【摘" 要】 STEM教育理念有利于培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維、解決問題能力和團隊合作精神的人才,為未來社會的發(fā)展做出貢獻。初中信息技術是培養(yǎng)初中生信息素養(yǎng)的主要陣地,將STEM教育理念用于課堂教學,能夠突出學生的主體性,使其能夠全身心專注于教學活動,最終實現(xiàn)全面發(fā)展?;诖耍恼聦@STEM教育理念的內(nèi)涵,對STEM教育理念下初中信息技術教學策略進行研究,以期為初中信息技術教學改革提供有價值的參考依據(jù)。
【關鍵詞】 STEM教育理念;初中信息技術;教學策略
信息化時代背景下,信息素養(yǎng)成為學生全面發(fā)展中不可缺少的素養(yǎng),而初中是學生接受信息技術相關知識的重要階段,僅憑傳統(tǒng)教學理念與教學模式,則難以取得較好的教學效果,特別是學生會逐漸失去學習興趣。STEM教育理念為初中信息技術教學革新與實踐指明方向,非常有利于提升課堂教學效率與質量。
一、STEM教育理念
STEM理念是一種綜合的、跨學科的教育理念,強調科學、技術、工程和數(shù)學的融合。目標是培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維、解決問題的能力和團隊合作精神,以應對日益復雜的現(xiàn)實世界。其特征體現(xiàn)在:一是跨學科整合。將不同領域的知識和技能有機地結合起來,通過跨學科整合的方式培養(yǎng)學生的綜合能力。二是實踐導向。強調通過實際問題解決和實驗探究等方式來激發(fā)學生的興趣,并讓他們親身體驗科學與技術的應用。三是創(chuàng)新思維。鼓勵學生獨立思考、勇于探索、提出問題并尋找解決方案,培養(yǎng)他們的創(chuàng)造力和創(chuàng)新精神。四是問題導向。以真實問題為導向,引導學生運用所學去分析、解決問題,提高解決實際問題的能力。五是合作與交流。注重培養(yǎng)團隊合作能力,通過小組合作、項目實踐等方式讓學生學會與他人合作、分享和傾聽,根據(jù)學生的興趣、能力和需求,提供個性化的學習機會和資源,鼓勵學生發(fā)揮自己的特長和潛能。
二、STEM教育理念在初中信息技術教學中的應用價值
(一)激發(fā)學生的興趣和動力
傳統(tǒng)的信息技術教學往往以知識傳授為主,容易讓學生感到枯燥乏味。通過引入STEM教育理念,將信息技術與科學、技術、工程和數(shù)學等領域相結合,可以使學生更加主動參與到實際問題解決中去,并體驗到信息技術在現(xiàn)實世界中的應用價值,從而激發(fā)他們對信息技術的興趣。
(二)培養(yǎng)創(chuàng)新思維和解決問題的能力
STEM教育注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和解決問題的能力。在初中信息技術教學中,可以通過設置各種項目任務和實踐活動,讓學生在團隊合作中運用科學、技術、工程和數(shù)學的知識,分析、設計和解決問題。這樣可以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、邏輯思維和批判性思維等。
(三)提升綜合素質
信息技術作為一門綜合性較強的學科,需要運用多種知識和技能進行分析、設計和解決問題。通過引入STEM教育理念,可以在信息技術課堂上設置各種跨學科的實踐活動,讓學生在實際操作中學習和運用科學、技術、工程和數(shù)學的知識,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維、溝通能力、問題解決能力等綜合素質。
(四)培養(yǎng)合作意識和團隊精神
STEM教育強調團隊合作,通過小組合作的方式進行項目任務的完成。在初中信息技術教學中,可以組織學生參與到小組項目中,讓他們共同協(xié)作、交流和分享經(jīng)驗。這樣可以培養(yǎng)學生的合作意識和團隊精神,提高他們與他人協(xié)作的能力。
三、STEM教育理念下初中信息技術教學策略
(一)項目驅動的學習
1. 選擇項目主題
選擇項目主題。根據(jù)學生的興趣和實際需求,選擇一個具有挑戰(zhàn)性和實踐性的項目主題。例如,可以選擇設計一個智能家居系統(tǒng)、開發(fā)一個簡單的游戲應用程序或者建立一個社交媒體平臺等。同時,組建團隊,將學生分成小組,并確保每個小組都有不同的技能和專長。這樣可以促進合作學習和互相幫助,讓學生在團隊合作中共同解決問題。
2. 設計與規(guī)劃
一方面,引導學生進行項目設計與規(guī)劃,包括確定項目目標、功能需求、資源要求等,幫助他們制定詳細的計劃,并明確每個成員在項目中承擔的角色和責任。另外一方面,讓學生根據(jù)項目需求深入研究相關的信息技術知識和技能,提供必要的指導和資源,幫助他們掌握所需的編程語言、軟件工具或硬件設備等。
3. 實施開發(fā)與測試評估
一方面,讓學生著手實施項目,并逐步開發(fā)出產(chǎn)品或解決方案,鼓勵他們進行迭代和改進,以提高項目的質量和效果。另外一方面,讓學生在完成項目后進行測試和評估,可以通過用戶反饋、功能測試、性能測試等方式對項目進行評價,并根據(jù)結果進行必要的修正和改進。
4. 展示與分享
組織學生展示他們的成果,并邀請其他同學、老師或家長參觀。讓學生向觀眾介紹項目背景、設計思路、實現(xiàn)過程和成果展示,也可以接受觀眾的提問和建議。同時,引導學生對整個項目過程進行反思與總結,包括遇到的問題、解決方法、團隊合作等方面。幫助他們發(fā)現(xiàn)自己在項目中取得的成長和收獲,以及需要進一步提升的地方。
對于九年級的學生而言,以“設計和制作一個簡單的交通信號燈控制系統(tǒng)”項目為例,可以實施項目驅動學習。首先,設計階段。學生團隊討論和研究交通信號燈工作原理,并確定所需材料和組件。同時,學生根據(jù)設計要求繪制電路連接圖,并選擇合適的電子元件(如LED、面包板、導線等)。其次,制作階段。按照設計圖紙進行實際電路連接,使用面包板固定元件。由教師指導與幫助完成簡單的代碼編寫,包括含交通信號燈各個狀態(tài)(紅燈、黃燈、綠燈)之間的轉換規(guī)則。對系統(tǒng)進行測試和調試系統(tǒng),確保交通信號燈能夠按照預期工作。最后,展示與改進。一方面,團隊展示他們的交通信號燈控制系統(tǒng),并解釋其工作原理和代碼邏輯。另外一方面,討論并提出改進控制系統(tǒng)的想法和建議。例如,可以添加傳感器來檢測車輛或行人等。
STEM教育理念下的項目驅動往往具有一定的挑戰(zhàn)性,需要根據(jù)學生的興趣和能力進行調整和擴展。通過這樣的項目,學生不僅能夠在實踐中學習信息技術知識,還能培養(yǎng)他們的創(chuàng)造力、解決問題的能力和團隊合作精神。
(二)跨學科整合
在STEM教育理念下,初中信息技術可以與其他學科進行跨學科整合,促進學生全面發(fā)展和綜合素質的提升,具體來講:
1. 與數(shù)學整合
信息技術和數(shù)學密切相關,可以通過編程和數(shù)據(jù)分析等方式將兩者結合起來。例如,使用編程語言進行數(shù)學模型建立和解決實際問題、利用電子表格軟件進行統(tǒng)計分析和圖表繪制等。
2. 與科學整合
信息技術可以用于科學實驗的數(shù)據(jù)采集、處理和分析。例如,利用傳感器和編程設備記錄溫度、濕度等數(shù)據(jù),并使用軟件對數(shù)據(jù)進行可視化分析。同時,與工程設計有很多交叉點。通過使用計算機輔助設計(CAD)軟件、3D打印等工具,可以讓學生將自己的創(chuàng)意轉化為實際產(chǎn)品或原型。
3. 與藝術、社會整合
一方面,信息技術可以被應用于數(shù)字藝術創(chuàng)作、音樂制作、動畫制作等方面,例如,利用圖形設計軟件創(chuàng)建藝術品或設計網(wǎng)頁界面。另外一方面,基于信息技術收集社會調查數(shù)據(jù)、分析社會趨勢和模擬社會系統(tǒng),例如,通過網(wǎng)絡調查問卷軟件進行民意調查、使用模擬軟件進行經(jīng)濟或環(huán)境影響評估等。
通過跨學科整合,初中信息技術不僅能夠幫助學生更好地理解和應用相關知識和技能,還可以培養(yǎng)他們的綜合思維、創(chuàng)新思維和解決問題的能力。此外,跨學科整合也可以增加學科之間的聯(lián)系與互動,提高學生對知識的綜合運用能力,并促進他們在實際問題中的主動探索和實踐。
(三)探究式學習
在STEM教育理念下,初中信息技術可以通過探究式學習的方式進行。探究式學習強調學生的主動參與和自主學習,通過實際問題解決和實踐經(jīng)驗積累來培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維、問題解決能力和團隊合作精神。具體而言:
1. 問題導向
通過提出具有挑戰(zhàn)性和現(xiàn)實意義的問題來引導學生進行探究。例如,在教學“規(guī)劃與設計網(wǎng)站”相關知識,涉及網(wǎng)站開發(fā)的基本過程、規(guī)劃設計、選取素材等知識?;赟TEM教育理念,可以進行問題促進探究,可以提出問題:如何設計一個網(wǎng)頁?如何編寫一個簡單的游戲程序?這樣的問題可以激發(fā)學生的興趣,并引導他們主動尋找解決方案。
2. 實踐性任務
在學習程序相關知識時,可以給予學生實踐性任務,讓他們在實際操作中應用所學知識。例如,讓他們設計并制作一個電子產(chǎn)品原型、編寫一個小型軟件應用等。通過實踐任務,學生能夠更好地理解知識,并將其應用到實際情境中。同時,給予他們一定程度的自由度,在指導下自行選擇研究方向、收集相關資料、嘗試不同的解決方法。這樣能夠培養(yǎng)學生的獨立思考和問題解決能力。
探究式學習可以激發(fā)學生對信息技術的興趣,并提高他們的實踐能力和創(chuàng)新思維。它使學生從被動接受知識轉變?yōu)橹鲃訁⑴c者,從而更好地理解和應用所學內(nèi)容。同時,探究式學習也培養(yǎng)了學生在信息社會中必備的綜合素質,為未來職業(yè)發(fā)展打下堅實基礎。
(四)教學評價改革
STEM教育理念下的初中信息技術教學,不僅是教學方法、教學內(nèi)容等方面的改革,而且還要對教學評價引起重視,需要緊跟先進理念而改革,以適應學生創(chuàng)新思維和實踐能力的培養(yǎng),具體來講:
1. 多元化評價方式
傳統(tǒng)的考試和筆試評價方式難以全面評估學生的創(chuàng)新思維和實踐能力。例如,在項目驅動學習、小組合作學習等過程中,可以引入項目作品展示、口頭報告、小組合作評估等形式,更加全面地評價學生在實際項目中的表現(xiàn)。
2. 重視過程與方法
傳統(tǒng)評價注重結果,但在STEM教育中,過程和方法同樣重要。除了關注學生最終完成的作品,還應關注他們在解決問題過程中采取的方法、思考的深度和合作能力的發(fā)揮。
3. 引入自我評價與同伴評價
鼓勵學生進行自我評價,并接受同伴對其作品和表現(xiàn)的評價。這種互動式評價可以激發(fā)學生主動反思和改進,并培養(yǎng)他們接受他人意見和建議的能力。
4. 綜合性評價標準
制定基于STEM教育目標和內(nèi)容特點的綜合性評價標準,包括知識掌握、創(chuàng)新思維、實踐能力、合作與溝通等方面的評價指標,以更全面地評估學生的綜合素質。
5. 引入實踐性考核
除了理論知識的考核,可以引入實踐性考核,例如可讓學生設計和制作一個簡單軟件、完成一個小型工程項目等。這樣能夠更好地評估學生在實際應用中的能力和創(chuàng)新思維。
6. 建立學習檔案
建立學生的個人學習檔案,記錄他們在信息技術教育中的成長和發(fā)展情況。通過持續(xù)記錄和反饋,幫助學生認識自己的優(yōu)勢和不足,并提供個性化指導。
7. 鼓勵多元化表達形式
允許學生通過視頻、圖片、演示文稿等多種形式來展示他們的創(chuàng)意和成果。這樣可以鼓勵學生以自己擅長的方式進行表達,展示出獨特的創(chuàng)造力和想象力。
改革初中信息技術教學評價需要關注學生創(chuàng)新思維和實踐能力的培養(yǎng),打破傳統(tǒng)評價模式的限制,注重過程與方法,并采用多元化、綜合性評價方式來更好地反映學生在STEM教育中的學習成果。
四、結語
綜上所述,STEM教育理念下初中信息技術教學策略的實踐,需要重點關注融入實際問題和項目、強調跨學科整合、提供多樣化的學習資源、鼓勵創(chuàng)新與設計思維、實踐與演示、培養(yǎng)團隊合作精神、關注社會影響與倫理問題等。通過這些方法,初中信息技術教學可以更好地貼近現(xiàn)實需求和實際應用,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維、解決問題的能力,使其具備應對未來社會挑戰(zhàn)所需的綜合素質。
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