STEM教育理念下的科創(chuàng)教學(xué)策略

在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的當(dāng)代，社會的變革推動了教育的進(jìn)步，科技創(chuàng)新教育對于個人的全面發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響。為順應(yīng)教育改革，我校建立科創(chuàng)空間，成立科創(chuàng)骨干教師團(tuán)隊，通過骨干教師的引領(lǐng)帶動全校師生進(jìn)行科技創(chuàng)新的實踐和研究。

營造科創(chuàng)學(xué)習(xí)氛圍

打造多功能一體的科創(chuàng)空間。在空間安排方面，我校將原有的微機室和多功能教室改造為科創(chuàng)教室，購置了開展課程所需的3D打印機、激光雕刻機及實現(xiàn)智能控制的Arduino套盒和掌控板等設(shè)備；分別設(shè)置了機器人競賽訓(xùn)練場所、激光雕刻和3D打印場所，組建了特色編程社團(tuán)，開設(shè)了人工智能普及課。

建設(shè)互動美觀的科技長廊。應(yīng)科普教育的需要，學(xué)校建設(shè)了集展示、教育、互動與啟發(fā)于一體的科技長廊，展示科技成果、傳播科學(xué)知識、激發(fā)創(chuàng)新思維。展示區(qū)展示了學(xué)生在歷次比賽中優(yōu)秀的科技創(chuàng)意、科幻畫作品；互動區(qū)將3D打印的系列機械結(jié)構(gòu)固定在墻面上；成果區(qū)展示了學(xué)生日?；顒诱掌皻v次比賽中所獲的獎項。不同區(qū)域的劃分營造了濃厚的科技創(chuàng)新氛圍，激發(fā)了參觀者對科技的興趣和好奇心。

培養(yǎng)科創(chuàng)教師團(tuán)隊

優(yōu)中選優(yōu)，組建科創(chuàng)教師團(tuán)隊。要想做好科創(chuàng)教育，必須具備一支不斷學(xué)習(xí)、勇于開拓的教師團(tuán)隊?；赟TEM教育理念，學(xué)校選取了各學(xué)科中有鉆研精神的教師參與課程的構(gòu)建和研究。對教師進(jìn)行了多角度的培訓(xùn)和引領(lǐng)，并請優(yōu)秀教師分享經(jīng)驗，在不斷地交流碰撞中迸發(fā)思維的火花。

多角度學(xué)習(xí)，促進(jìn)教師專業(yè)發(fā)展。為了促進(jìn)科創(chuàng)教師在專業(yè)知識、教學(xué)技能和創(chuàng)新思維方面快速成長，學(xué)校首先為團(tuán)隊教師采購了大量專業(yè)書籍，動員教師持續(xù)閱讀。其次，通過培訓(xùn)，加強教師對科技創(chuàng)新的認(rèn)識，夯實專業(yè)基礎(chǔ)，提升專業(yè)能力。一方面，“走出去”開闊眼界：進(jìn)行科創(chuàng)教師研學(xué)活動、科創(chuàng)馬拉松培訓(xùn)及省科技館舉行的館校合作培訓(xùn)會，深入了解科創(chuàng)STEM課程的開展方式，思考并設(shè)計基于校情的科創(chuàng)課程。另一方面，“請進(jìn)來”促進(jìn)成長：學(xué)校邀請經(jīng)驗豐富的教師開展技術(shù)培訓(xùn)，團(tuán)隊教師合作準(zhǔn)備比賽項目，在全校形成了一種良好的科技教育氛圍。

構(gòu)建科創(chuàng)課程體系

穩(wěn)扎穩(wěn)打，全面開展普及課程。普及課的完善經(jīng)歷了三個階段，從初探模塊編程到模塊升級代碼再到人工智能普及課。針對學(xué)生編程基礎(chǔ)薄弱的情況，我校開展了Scratch編程和Python編程的普及教學(xué)。教師采用多種教學(xué)形式講解晦澀難懂的代碼及編程算法，鼓勵學(xué)生利用流程圖整理程序設(shè)計思路，通過“識讀流程圖—繪制流程圖—根據(jù)流程圖編程”三步走的方式，解答學(xué)生疑惑。再次，學(xué)校建設(shè)了人工智能實驗室，配備了專業(yè)器材。教師通過這些設(shè)備進(jìn)一步講解編程知識，鼓勵學(xué)生積極探究新知，促進(jìn)了普及課的扎實開展。

為了深入研究模塊編程，教師共同研討選定“慧編程”軟件作為學(xué)習(xí)載體，引領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)與人工智能有關(guān)的語音、圖像、文字、人體識別，自然語言處理，機器學(xué)習(xí)等技術(shù)，設(shè)計出更加智能化的作品，如智能垃圾分類程序、可幫助視障人群進(jìn)行圖像識別的程序等。

遍地開花，多樣開展社團(tuán)活動。為進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生對科創(chuàng)的興趣，我校組建了3D創(chuàng)意設(shè)計與激光雕刻社團(tuán)、智能制造社團(tuán)。3D創(chuàng)意設(shè)計與激光雕刻社團(tuán)以培養(yǎng)學(xué)生的空間思維和模型建構(gòu)能力為目標(biāo)，通過研討交流，思維碰撞，設(shè)計出形式多樣的優(yōu)秀作品，如學(xué)校新型籃球場、多功能書桌，臺燈等。激光雕刻課程立足于宣傳和制作，先后設(shè)計打印了學(xué)校的?；铡嗯?、家鄉(xiāng)宣傳牌、書簽等。創(chuàng)新設(shè)計的過程提升了學(xué)生的思維能力，豐富了學(xué)生的業(yè)余生活。

智能制造社團(tuán)負(fù)責(zé)智能制造課程的設(shè)計與開展。智能制造課程采用主題活動形式，每個學(xué)期安排5次主題活動，每次活動按照以下5個階段進(jìn)行：了解主題、制定方案、動手編程、匯報成果、總結(jié)評價。主題包括數(shù)據(jù)呈現(xiàn)、燈光效果、音樂律動、加速度傳感器探究、遠(yuǎn)程控制、人機互動、智能物聯(lián)、環(huán)境監(jiān)測、智能應(yīng)用等，師生共同制作了雙向開關(guān)燈、樓道聲控?zé)?、音樂鋼琴、計步器、?shù)碼管時鐘、感應(yīng)報警器、智能物聯(lián)手表、植物監(jiān)測儀等創(chuàng)新應(yīng)用作品。在課程中，教師引導(dǎo)學(xué)生積極構(gòu)思、調(diào)試編程，提高了學(xué)生的實踐和創(chuàng)新能力。

優(yōu)化科創(chuàng)課程評價

學(xué)校科創(chuàng)課程評價分為總課程管理評價和學(xué)生管理評價兩部分。總課程管理評價包括學(xué)校組織評委團(tuán)進(jìn)行科創(chuàng)教材的審核；學(xué)校定期進(jìn)行教師培訓(xùn)；每月檢查活動成果；期末進(jìn)行課程展示。學(xué)生評價則注重過程、尊重多元發(fā)展、注重反思，不過分強調(diào)結(jié)果，更多關(guān)注學(xué)生在活動過程中思維的創(chuàng)新性。

學(xué)生評價采用由學(xué)生自我評價、小組內(nèi)部評價、教師全局評價組成的“三維一體”評價方式。學(xué)生自我評價要求學(xué)生定期對自己的學(xué)習(xí)和行為進(jìn)行深入反思。在這個過程中，學(xué)生不僅要認(rèn)識到自己的優(yōu)點，如學(xué)習(xí)上的進(jìn)步、技能的提升、態(tài)度的端正等，還要勇于面對和承認(rèn)自己的不足之處，比如學(xué)習(xí)方法的欠缺、時間管理的不當(dāng)、情緒控制的問題等。小組內(nèi)部評價則是一種團(tuán)隊成員之間相互監(jiān)督和激勵的評價方式。組長在這個過程中扮演著關(guān)鍵角色，他們負(fù)責(zé)記錄項目的主題、創(chuàng)新點以及項目所花費的時間，并且根據(jù)每個成員在項目中的表現(xiàn)，及時給予相應(yīng)的分?jǐn)?shù)。教師的全局評價則是在更高層次上對學(xué)生小組的整體活動進(jìn)行監(jiān)督和評價。教師通過跟蹤學(xué)生小組的活動過程和最終成果，能夠全面了解小組的工作效率和質(zhì)量。為了使評價更加系統(tǒng)和客觀，教師可以設(shè)計評價表，對項目目標(biāo)達(dá)成度、團(tuán)隊合作能力、創(chuàng)新思維、問題解決能力等多個方面進(jìn)行評估。通過這種方式，教師不僅能夠為學(xué)生提供具體的反饋，幫助他們認(rèn)識到自己在團(tuán)隊合作中的不足，還能夠為教學(xué)活動的改進(jìn)提供寶貴的數(shù)據(jù)支持。

（作者單位：山東省威海市新苑學(xué)校）