經驗?！氨尘敖涷瀸W習”活動是教師通過教學設計幫學生搭建的學習腳手架，學生通過攀爬這些腳手架積累起來的認知和經驗，有助于學生再次面對真實問題是作出明智的選擇。走進機器人讓學生了解機器人由來、機器人的定義、分類等，為學生設計能完成工程問題的機器人做好鋪墊。忠實的巡邏兵學習基本編程方法、小車主體搭建、機器人轉彎、了解摩擦力的概念及影響因素分析，讓學生利用掌握知識解釋課堂實驗現(xiàn)象并解決實踐中問題的方法。走出迷宮，通過游戲盲人走路，體驗模仿人或動物實現(xiàn)仿真機器人編程思想，理解機器人模仿人或動物、為人服務的高度自動化裝置的概念。

3.解決問題。定義問題：以頭腦風暴的形式小組討論，分析，用一句話給問題下定義。如：為救援馬巒山郊野公園遇困游人，設計一款模擬環(huán)境中的救援機器人。

搭建初步模型：利用機器人套件中模塊和配件等，搭建機器人，在模仿的馬巒山郊野公園地圖中完成搜尋任務。要求：機器人小車能夠搭載2瓶以上礦泉水，在迷宮場地內走出來。學生需要思考：在小車上，搭建支撐礦泉水重力和側向推力的結構，并且保證車整體結構的受力傳導地面，查閱資料為什么三角形的結構具有穩(wěn)定性。

根據(jù)模仿盲人走路，利用兩個紅外避障傳感器實現(xiàn)搜尋和救援程序，具體參照機器人走迷宮程序。

材料清單：大板、電機、紅外避障傳感器、軌跡識別傳感器、RJ11連接線、方孔橫梁、緊固件、紅銷、黑銷、電池、直尺、瓶裝礦泉水等。

測試：在老師搭建的場地以小組按順序完成模擬任務，教師對各組作品及表現(xiàn)進行形成性評價量表。

匯報交流：小組使用3張以上PPT展示小車設計圖及遇到的問題及解決方案。其他小組完成評價量表，對展示小組進行評價。

4.STREAM要素?？茖WScience：了解摩擦力及影響摩擦力的因素。技術Technology：以信息技術為核心、利用網(wǎng)絡資源進行信息檢索、并使用編程語言進行軟件編程。閱讀Reading：對檢索的信息進行閱讀。工程Engineering：利用三角形穩(wěn)定結構搭建車架、車廂等。藝術Art：制作簡單PPT、設計圖。數(shù)學Mathematics：正多邊形外角計。

二、明確形成性評測的目標，對教學過程進行評測，促進教學有效開展

STREAM的開放性使得教學實踐結果不是唯一正確答案，學習成果呈現(xiàn)多樣性，教學策略上采用形成性評價。通過形成性評測反饋幫助老師和學生識別、診斷和推進學習的進展，在以項目式開展機器人教學中的評測目的：制定教學計劃，對學生的教學需求進行了解；檢測課堂活動的有效性，給學生提供反饋信息，以及報告學生有關學習進展。完成評價量表，在教學過程中進行形成性評價。