淺談STEAM教育理念下小學(xué)GoC編程的有效教學(xué)

鐘志輝

摘要：隨著人工智能的快速發(fā)展，信息技術(shù)課堂中老師想要學(xué)生學(xué)有所得，迫切需要改革教育教學(xué)模式，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。STEAM強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科融合，在動手實踐過程中，讓學(xué)生能夠?qū)⒄n本知識融入實際，并且逐步創(chuàng)新。本文從STEAM教育理念、GoC編程課的特點、STEAM教育理念下的GoC編程教學(xué)模式、有效教學(xué)策略四個方面進(jìn)行探索。通過研究這四個方面，提升學(xué)生對代碼編程的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的綜合實踐能力，逐步提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：STEAM教育理念、GoC編程、綜合實踐能力、創(chuàng)新能力

2006年，周以真教授提出了“計算思維”概念。周教授認(rèn)為“計算思維是運用于計算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念去求解問題[1]”。2017年國務(wù)院《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中“實施全民智能教育項目，在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程，逐步推廣編程教育”。于是在小學(xué)階段編程課是很重要的一門課。

相較于以前的編程課堂，代碼枯燥、難懂，大部分小學(xué)生興趣點不高。而有趣的圖形化編程又較為簡單，與常用的C語言、C++等編程語言銜接起來，如Scratch積木編程。GoC是向C++過渡的一種編程工具。GoC通過將輸出的代碼形象化，畫出圖形，降低了學(xué)習(xí)的門檻，學(xué)生更容易掌握。但是基于傳統(tǒng)的教育教學(xué)模式，學(xué)生照葫蘆畫瓢，編寫的繪圖作品缺乏創(chuàng)新。若將STEAM教育理念融入到GoC編程教學(xué)中，激發(fā)小學(xué)生的編程興趣，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，提高創(chuàng)新能力。

一、STEAM教育理念

STEAM是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、藝術(shù)（Arts）、數(shù)學(xué)（Mathematics）的縮寫。STEAM不能是簡單的把五個學(xué)科知識相加，而是以整合的方式將五個學(xué)科的知識緊密結(jié)合，從真實情景中提出問題、分析問題、解決問題。STEAM是一種跨學(xué)科知識融合，培養(yǎng)綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的教育理念，有跨學(xué)科、情境性、協(xié)作性、藝術(shù)性等特征。

二、GoC編程課的特點

讓學(xué)生“玩中學(xué)，體驗編程思想，感受代碼編程的樂趣”是GoC編程教學(xué)的最大特點。課上使用情景故事引導(dǎo)課堂內(nèi)容，讓學(xué)生融入情境，學(xué)會提出問題，分析問題，把復(fù)雜的問題簡單化。學(xué)生通過學(xué)習(xí)能夠遷移應(yīng)用，創(chuàng)作出創(chuàng)意的繪圖。在STEAM教育理念下的GoC教學(xué)模式，對于提高學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力有重要的意義。

三、STEAM教育理念下的GoC編程教學(xué)模式

STEAM教育是以項目學(xué)習(xí)為主，提倡學(xué)生“做中學(xué)”。以任務(wù)驅(qū)動，老師適時提疑為引導(dǎo)，學(xué)生通過編程解決繪圖問題，進(jìn)而創(chuàng)作創(chuàng)意繪畫作品。建議設(shè)置6個教學(xué)環(huán)節(jié)，一是創(chuàng)設(shè)情境、布置任務(wù);二是學(xué)生分析、提出問題;三是自主學(xué)習(xí)、合作探究;四是綜合應(yīng)用、激情創(chuàng)作;五是作品展示、交流分享;六是課堂評價、總結(jié)提升。

四、有效教學(xué)策略

在教育教學(xué)中，老師要不斷學(xué)習(xí)更新教育觀念，提高教學(xué)質(zhì)量。接下來結(jié)合本人在GoC編程課堂中融入STEAM的實踐。

（一）創(chuàng)設(shè)情境、布置任務(wù)

STEAM基于現(xiàn)實生活，或是結(jié)合有趣的故事讓學(xué)生體會更深，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣更濃。因此，要求教師在課前結(jié)合學(xué)生的特點，以解決實際問題作為情境導(dǎo)入。

GoC《奇妙時光機(jī)》的圖形繪制，如果老師給出現(xiàn)實生活中的奔馳車標(biāo)原圖（見圖1），我們要設(shè)計這一款車標(biāo)需要知道什么才可以設(shè)計呢？老師引導(dǎo)出任務(wù)。

（二）學(xué)生分析、提出問題

學(xué)生通過老師第一步的引導(dǎo)以及任務(wù)說明，嘗試分析問題，從量尺寸大小、夾角的數(shù)學(xué)方法去研究繪制圖案的方法（如圖2）;不經(jīng)意間用到跨學(xué)科知識，然后使用編程思想，分解任務(wù)，進(jìn)行上機(jī)實操。

（三）自主學(xué)習(xí)、合作探究

STEAM強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動探索精神，為了解決問題，學(xué)生需要掌握新的知識和技能。自主學(xué)習(xí)在探索新知識的過程起了很重要的作用，學(xué)生通過課本的“細(xì)心想”、“小錦囊”、“大但試”等環(huán)節(jié)，快速了解新知識并去嘗試突破。

（四）綜合應(yīng)用、激情創(chuàng)作

STEAM是一種培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的教育模式，在課堂中運用STEAM理念是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、提高創(chuàng)新能力的有效途徑。除了要求學(xué)生完成對應(yīng)的任務(wù)，更要鼓勵學(xué)生從美術(shù)等角度去優(yōu)化作品，鼓勵創(chuàng)新。如學(xué)生學(xué)習(xí)了《通天云梯》了解并掌握了for循環(huán)，此時可以鼓勵學(xué)生去創(chuàng)作和教材不一樣的作品。

（五）作品展示、交流分享

STEAM理念下的GoC課堂，對學(xué)生作品也有著藝術(shù)性和美感的要求，學(xué)生創(chuàng)作不能是亂涂鴉，要符合美術(shù)美感設(shè)計，合理的評價對于提高學(xué)生的審美意識有很大的益處。每一節(jié)課邀請一些代表性強(qiáng)的學(xué)生展示作品，讓學(xué)生分享作品創(chuàng)作思路、表達(dá)的意思、所用的技巧等。讓學(xué)生在不斷的評價中能夠總結(jié)，集思廣益，不斷提高。

（六）課堂評價、總結(jié)提升

STEAM理念下的GoC課堂注重評價，學(xué)生自我評價、學(xué)生之間互評、老師評價。以評價促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展。通過總結(jié)，讓學(xué)生的知識體系不斷完善。同時滲透美好的情感態(tài)度和價值觀。

以上的六個方面的策略，不是相互孤立的。相反，在實際課堂教學(xué)中，教師常常使用這些策略以達(dá)到提問、合作、探究、展示、評價等效果。教師需要不斷學(xué)習(xí)，要理論與實踐相結(jié)合，不斷改進(jìn)教學(xué)方式，提高教學(xué)質(zhì)量。STEAM教育理念下的GoC編程教學(xué)模式不斷深化，從而提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)造能力。

【參考文獻(xiàn)】

[1]Jeannette? M . Wing. Computational Thinking[J].? Communications of the ACM，2006，49（3）：33-35

[2]王娟，吳永和.“互聯(lián)網(wǎng)+”時代STEAM教育應(yīng)用的反思和創(chuàng)新路徑[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2016，35（02）：90-97.