賈亞南，王 林，王安全

(寧夏大學(xué)，寧夏 銀川 750021)

0 引言

隨著信息時(shí)代的迅速發(fā)展，中學(xué)信息技術(shù)教學(xué)受到前所未有的關(guān)注。目前，在國(guó)內(nèi)大部分中小學(xué)已經(jīng)開(kāi)設(shè)了信息技術(shù)課程，培養(yǎng)學(xué)生的信息技術(shù)素養(yǎng)和能力。但受長(zhǎng)期以來(lái)的傳統(tǒng)教育模式影響，教與學(xué)的過(guò)程存在許多問(wèn)題。STEM教育重在變革傳統(tǒng)教育，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手解決問(wèn)題能力和創(chuàng)新能力，本文將STEM教育融合在中學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)中作了探索性的研究。

1 STEM教育本質(zhì)特征

STEM教育是四個(gè)英語(yǔ)詞的縮寫(xiě)：Science（科學(xué)）、Technology（技術(shù)）、Engineering（工程）、Maths（數(shù)學(xué)）。美國(guó)正在大力推進(jìn)教育教學(xué)中綜合課程的實(shí)施，旨在培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手、創(chuàng)新、綜合運(yùn)用科學(xué)知識(shí)的能力。其針對(duì)人文素養(yǎng)培養(yǎng)的要求，在原有四科的基礎(chǔ)上加入了Art（藝術(shù)）學(xué)科，多學(xué)科融合是STEAM教育的核心內(nèi)容。STEAM逐漸發(fā)展成為跨學(xué)科的綜合素質(zhì)教育，它的核心是培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和跨學(xué)科思維，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力[1]。

2 STEM教育實(shí)施的理論依據(jù)

2.1 多元智力理論

加德納提出多元智力理論，人類(lèi)的智能至少可以分成七個(gè)范疇(后來(lái)增加至八個(gè))：語(yǔ)文、邏輯、空間、肢體運(yùn)作、音樂(lè)、人際、內(nèi)省、自然探索 (加德納在1995年補(bǔ)充)。首先，在多元智能理論支撐下，要求轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的“教師講，學(xué)生聽(tīng)”的教學(xué)模式，教師在教學(xué)中需要運(yùn)用多樣、靈活的教學(xué)方法和手段，改變枯燥的課堂教學(xué)。STEM教育借鑒這一理論，采用基于項(xiàng)目和問(wèn)題的學(xué)習(xí)情境和學(xué)習(xí)模式的建構(gòu)，有助于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，發(fā)揮學(xué)生的主體地位。其次，多元智能理論要求樹(shù)立正確的智力觀，智力的發(fā)展具有廣泛性和多樣性，要求注重培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生多方面能力，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。STEM教育綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)使得學(xué)生發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，相互學(xué)習(xí)，彌補(bǔ)不足，得到全面發(fā)展。

2.2 素質(zhì)教育

中小學(xué)教育是以貫徹黨的教育方針和培養(yǎng)德、智、體、美、勞全面發(fā)展的社會(huì)主義事業(yè)建設(shè)者和接班人為基礎(chǔ)，提出實(shí)施素質(zhì)教育，目的就是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。當(dāng)前以科學(xué)性和時(shí)代性為基本原則，致力于發(fā)展學(xué)生的人文底蘊(yùn)、科學(xué)精神、學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、健康生活、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、實(shí)踐創(chuàng)新六大核心素養(yǎng)，培養(yǎng)全面發(fā)展的人。STEM教育融入信息技術(shù)課堂，有助于培養(yǎng)以信息技術(shù)素養(yǎng)為核心，兼顧科學(xué)素養(yǎng)、工程素養(yǎng)、數(shù)學(xué)素養(yǎng)和藝術(shù)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力和科學(xué)精神，成為全面發(fā)展的復(fù)合型人才[2]。

3 融合STEM教育的中學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)

STEM教育區(qū)別于傳統(tǒng)教學(xué)，提倡基于項(xiàng)目的教學(xué)模式和基于問(wèn)題解決的教學(xué)方法?；陧?xiàng)目的教學(xué)模式，是以實(shí)踐性的項(xiàng)目完成為中心，將跨學(xué)科的知識(shí)與真實(shí)情景聯(lián)系起來(lái)，最終以作品設(shè)計(jì)的方式呈現(xiàn)出來(lái)[3]。在教師指導(dǎo)下，學(xué)生按照自己的設(shè)計(jì)思路，通過(guò)檢索、討論、演示、觀察、設(shè)計(jì)等學(xué)習(xí)活動(dòng)，綜合運(yùn)用各學(xué)科知識(shí)解決遇到的問(wèn)題，設(shè)計(jì)解決方案，自主完成作品設(shè)計(jì)。在這個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生學(xué)習(xí)到新的技能和知識(shí)，發(fā)現(xiàn)自己的優(yōu)勢(shì)，培養(yǎng)了分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，以及創(chuàng)造能力?；趩?wèn)題解決的教學(xué)方法，是在有意義的問(wèn)題情境中，學(xué)生通過(guò)合作、探究為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的問(wèn)題，以及如何解決真實(shí)情境中的問(wèn)題和實(shí)際中的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)所學(xué)知識(shí)的建構(gòu)和理解，掌握問(wèn)題解決背后的新知識(shí)，獲得解決問(wèn)題的新技能，提高自學(xué)能力[4]。學(xué)生通過(guò)自主的學(xué)習(xí)和建構(gòu)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，綜合運(yùn)用各方面的知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，達(dá)到對(duì)知識(shí)的全面理解和活學(xué)活用，靈活的進(jìn)行知識(shí)和情境的遷移。

在傳統(tǒng)信息技術(shù)課堂教學(xué)中，教師采用單一的授課方式已不能滿(mǎn)足當(dāng)前對(duì)學(xué)生發(fā)展的要求，STEM 教育通過(guò)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)和問(wèn)題解決模式，解決了知識(shí)學(xué)習(xí)和實(shí)踐的不統(tǒng)一，幫助學(xué)生不僅“知”而且體驗(yàn)如何“行”。STEM 教育強(qiáng)調(diào)的設(shè)計(jì)理念是項(xiàng)目性、趣味性、多維性、協(xié)作性。調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，使學(xué)生在趣味的學(xué)習(xí)項(xiàng)目中掌握知識(shí)[5]。以下給出基于STEM教學(xué)的具體案例設(shè)計(jì)。

3.1 案例設(shè)計(jì)

本次案例選擇八年級(jí)上冊(cè)第一單元的圖像處理，設(shè)計(jì)項(xiàng)目學(xué)習(xí)主題為“制作動(dòng)物世界電子相冊(cè)”[6]。動(dòng)物存在于我們身邊，動(dòng)物的生存習(xí)性如何，有些還需我們?cè)倭私狻＿x擇與學(xué)生生活相關(guān)的主題，讓學(xué)生懷著極大地?zé)崆?，學(xué)習(xí)Photoshop的相關(guān)知識(shí)和技能，盡最大努力克服遇到的問(wèn)題。

3.1.1 教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)與技能目標(biāo)：

⑴ 了解電子相冊(cè)制作的基本要素。

⑵ 認(rèn)識(shí)Photoshop的常用工具和使用方法，了解色彩調(diào)節(jié)技術(shù)。

⑶ 學(xué)會(huì)圖像的獲取、圖像處理的基本操作、圖像的色彩調(diào)節(jié)、圖像的合成、圖像的修補(bǔ)與特效、平面設(shè)計(jì)等技術(shù)的操作和應(yīng)用[6]。

過(guò)程與方法目標(biāo)：

⑴ 通過(guò)協(xié)作學(xué)習(xí)，共同探究動(dòng)物的生活習(xí)性，探究圖片的獲取，提高自己的探究能力。

⑵ 在這次項(xiàng)目學(xué)習(xí)中，學(xué)生聯(lián)系實(shí)際，提高分析能力、實(shí)踐能力和科學(xué)思維能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和信息素養(yǎng)。

⑶ 通過(guò)完成此次作品設(shè)計(jì),觀賞和評(píng)價(jià)他人的作品，提高學(xué)生的表達(dá)能力和創(chuàng)新能力以及學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

情感態(tài)度與價(jià)值觀：

⑴ 通過(guò)此次學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的良好習(xí)慣。

⑵ 通過(guò)作品設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的的審美價(jià)值觀。

⑶ 在作品創(chuàng)作的過(guò)程中，產(chǎn)生成就感，明白有耕耘就有收獲的人生哲理。

⑷ 激發(fā)學(xué)生了解動(dòng)物的熱情，親近和愛(ài)護(hù)動(dòng)物的情感。

3.1.2 教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)

⑴ 教學(xué)重點(diǎn)：引導(dǎo)學(xué)生掌握制作電子相冊(cè)的基本要素，學(xué)會(huì)靈活運(yùn)用圖像的色彩調(diào)節(jié)、圖像的合成、圖像的修補(bǔ)與特效、平面設(shè)計(jì)等技術(shù)。

⑵ 教學(xué)難點(diǎn)：培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和信息素養(yǎng)，在評(píng)價(jià)他人作品的過(guò)程中，逐漸形成良好的審美觀。

3.1.3 驅(qū)動(dòng)問(wèn)題

如何制作動(dòng)物世界的電子相冊(cè)。

3.1.4 情境設(shè)置

學(xué)校要開(kāi)展愛(ài)護(hù)動(dòng)物活動(dòng)，帶學(xué)生參觀動(dòng)物園，需要同學(xué)們了解一些動(dòng)物的生活習(xí)性，并在動(dòng)物活動(dòng)上展示自己的作品。同學(xué)們可以通過(guò)自己拍攝、搜集資料、小組合作制作電子相冊(cè)。

3.1.5 教學(xué)資源與教學(xué)工具

在線資源：使用百度、谷歌搜索有用的資源信息。技術(shù)設(shè)備：多媒體。

材料：一份精美的動(dòng)物電子相冊(cè)、PPT文稿、Photoshop等軟件處理及電子相冊(cè)制作的軟件。

3.1.6 教學(xué)活動(dòng)

本次教學(xué)活動(dòng)分為7個(gè)環(huán)節(jié)，從教師角色和學(xué)生活動(dòng)兩方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，見(jiàn)表1。

表1 教學(xué)設(shè)計(jì)與活動(dòng)

3.2 教學(xué)反思

本案例圍繞制作動(dòng)物電子相冊(cè)這一項(xiàng)目，以學(xué)生為主體，通過(guò)教師指導(dǎo)，學(xué)生探索、討論、合作、設(shè)計(jì)等多種學(xué)習(xí)方式，實(shí)現(xiàn)理論實(shí)踐與STEM相結(jié)合的一體化教學(xué)，培養(yǎng)了學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力和創(chuàng)新能力。

3.2.1 優(yōu)點(diǎn)

整個(gè)設(shè)計(jì)完整、流暢，將STEM教育融入到信息技術(shù)教學(xué)過(guò)程中，有機(jī)的將傳統(tǒng)教學(xué)、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)和問(wèn)題解決學(xué)習(xí)模式結(jié)合起來(lái)，給學(xué)生創(chuàng)造了一個(gè)寬松愉悅的學(xué)習(xí)氛圍，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性。整個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)體現(xiàn)了以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，適應(yīng)新的教學(xué)理念，注重個(gè)體差異，綜合考慮學(xué)生能力差異進(jìn)行分組，使學(xué)生發(fā)揮各自?xún)?yōu)勢(shì)的同時(shí)也能取長(zhǎng)補(bǔ)短。整個(gè)教學(xué)活動(dòng)注重STEM學(xué)科知識(shí)的整合。通過(guò)制作電子相冊(cè)，了解動(dòng)物習(xí)性和科學(xué)知識(shí)，學(xué)習(xí)圖像處理的相關(guān)技術(shù)，通過(guò)作品評(píng)價(jià)，培養(yǎng)藝術(shù)鑒賞能力。學(xué)生自主搭建交流合作學(xué)習(xí)的平臺(tái)，通過(guò)學(xué)生探索、討論、合作、設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力和創(chuàng)新能力。

3.2.2 難點(diǎn)

STEM教育對(duì)教師的要求較高。首先，要轉(zhuǎn)變角色成為學(xué)生的引導(dǎo)者，在學(xué)生合作學(xué)習(xí)中，教師要有意識(shí)的引導(dǎo)和啟示學(xué)生。其次，教師要具備各方面的知識(shí)和能力，需要教師課余時(shí)間投入大量的精力學(xué)習(xí)其他學(xué)科的知識(shí)和綜合運(yùn)用知識(shí)。最后，教師要充分了解每個(gè)學(xué)生的興趣和特長(zhǎng)，項(xiàng)目的選擇要有趣味性和新穎性，教師掌握了學(xué)生的興趣愛(ài)好，才能從學(xué)生實(shí)際需求出發(fā)，選擇與學(xué)生生活相關(guān)的項(xiàng)目，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。教師在進(jìn)行分組時(shí)才能綜合考慮每個(gè)學(xué)生的能力。學(xué)生在合作的過(guò)程中取長(zhǎng)補(bǔ)短。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上案例設(shè)計(jì)和教學(xué)反思，將STEM教育與中學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)相融合，培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和實(shí)際解決問(wèn)題的能力，使學(xué)生在德、智、體、美各方面都獲得良好的發(fā)展和鍛煉。STEM教育是21世紀(jì)教育核心素養(yǎng)培養(yǎng)和實(shí)施的助推劑，STEM教育與中學(xué)信息技術(shù)融合適應(yīng)了21世紀(jì)人才培養(yǎng)的目標(biāo)是要求。

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