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        STEM教育理念下高中信息技術(shù)教學(xué)的設(shè)計與實踐

        2017-04-06 21:36:23李曉艷
        中國信息技術(shù)教育 2017年5期
        關(guān)鍵詞:信息技術(shù)

        摘要:本研究將STEM理念引入高中信息技術(shù)教學(xué)設(shè)計與實踐中,采用基于項目的STEM學(xué)習(xí)方式,以《動手組建小型局域網(wǎng)》為研究對象,經(jīng)過探索和實踐,增強了學(xué)生融合多學(xué)科知識解決實際問題的能力,提升了其實踐創(chuàng)新能力與合作交流意識,達(dá)到了提升STEM素養(yǎng)的目的。

        關(guān)鍵詞:信息技術(shù);STEM教育;局域網(wǎng)組建

        中圖分類號:G434 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 論文編號:1674-2117(2017)05-0040-03

        STEM教育把科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四個學(xué)科的內(nèi)容通過相關(guān)的活動整合起來,集合了各學(xué)科的優(yōu)點,能夠滿足現(xiàn)代社會對高素質(zhì)人才的發(fā)展需要。對高中信息技術(shù)教學(xué)來說,STEM教育能夠從系統(tǒng)的角度來審視各個學(xué)科的關(guān)聯(lián)性,實現(xiàn)信息技術(shù)教育的綜合性整合,符合現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展要求和方向。因此,筆者設(shè)計了基于STEM教育理念的《動手組建小型局域網(wǎng)》教學(xué)設(shè)計,以期通過STEM教育理念在高中信息技術(shù)教學(xué)中的探索和實踐,增強學(xué)生融合多學(xué)科知識解決實際問題的能力,提升學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力與合作交流意識,從而提升他們的STEM素養(yǎng),實現(xiàn)信息技術(shù)更高層次的教學(xué)目標(biāo)。

        基于項目的STEM學(xué)習(xí)計劃

        基于STEM教育理念的學(xué)習(xí)方式有多種,筆者選擇了基于項目活動的STEM學(xué)習(xí)進(jìn)行研究,具體計劃如下表所示。

        1.項目準(zhǔn)備階段

        筆者根據(jù)《動手組建小型局域網(wǎng)》一課的教學(xué)目標(biāo)確定本次項目活動的主題為多媒體教室組建局域網(wǎng),對任務(wù)的完成方式方法不做具體的要求,以利于學(xué)生從不同角度思考問題,給予其更多創(chuàng)新的空間。

        2.項目形成階段

        學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)掌握組建局域網(wǎng)所必須的基礎(chǔ)知識和技能,了解局域網(wǎng)組建的要求和對作品進(jìn)行評價的方法,師生共同討論修改相應(yīng)的學(xué)習(xí)評價表。

        分組采用4人一組的方式,學(xué)生要明確團(tuán)隊成員的分工及自己在團(tuán)隊中的責(zé)任及評價標(biāo)準(zhǔn)。為了促進(jìn)學(xué)生更好地進(jìn)行合作交流,可要求每組建立一個微信群或QQ群作為交流平臺。

        3.項目開發(fā)階段

        本階段的主要任務(wù)是根據(jù)項目要求進(jìn)行局域網(wǎng)的組建,教師可首先向?qū)W生展示一些優(yōu)秀局域網(wǎng)組建案例,要求其說出案例的具體優(yōu)點,使其對評價標(biāo)準(zhǔn)有更清晰的認(rèn)識。本階段的重點和難點是運用“網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃設(shè)計”中所學(xué)的知識,動手設(shè)計和規(guī)劃拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖,組建局域網(wǎng)。教師要及時了解每個團(tuán)隊的進(jìn)展情況,以便進(jìn)行必要的引導(dǎo),形成過程性評價。

        4.項目展示階段

        本階段的主要任務(wù)是團(tuán)隊成果展示以及評價,展示包括組內(nèi)展示、組間演示和班級演示,評價包括學(xué)生自評、學(xué)生互評、教師評價。同時,展示過程中的表現(xiàn)也應(yīng)納入對學(xué)生的過程性評價之中。

        5.項目優(yōu)化階段

        本階段的主要任務(wù)是觀察反思,在多媒體教室的局域網(wǎng)運行正常后,學(xué)生檢測其穩(wěn)定性并及時對出現(xiàn)的問題進(jìn)行反思,優(yōu)化局域網(wǎng)的組建,運用工程設(shè)計的思想,反復(fù)檢測優(yōu)化。

        基于項目的STEM學(xué)習(xí)評價

        本研究強調(diào)學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及多學(xué)科知識的綜合運用,為此筆者參考了相關(guān)評價標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計了基于項目的STEM學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)評價表。評價表總分為100分,主要包括三項評價指標(biāo):第一項為學(xué)生在作品制作過程中的表現(xiàn),占40分,具體包括知識掌握、自主探究、協(xié)作交流等;第二項為學(xué)生在作品展示過程中的表現(xiàn),占10分,具體包括展示內(nèi)容、聲音、語言、演示技巧等;第三項為對作品的評價,占50分,具體包括思想和內(nèi)容、創(chuàng)新性、跨學(xué)科性、可行性、藝術(shù)性等。評價采用學(xué)生自評、學(xué)生互評和教師評價相結(jié)合的方式進(jìn)行。

        基于項目的STEM學(xué)習(xí)的實施過程

        1.項目準(zhǔn)備階段

        教師:①導(dǎo)入。經(jīng)過前面階段的學(xué)習(xí),我們了解了網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)的過程,下一階段我們將自己動手,體驗小型局域網(wǎng)的組建過程。②制訂學(xué)習(xí)評價表。

        學(xué)生:①討論。你認(rèn)為什么樣的局域網(wǎng)算優(yōu)秀的局域網(wǎng)?一般采用哪種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)?②參與制訂和修改學(xué)習(xí)評價表。③明確任務(wù)。多媒體教室有一根接入學(xué)校局域網(wǎng)的網(wǎng)線,沒有多余的網(wǎng)絡(luò)接口,動手組建一個局域網(wǎng)解決多媒體教室內(nèi)計算機的上網(wǎng)問題,要求臺式機(沒有無線網(wǎng)卡)、筆記本和多臺平板電腦能同時上網(wǎng)。

        設(shè)計意圖:吸引學(xué)生注意力,提高學(xué)生興趣,同時為學(xué)習(xí)評價表的制作做參考。

        2.項目形成階段

        教師:①提供學(xué)習(xí)資料,設(shè)置引導(dǎo)性問題。②調(diào)查研究學(xué)生的具體情況,提供參考意見和依據(jù),協(xié)助學(xué)生組建團(tuán)隊、制訂團(tuán)隊規(guī)則。③展示學(xué)習(xí)評價表。

        學(xué)生:①組建團(tuán)隊,明確分工,確定團(tuán)隊基本規(guī)則;明確自己的責(zé)任,了解評價的標(biāo)準(zhǔn)。②每個小組創(chuàng)建一個QQ群或微信群,作為網(wǎng)上交流的平臺。

        設(shè)計意圖:①提供小組成員角色分工明細(xì)表,要求組員選擇適當(dāng)?shù)慕巧?,避免個別同學(xué)搭便車,不勞而獲。②引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),為項目制作打好知識基礎(chǔ)。

        3.項目開發(fā)階段

        教師:①引導(dǎo)學(xué)生完成任務(wù),避免偏離任務(wù)的行為。②展示優(yōu)秀局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),供學(xué)生欣賞和借鑒。③引導(dǎo)學(xué)生合作交流,監(jiān)控團(tuán)隊進(jìn)度,進(jìn)行過程性評價。

        學(xué)生:①根據(jù)項目要求,對任務(wù)進(jìn)行分析,尋求解決問題的多種路徑和方法,最終確定最優(yōu)方案并進(jìn)行制作。②進(jìn)入相應(yīng)的角色,按照團(tuán)隊分工,完成任務(wù),團(tuán)隊成員間不斷交流溝通,改進(jìn)作品。③參照團(tuán)隊基本規(guī)則和學(xué)習(xí)評價及時進(jìn)行自我評價。

        設(shè)計意圖:①促進(jìn)學(xué)生發(fā)散性思維、創(chuàng)造性思維等高階思維的發(fā)展,提高學(xué)生綜合運用多學(xué)科知識(科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué))解決實際問題的能力。②促進(jìn)學(xué)生的合作交流意識,發(fā)展其學(xué)術(shù)技能、溝通和社交技能。

        4.項目展示階段

        教師:①評價活動作品(多媒體教室局域網(wǎng))及每個團(tuán)隊成員的表現(xiàn),包括演示過程中的表現(xiàn)。②評估每個小組的表現(xiàn),和學(xué)生共同推選出優(yōu)秀小組和個人。

        學(xué)生:①展示作品,個人演示和團(tuán)隊演示相結(jié)合。②結(jié)合學(xué)習(xí)評價表進(jìn)行組內(nèi)互評、組間互評和自我評價。

        設(shè)計意圖:發(fā)展學(xué)生的批判性思維,同時對學(xué)生的努力給予肯定和鼓勵,促進(jìn)學(xué)生自身的進(jìn)步。

        5.項目優(yōu)化階段

        教師:引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)評價結(jié)果和測試結(jié)果進(jìn)行反思,優(yōu)化方案。

        學(xué)生:①根據(jù)團(tuán)隊間的比較和評價結(jié)果進(jìn)行反思,團(tuán)隊成員溝通交流,優(yōu)化方案。②定期檢測局域網(wǎng)的運行狀況,根據(jù)實際情況不斷完善、反復(fù)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)。

        設(shè)計意圖:培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計思想,提升其STEM素養(yǎng)。

        在實際上課的過程中,學(xué)生對通過在線平臺進(jìn)行交流的方式,普遍很感興趣,在解決問題時能夠參照《各學(xué)科知識運用考查表》從科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等方面來進(jìn)行綜合性的思考,運用到了數(shù)學(xué)、通用技術(shù)等多學(xué)科的知識,STEM教育理念在教學(xué)中得到了很好的貫徹。

        基于項目的STEM學(xué)習(xí)的教學(xué)反思

        根據(jù)學(xué)生在實踐階段中的表現(xiàn),筆者發(fā)現(xiàn)在以下方面仍然存在一些具體的問題:①在設(shè)計拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖的過程中,不少學(xué)生直接到網(wǎng)上搜索現(xiàn)成的方案。由于沒有結(jié)合學(xué)校和多媒體教室的具體情況進(jìn)行具體細(xì)致的規(guī)劃,導(dǎo)致后期出現(xiàn)許多問題。②由于前階段學(xué)習(xí)的大都是理論知識,在本次項目開發(fā)階段有很多學(xué)生不知道從何處著手。例如,網(wǎng)線的制作與連接,由于每個小組的方案都不一樣,教師并沒有提供制作好水晶頭的網(wǎng)線,所以部分小組在這環(huán)節(jié)浪費了不少時間。

        在線交流的模式提高了課堂教學(xué)的效率,也有效提高了學(xué)生對課程的興趣,但是也對學(xué)生的自我控制能力和自主學(xué)習(xí)能力提出了新的要求,教師還需加強監(jiān)督。通過在高中信息技術(shù)課程中實施基于STEM教育理念的研究,可以看出,相比理論性較強的知識而言,包含實踐操作較多的知識部分更適合運用STEM的教育理念。

        參考文獻(xiàn):

        [1]趙中建.基于項目的STEM學(xué)習(xí)[M].上海:上??萍冀逃霭嫔?,2016.

        [2]李楊.STEM教育視野下的科學(xué)課程構(gòu)建[D].金華:浙江師范大學(xué),2014.

        [3]唐小為,王唯真.整合STEM發(fā)展我國基礎(chǔ)科學(xué)教育的有效路徑分析[J].教育研究,2014(9):61-68.

        [4]余勝泉,胡翔.STEM教育理念與跨學(xué)科整合模式[J].開放教育研究,2015(8):13-21.

        [5]張成霞.計算機應(yīng)用類課程項目化教學(xué)模式的行動研究[D].南京:南京師范大學(xué),2008.

        [6]張曉英.培養(yǎng)學(xué)生積極參與課堂活動的行動研究[J].科技信息,2009(13):231-232.

        作者簡介:李曉艷(1982—),女,江蘇徐州人,中學(xué)一級教師,從事高中信息技術(shù)教學(xué)工作。

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