李莉

[摘? ?要]當前STEM項目越來越深入到學校各個學科的教育教學中，對學科教師的課程設計提出了新的要求。信息技術教師在課堂中要多方面地激發(fā)學生的學習研究能力，提升學生的綜合素養(yǎng)，鼓勵學生全面發(fā)展、自由生長，成為更好的自己。

[關鍵詞]STEM項目;信息技術;融合

[中圖分類號]? ? G633.67? ? ? ? [文獻標識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2020）36-0040-02

課程化環(huán)境下的STEM項目，是對S（科學）、T（技術）、E（工程）、M（數(shù)學）四門課程進行融合，利用一定的教學環(huán)節(jié)將原本看似沒有聯(lián)系的零碎知識進行整合，提升學生在學習情境中的設計能力、合作能力、問題解決能力和實踐創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學生跨學科綜合素養(yǎng)。

筆者有幸在2018年參加“美國STEM項目浸入式學習”，在對美國中小學STEM項目教學的學習中發(fā)現(xiàn)，他們的學生在思維、動手、團隊合作，特別是在創(chuàng)新方面有較強的能力，課堂上STEM項目的環(huán)節(jié)已為廣大師生所接受。

就信息技術學科來說，如何將STEM項目融入課堂教學呢？筆者認為，需要從課程內(nèi)容、教學組織形式以及課堂評價方式等多角度進行改造，突出跨學科、工程教育、創(chuàng)新等特點，最終為提升學生的綜合素質(zhì)服務。下面以《智能避障小車》的教學為例談基于STEM項目的教學設計。

一、課堂教學目標：從技術能力操作目標到解決生活實際問題的轉(zhuǎn)變

在信息技術教學中，教學目標包括知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三個維度，其中知識與技能作為重要目標，其實現(xiàn)往往要通過對學生進行技能操作的指導。在STEM項目中，需要將技能目標淡化為暗線，而將解決生活中實際問題的任務作為明線，用明線推動課堂教學，暗線作為技術支持，兩者進行融合，從而實現(xiàn)STEM項目教學的實用效能。

《智能避障小車——出發(fā)》是筆者在初中信息技術程序設計教學中選擇的一個微型STEM項目教學課例。下面是課堂設計及思考評析。

【課堂設計】（第一稿）

通過語音的實例引入聲音傳感器的概念→講解聲音傳感器的概念;

介紹傳感器相應的程序模塊→教師演示講解基本模塊的搭建過程→學生模仿教師的操作過程，編寫程序;

按照課堂既定的具體項目要求進行活動，解決活動中出現(xiàn)的問題→教師課堂巡視輔導評價。

設計思考：以上設計，技能教學非常明顯，注重對聲音傳感器的概念認知，將聲音傳感器的外設控制程序模塊作為教學重點。學生雖然在學習過程中了解了聲音傳感器的技術原理和控制模塊，但是對傳感器在生活實際中的應用缺乏感性認識，且教師沒有給學生提供完整的實際應用練習，導致學生學習過程單一，對概念的理解片面，無法形成正確的知識遷移以解決生活實際問題。

【課堂設計】（第二稿）

導入：同學們看到的賽車游戲比賽，大多數(shù)都是通過遙控手柄進行控制，那么可不可以讓我們的賽車更加智能一些，脫離手柄也可以自由駕駛呢？如果可以，首先想一想，有哪些方法可以讓賽車知道何時出發(fā)，不輸在起跑線上呢？

問題提出：

判斷出發(fā)時間1：發(fā)令槍響→賽車出發(fā)。

判斷出發(fā)時間2：人聲口令→賽車出發(fā)。

判斷出發(fā)時間3：音樂聲音→賽車出發(fā)。

判斷出發(fā)時間4：揮動紅色小旗→賽車出發(fā)。

判斷出發(fā)時間5：拍拍小車→賽車出發(fā)。

問題思考：如何解決以上問題？

解決思路1：聲音→聲感→音量→聲音傳感器。

解決思路2：顏色→色度→強弱→顏色傳感器。

解決思路3：觸碰→振動→強度→加速度傳感器。

解決方法：

出發(fā)過程1：檢測環(huán)境數(shù)值（音量、顏色或振動力度）。

出發(fā)過程2：記錄數(shù)據(jù)，分析適宜的閾值。

出發(fā)過程3：實驗調(diào)試，根據(jù)具體情況進行參數(shù)調(diào)整。

設計反思：

解決問題所用的傳感器：（? ? ）聲音傳感器（? ? ）顏色傳感器（? ? ）加速度傳感器（? ? ）聲音傳感器和顏色傳感器（? ? ）聲音傳感器、顏色傳感器和加速度傳感器

解決問題所用的程度模塊：

應用效果：

設計反思總結：

設計評析：在第二稿的設計中，任務主線替代了技術主線，成為課堂教學的核心，通過一系列的應用實例，讓學生客觀體驗到除了聲音傳感器外，還有顏色傳感器、加速度傳感器，它們是如何對編程軟件進行控制的，實現(xiàn)賽車的出發(fā)。這些任務來源于生活實際，符合學生的個人經(jīng)驗。通過一個微小項目，創(chuàng)設符合生活實際的教學環(huán)境，提升學生的認知度，幫助學生實現(xiàn)知識遷移，創(chuàng)作出個性化作品，從而達到行為與創(chuàng)新的教學目標。

二、學生的學習過程：從教師選擇和組織到學生自身選擇和組織的轉(zhuǎn)變

中小學的信息技術課程教學一般都是在學校的公共計算機教室內(nèi)完成，學生無法安全地存儲自己的作品，常常會導致2～3課時內(nèi)無法完成既定的教學任務，因此主題活動常常流于形式，難以真正實施。

【課堂設計】（第一稿）

《智能避障小車》課例是安排2～3課時，完成一個完整的作品。理想狀態(tài)下，學生依據(jù)“功能選擇→車身搭建→程序編寫→程序調(diào)試→程序優(yōu)化→完成作品”的流程在2～3節(jié)課中完成制作。但是由于客觀條件限制，如課時有限等，最終導致作品制作往往有頭無尾。

設計思考：每節(jié)課的教學時長有限，這對教師二次加工教材的能力提出了要求，教師應根據(jù)學情進行針對性加工，從而保證教學目標的實現(xiàn)。

【課堂設計】（第二稿）

對主題活動進行改良設計。由學生來主動選擇適合自己的學習內(nèi)容，建立非線性教學結構。

《智能避障小車》課堂設計可以由3個開放性任務和2個線性任務組成：

任務1：學生自行對賽車功能進行選擇，增強小車在比賽中的實用性（開放性）

任務2：車型設計，學生根據(jù)對小車功能的選擇設計不同的車型與結構（開放性）

任務3：程序設計，針對選擇的功能進行具體的程序編寫（線性）

任務4：程序調(diào)試（線性）

任務5：程序優(yōu)化（開放性）

設計評析：整個教學過程采用開放性的賽車功能選擇、車型選擇、程序優(yōu)化和線性的知識學習的教學設計結構，既讓學生進行自我設計，體現(xiàn)其個性，又讓學生有充分的技能實踐認知過程，既能滿足學生對作品綜合性的修改需求，也能讓學生體驗這個過程中的各個環(huán)節(jié)，從而增強學生的創(chuàng)新能力，使其作品呈現(xiàn)出豐富的層次性。

三、課堂評價：從單一的總結性評價到綜合性、過程性評價的轉(zhuǎn)變

傳統(tǒng)的信息技術課堂中，評價方式多以總結性評價為主，通常通過一個作品來總結本課的教學內(nèi)容。而STEM項目教學設計，強調(diào)給學生不同的表現(xiàn)機會，對學生創(chuàng)作過程中所涉及的各方面能力進行綜合性的過程性評價，從而提升學生的綜合素養(yǎng)。

【課堂設計】（第一稿）

在《智能避障小車》課例中，對學生最后能否讓賽車完成避障比賽進行評價。雖然對教學目標是否實現(xiàn)進行了評價，但是忽略了學生在整個過程中對賽車功能、外形等的考慮，只通過能否完成比賽來評價，容易給學生帶來挫敗感。

設計思考：每個學生在完成作品的每個環(huán)節(jié)中，都會將自己的想法付諸實踐，也會盡自己最大努力去完成相應功能的設計，制作令自己滿意的作品，只進行總結性評價不能客觀地對學生的學習過程進行評價。

【課堂設計】（第二稿）

通過過程性評價和綜合性評價對學生的學習進行評價。過程性評價包括賽車功能設計評價、車身造型設計評價和程序編寫調(diào)試評價。綜合性評價包括程序優(yōu)化評價和比賽成績評價。

設計評析：在過程性評價中，教師不能僅依據(jù)自身感受對學生進行評價或打分，因為這樣的打分不夠客觀，因此在進行過程性評價時，最好有一個量表來對照進行打分評價，每一個環(huán)節(jié)給出不同的層級，按照層級對學生進行評價，這樣學生對自己的能力提升也會有一個直觀的感受，可以增強學生學習的動力，促進學生綜合能力的提升。

信息技術教學與STEM項目的融合對主題性和綜合性的要求很凸顯，更加關注培養(yǎng)學生解決生活中實際問題的能力。在教學過程中，教師需要積極拓展實際生活中的元素，為信息技術課添加更豐富的層次和設計元素，推動學科教學的發(fā)展。首先是要融合得自然，選擇合適的主題，尋找合適的內(nèi)容進行融合;其次是要融會貫通，兼顧信息技術的技能性和STEM項目的多維性，通過良好的任務進行融合，促使教學效益最大化;最后，教師要依據(jù)學情，采用最佳的融合方式，保障教學效果。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?]

[1]? 卓澤林.超越課堂：美國中小學校外STEM項目的實施和評估[J].中國電化教育，2017（11）：80-86.

[2]? OSMUNDSON，何珊云，王小平.理解課堂中的形成性評價[J].全球教育展望，2012（4）：3-6+20.

[3]? 余勝泉，胡翔.STEM教育理念與跨學科整合模式[J].開放教育研究，2015（4）：13-22.

（責任編輯? ? 周侯辰）