例談小學(xué)智能STEM課程與資源設(shè)計(jì)的原則

陳詩(shī)靜

STEM 教育旨在培養(yǎng)善于合作、善于鉆研、善于學(xué)習(xí)、善于生活、善于創(chuàng)新的人?！读x務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》也提出關(guān)于“真實(shí)性學(xué)習(xí)”的觀點(diǎn)，認(rèn)為教學(xué)應(yīng)以真實(shí)問(wèn)題或項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)，創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，支持學(xué)生在數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境下進(jìn)行自我規(guī)劃、自我管理和自我評(píng)價(jià)，鼓勵(lì)“做中學(xué)”“用中學(xué)”“創(chuàng)中學(xué)”，凸顯學(xué)生的主體地位。因此，開展STEM教育對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)起不容小覷的作用。筆者在進(jìn)行課程與資源設(shè)計(jì)的過(guò)程中總結(jié)出一些開展STEM課程設(shè)計(jì)應(yīng)遵從的原則。

一、以學(xué)生的為主體的總體思想

教育的主體是學(xué)生，融合STEM理念的信息科技教育的主體同樣也是學(xué)生。因此在進(jìn)行小學(xué)智能STEM課程與資源設(shè)計(jì)前，應(yīng)對(duì)學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)、技術(shù)儲(chǔ)備和發(fā)展?jié)摿M(jìn)行全面分析。小學(xué)智能STEM課程與資源的設(shè)計(jì)以零基礎(chǔ)為起點(diǎn)，教學(xué)順序的設(shè)計(jì)可以是從軟件再到硬件的學(xué)習(xí)；也可以根據(jù)學(xué)習(xí)編程的三種基本結(jié)構(gòu)，按“順序結(jié)構(gòu)—選擇結(jié)構(gòu)—循環(huán)結(jié)構(gòu)—混合結(jié)構(gòu)”開展。兩者的目的都是讓學(xué)生從易到難掌握計(jì)算機(jī)語(yǔ)言體系，消除學(xué)生學(xué)習(xí)編程的恐懼感，建立信心，激發(fā)興趣。

課后對(duì)學(xué)生采用多元的評(píng)價(jià)方式。每節(jié)課的學(xué)習(xí)成果以作品為主要表現(xiàn)形式，同時(shí)根據(jù)學(xué)生的智力活動(dòng)、參與深度、動(dòng)手能力、能力培養(yǎng)、素養(yǎng)表現(xiàn)等進(jìn)行過(guò)程性評(píng)價(jià)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自評(píng)及他評(píng)，形成良性的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境、良好的學(xué)習(xí)氛圍，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力。

二、跨學(xué)科的學(xué)習(xí)應(yīng)用

以STEM理念設(shè)計(jì)的課程及資源，從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過(guò)程、教學(xué)評(píng)價(jià)均需要符合STEM 教育理念。又由于本課程是以信息科技教學(xué)為依附，因此在制定教學(xué)目標(biāo)時(shí)，要以信息科技知識(shí)為出發(fā)點(diǎn)，找出其與各學(xué)科知識(shí)之間的聯(lián)系。如學(xué)習(xí)編程中的循環(huán)結(jié)構(gòu)，可以與數(shù)學(xué)的找規(guī)律知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)；學(xué)習(xí)制作小車時(shí)，如何通過(guò)兩個(gè)動(dòng)力輪的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動(dòng)方向，控制小車的運(yùn)動(dòng)方向，與工程學(xué)知識(shí)建立聯(lián)系；設(shè)計(jì)自動(dòng)噴淋系統(tǒng)時(shí)，溝通科學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)各種植物對(duì)環(huán)境的不同需求。有了明確的教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)就能自然融入跨學(xué)科的內(nèi)容，學(xué)生在完成學(xué)習(xí)內(nèi)容的過(guò)程中自主綜合地運(yùn)用各學(xué)科的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，逐步建立多學(xué)科的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，從而培養(yǎng)學(xué)生綜合能力和多元思維解決問(wèn)題的能力。在進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，也不再局限于某一知識(shí)點(diǎn)的掌握，而是從學(xué)生的綜合能力、過(guò)程與方法、素質(zhì)的形成等方面進(jìn)行全面的評(píng)價(jià)。

三、注重真實(shí)情境的課程內(nèi)容

在建構(gòu)課程情境時(shí)，教師要以現(xiàn)實(shí)生活需求為基點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，從而提高學(xué)生的思維能力。情境越真實(shí)越接近學(xué)生的生活實(shí)際，學(xué)生學(xué)習(xí)探索的積極性越高。如制作無(wú)人駕駛的車輛、智能家用電器控制器、測(cè)溫門禁、自動(dòng)噴淋等，既來(lái)源于生活實(shí)際，也是學(xué)生所熟悉的內(nèi)容，在制作的過(guò)程中學(xué)生投入程度就更高，還能在制作的過(guò)程中自主提出待解決的問(wèn)題或一些新的想法。智能STEM課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)上，不能只停留于軟件的學(xué)習(xí)，更要為學(xué)生提供一種真實(shí)的情景，通過(guò)電子積木，搭建起電子世界與物理世界的橋梁。除了虛擬的編程設(shè)計(jì)外，還應(yīng)增設(shè)一些與現(xiàn)實(shí)結(jié)合的課程內(nèi)容，做到“學(xué)中做”“做中學(xué)”，讓學(xué)生在真實(shí)的情境中學(xué)習(xí)。

四、趣味性和創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)過(guò)程

相對(duì)于現(xiàn)有小學(xué)信息科技教材中的windows操作系統(tǒng)、文字編輯軟件等常用軟件的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)智能STEM課程的內(nèi)容更感興趣。而教師的角色從權(quán)威式的知識(shí)傳播者，變?yōu)閷W(xué)習(xí)引導(dǎo)者、共同學(xué)習(xí)者，使學(xué)生以前“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”，甚至更進(jìn)一步讓師生關(guān)系轉(zhuǎn)變?yōu)椤跋嗷W(xué)”“一起學(xué)”。在自主合作學(xué)習(xí)、輕松和諧的學(xué)習(xí)氛圍下，大家一起發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，共同分析問(wèn)題，從而達(dá)到問(wèn)題解決的目的。那么學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力與興趣一定能大大提升，信息科技課堂將會(huì)充滿活力和生機(jī)。

總而言之，以圖形化編程軟件為抓手，小學(xué)智能STEM課程與資源的設(shè)計(jì)，要重視以學(xué)生綜合能力和素養(yǎng)發(fā)展的提升為培養(yǎng)目標(biāo)。

【本文系課題“基于ScratchPi環(huán)境下的小學(xué)智能STEM課程與資源設(shè)計(jì)行動(dòng)研究”的研究成果】

責(zé)任編輯 羅 峰