惲如偉 王宣杰

STEM 理念順應了現(xiàn)代社會培養(yǎng)人才核心素養(yǎng)的需求，通過不同學科之間的深度融合，讓學生立足于真實問題的解決，建立起知識與生活之間的緊密聯(lián)系，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和動手實踐能力。將STEM 理念應用到信息科技課程當中，能夠讓教師有機地融合信息技術(shù)與STEM 理念，使信息科技課堂內(nèi)容更加充實且富有挑戰(zhàn)性，滿足學生多樣化的學習訴求，讓學生更加主動地參與到課堂教學中，通過教師精心設計的內(nèi)容，幫助學生在知、情、意、行各方面全面發(fā)展，促進學生深度學習的真實發(fā)生，真正實現(xiàn)信息科技課程培養(yǎng)核心素養(yǎng)的目標。

一、STEM理念、深度學習和任務群的內(nèi)涵

1.STEM理念

STEM是科學（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學（Mathematics）四門學科英文首字母的縮寫。STEM 所蘊含的核心理念主要包括跨學科融合、真問題解決和新技術(shù)賦能三個方面，通過學科融合逐步打破學科之間的壁壘，實現(xiàn)不同學科之間的整合；以生活中的真實問題解決為契機，培養(yǎng)學生的動手實踐和創(chuàng)新能力；順應智能環(huán)境下的教育改革和發(fā)展的必然需求，采用現(xiàn)代化人工智能技術(shù)，精確推進學生高階思維的提升。

2.深度學習

深度學習的基礎來源于神經(jīng)網(wǎng)絡，是機器學習的重要分支，也是傳統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡的重要延伸。近年來，教育領域掀起了深度學習的熱潮。對于深度學習的理解包括學習方式說、學習過程說和學習結(jié)果說。學習方式說認為深度學習是相對于淺層學習而言的一種學習方式，關注學生在學習過程中所采用的策略；學習過程說注重深度學習的過程，將深度學習定義為一種能夠使學生將從某一情境中的所學應用到學習新情境中的學習過程；學習結(jié)果說注重深度學習的結(jié)果，目的是促進學生知識的遷移和應用，關注學生認知、能力以及情感態(tài)度和價值觀的發(fā)展狀況。綜上所述，深度學習是在教師的引導下，學生積極主動參與到學習中來，采用適合的學習策略，實現(xiàn)問題解決、批判性思維以及元認知等高階能力的發(fā)展，從而促進知、情、意、行全面發(fā)展的高質(zhì)量學習。

3.任務群

任務群是由彼此相關的一系列任務組成，共同指向?qū)W習者核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，具備一定的真實性、情境性、綜合性和實踐性。運用任務群開展課堂教學，就是讓學生在教師的幫助下，以任務活動為中心，在強烈的問題動機驅(qū)動下，通過對學習資源的積極主動應用，進行自主探索與互動協(xié)作。它將以往以傳授知識為主的傳統(tǒng)教學理念，轉(zhuǎn)變?yōu)橐越鉀Q問題、完成任務為主的多維互動式教學理念?；赟TEM 理念構(gòu)建的信息科技的深度學習任務群，圍繞信息科技學科的核心素養(yǎng)，促進學生的深度學習為目標，從而創(chuàng)設出多個學習任務，目的是在信息科技的跨學科學習中，通過聚焦真實問題的任務設置、多任務的聯(lián)結(jié)驅(qū)動和技術(shù)賦能精準高效的任務解決，讓更多的學生能夠發(fā)生深度學習，切實提升學生的信息科技核心素養(yǎng)。

二、STEM 理念與信息科技課程、深度學習的一致性

1.STEM 理念與信息科技課程有一致的素養(yǎng)培養(yǎng)目標

STEM 教育經(jīng)歷了“STS-STEM-STEAM”的過程，已經(jīng)逐漸發(fā)展成熟而為人們所接受。STEM 教育在發(fā)展的過程中，并不是各個科目的簡單相加，而是逐步將科學、技術(shù)、工程和數(shù)學融合為一個綜合體，注重跨學科的融合、知識的整合和真實問題的解決，強調(diào)培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)、科技素養(yǎng)、工程素養(yǎng)和數(shù)學素養(yǎng)。當前信息科技不斷發(fā)展，越來越多的學生運用電子設備進行學習，信息科技課程已成為目前義務教育階段必不可少的一部分，因此在新版課程方案中信息科技從綜合實踐活動中被分離出來?！读x務教育信息科技課程標準（2022 年版）》強調(diào)通過課程的學習，培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)，包括有信息意識、計算思維、數(shù)字化學習與創(chuàng)新、信息社會責任，使其形成正確的價值觀、必備的品格和關鍵的能力。不難看出義務教育信息科技課程并不是為了培養(yǎng)出能夠精通信息科技的學生，而是為了培養(yǎng)學生利用信息科技工具解決真實生活問題的能力，培養(yǎng)學生的科學、科技、工程、數(shù)學學習思維和學習能力，這與STEM教育理念不謀而合。

2.STEM理念為深度學習的發(fā)生奠定基礎

STEM理念蘊含了學科融合、問題解決和技術(shù)賦能三個核心理念，借助這三個理念可以解決深度學習的難為之困，促進了深度學習的真實發(fā)生。首先在學科融合方面，通過打破學科之間的界限，綜合運用不同學科的理論知識，形成各學科之間的教育合力，促進學生建立不同學科之間的聯(lián)結(jié)，拓寬學生的學科視野，一定程度上解決了分科教學和分科課程在形式上割裂學科之間的聯(lián)系，在內(nèi)容上破壞學科之間邏輯的問題，讓學生能夠?qū)Σ煌膶W科從整體上進行把握，在學科教學中更好地開展深度學習。其次在問題解決方面，通過讓學生親歷真實問題的解決過程，找到自主、合作、探究等方式解決實踐問題，為學生的能力形成提供生活化的真實場景，促進學生對知識的遷移和應用，一定程度上解決了應試教育追求標準化答案的問題，讓學生從原來學習內(nèi)容機械重復、學習問題封閉、學習過后無反思的淺層學習逐步向以問題解決能力培養(yǎng)為目的的深度學習靠近。最后是在技術(shù)賦能方面，利用現(xiàn)代化的技術(shù)手段，讓更多的學生能夠更多地參與到課堂當中，個性化地關注每一個學生知識、技能和情感的發(fā)展，注重學生思維的提升，讓學生像專家一樣進行批判思考，改變原來只強調(diào)對知識的記憶和機械地重復操練技能的觀念，強調(diào)對思維的精細加工，讓學習的成果能夠更好地遷移和深化，在一定程度上解決在淺層學習環(huán)境中以顯性知識為主要獲取內(nèi)容，忽略學科思想、學科能力、理解力的問題，讓學生的學習不再只是“知識至上”為目標導向，而是要產(chǎn)生觸及學生“靈魂”的深度學習。

綜上所述，基于STEM 理念構(gòu)建信息科技深度學習課堂并不是各個概念之間的簡單疊加，三者相互滲透和融合，具有緊密的內(nèi)在聯(lián)系和一致性，而且STEM 理念、深度學習與信息科技課程均追求素質(zhì)教育，以學生全面發(fā)展為核心，以追求素質(zhì)教育為目標，為的是培養(yǎng)具備21世紀核心技能的創(chuàng)新型人才。

三、基于STEM 理念的信息科技深度學習任務群構(gòu)建

在明確了STEM 理念和信息科學、深度學習的關系后，以多任務混合式精準課堂教學模型為例，從任務設置、任務驅(qū)動、任務解決三個方面闡述如何基于STEM 理念構(gòu)建信息科技深度學習任務群，指向深度學習的信息科技課堂構(gòu)建。

多任務混合式精準教學模型是依據(jù)任務驅(qū)動學習理論、建構(gòu)主義學習理論和混合式學習理論，基于智慧課堂教學平臺提出的教學模型。該模型相比于其他模型，最大的特點在于構(gòu)建多個學習任務，通過多任務混合聯(lián)結(jié)驅(qū)動學生學習，涉及課前、課中、課后等多個環(huán)節(jié)，具有可操作性、可推廣性。

1.任務設置：聚焦真實問題解決

任務群中的任務設置基于本節(jié)課的教學目標，圍繞學科核心內(nèi)容，選取多個與學生相關的、有意義的真實生活場景，促進學生的持續(xù)探究。在STEM理念下，任務設置中關鍵的一點在于要聚焦真實問題的解決。真實問題的解決一般要具備兩個基本條件，一是真實問題要包含真實的情景，這樣可以在一定程度上避免問題的去情景化，讓學生能夠更好地將已掌握的知識在新的問題情境中順向遷移；二是對真實問題的處理有助于提高學生的實際技能，學生可以利用實際問題與課程內(nèi)容和課堂教學間的聯(lián)系，進一步拓展自己的視野，從而實現(xiàn)知識結(jié)構(gòu)的外顯，更好地訓練其實際操作能力。在多任務混合式精準教學模型中，在信息科技課程任務設置的過程中，首先是設置找尋真問題的任務。教師引導學生通過手中的智慧平板查閱與任務相關的資料，然后對任務進行全面細致的分析判斷，抓住任務的關鍵，弄清楚解決任務中所包含的真實問題。其次是要設置探究真實問題的解決方法的任務。教師引導學生充分利用抽象思維、形象思維以及計算思維等，結(jié)合已有的信息科技認知結(jié)構(gòu)，對真實問題進行分析，探尋解決真實問題的方法和途徑。再次是設置小組之間的交流討論任務。學生借助智慧平板對解決真實問題的不同方法進行對比，可以更加有效地幫助學生提升解決問題的能力。最后是設置檢查、總結(jié)和反思的任務；教師引導學生利用智慧平板記錄真實問題解決的整個過程，利用智慧平板對常規(guī)的解決信息科技問題的方法進行梳理歸納，同時標注靈活簡便的解決方法，讓學生能夠在下次解決真實問題的時擇優(yōu)使用，以此提高學生的思維能力，達到深度學習的目標。

2.任務聯(lián)結(jié)：多任務聯(lián)結(jié)驅(qū)動

任務群中的任務聯(lián)結(jié)是指任務群中的多個任務之間應當是環(huán)環(huán)相扣、層層遞進的，學生在探究的過程中，在一個接一個任務的引導驅(qū)動下，能夠更深層次參與到探究過程中，解決碎片化、孤立的探究難以促進學生知識的內(nèi)化，促進學生探究的持續(xù)和深入，逐步激發(fā)學生學習的潛能。在STEM 理念下，多任務混合式精準教學模型的任務聯(lián)結(jié)是設計一系列相關的學習進階任務，貫穿課前、課中和課后。在課前，教師可以根據(jù)本節(jié)課的教學目標設置前置性學習任務，為課上的教學打下基礎；在課中，教師可以利用學習任務單，有意識地引導學生將各個任務聯(lián)結(jié)在一起，利用智慧平板讓學生進行自我校對、組間討論、互相評價等，慢慢形成元認知能力、反思能力等關鍵性學習能力；在課后，教師可以根據(jù)學生在課上的掌握情況，布置個性化的學習任務，供學生有選擇地進行課后教學補償、復習和鞏固練習。在多任務的聯(lián)結(jié)驅(qū)動下，學生更加積極主動地探尋知識之間的深層邏輯、辨思質(zhì)疑、審視批判，更有機會進入到深度學習當中。

3.任務解決：技術(shù)賦能精準高效

任務群中的任務解決是在教師的引導下，學生將多個聯(lián)結(jié)的任務一一完成。在完成多個學習任務后，學生會產(chǎn)生強大的自信心，主動尋找相似的真實情境去構(gòu)建新知與未知的聯(lián)系，在原有知識的基礎上構(gòu)建出新的具有實際意義的新結(jié)構(gòu)。多任務混合式精準教學模型能夠解決傳統(tǒng)課堂無法確定學生是否完成了教師布置的學習任務的問題，準確把握學生學習任務完成情況，針對任務完成過程中存在的問題采取相應舉措，主要包括課前預習、學生參與、問題解決、知識掌握、課后作業(yè)五大方面，從課前、課中、課后全程動態(tài)掌握學生的任務完成狀況和學習發(fā)展情況，幫助學生更好地發(fā)現(xiàn)自身學習的不足，真正讓技術(shù)賦能，精準高效地解決問題和完成任務。技術(shù)賦能下的任務精準高效解決有助于學生個性化學習的真實發(fā)生，解決了傳統(tǒng)班級授課制之下的統(tǒng)一與個性化的矛盾，增強了學生的課堂參與度。通過對學生不間斷的監(jiān)控與管理，對學生學習情況持續(xù)性的評價，既可以讓學生了解自己的學習狀況和思維發(fā)展水平，也可以幫助教師根據(jù)數(shù)據(jù)優(yōu)化教學策略，以動態(tài)的視角對學生的高階思維進行評價，促進學生高階思維的良性發(fā)展，進一步助力深度學習的目標實現(xiàn)。