STEM教育理念下的高中信息技术教学策略研究

来源:用户上传      作者:吴斌姬

　　摘 要：随着对高中信息技术学科教学改革的深化与教学实践研究的深入，STEM教育理念在高中信息技术教学中的应用越来越受到关注。在对STEM教育理念内涵和特点认知的基础上，剖析高中信息技术教学的现状，并且尝试性地探索STEM教育理念下的高中信息技术教学策略，旨在通过STEM教育理念达到提升高中信息技术教学效果的目的，为培养学生的信息素养和综合能力提供教学支持，以推动高中信息技术教学的改革与完善。
　　关键词：高中信息技术;STEM教育理念;教学策略
　　
　　高中信息技术学科教学是以学生运用相关信息技术知识和解决实际问题为教学的重点内容，还涉及算法、数据结构等方面的知识内容，是具有拓展性的高中学科课程。高中信息技术是以问题的解决和学习为主要的教学模式。无论是教师的信息技术教学，还是学生对信息技术的学习，都涉及对数学、计算机科学、工程学等多门学科知识内容的融合。STEM教育理念既为高中信息技术教学提供教与学思维层面的影响，又为高中信息技术教学提供教学模式。
　　一、 STEM教育理念
　　针对STEM教育理念，我们可以从其内涵与特征两个层面展开认知与探索，以对STEM教育理念形成较为全面的认识，以对其在高中信息技术教学中的应用提供支持。
　　（一） STEM教育理念内涵
　　STEM是科学、技术、工程和数学四门学科相融合相交叉的简称。一方面，STEM教育理念绝对不是这四门学科叠加之后的意义，而且将科学、技术、工程和数学学科相融合后所形成的有机整体。例如，科学的原理与思维为学生建构数学模式和设计算法提供支持;数学学科的知识内容为学生解决编程问题构建数学模型。STEM教育理念是具有跨学科的教育教学理念，教師在STEM教育理念下实施教学活动，不应将教学的重点落在某个特定学科的范畴之内，而应使教学点落实在综合运用跨学科的知识来解决实际问题。另一方面，STEM素养是教师在学科教学中将零碎的且分门别类的知识相联系相融合对学生进行教学活动所形成的。在高中信息技术教学中，教师在看似杂乱的多门学科相融合的教学情境中重视培养学生对相关问题的设计与解决的能力，并且支持以多种形式开展学习，如小组合作、任务型学习、实践性教学等。
　　（二） STEM教育理念特征
　　STEM作为一种教育理念，有其一定的特征，集中体现在跨学科性、情境化和实操性三个主要方面，以使STEM教育理念更好地与学科教学相结合，促进学科教学的发展为高效课堂教学的打造提供支持。
　　1. 跨学科性
　　教师在STEM教育理念下实施学科教学，使得高中信息技术教学具有明显地跨学科性的特征。跨学科性使得高中信息技术教学在培养学生的思维方面发挥出重要的作用，以及运用多门学科知识与技能解决实际问题的综合能力得以有效提升。
　　2. 情境化
　　在STEM教育理念下进行高中信息技术的教学，教师需要为学生创设相关的情境，使得STEM教育理念的情境化特征得以突显。在情境化的高中信息技术的教学中，教师不但要为学生创设具有生活气息且有挑战性的情境，而且要将相关的理论知识融入情境之中，使得学生在解决实际问题的过程中获取新的知识和提升综合能力。
　　3. 实操性
　　高中信息技术在STEM教育理念下实施教学活动，教师既要重视学生对相关知识内容的获取，而且侧重学生的体验感，以突出STEM教育理念所具有的实践性特征。例如，教师应鼓励学生参与设计，如对机器人的各个模式进行设计，使得知识内容得以融会贯通与迁移。学生在实际动手操作中掌握相关的知识，提升综合运用知识解决实际问题的能力。
　　二、 高中信息技术教学现状
　　针对高中信息技术教学，主要从教学内容、教学目标与实际教学和学生自主学习情况三方面对目前的高中信息技术教学的实施现状进行认知与分析，以对高中信息技术教学形成全面的认知，为在学科教学中应用STEM教育理念奠定基础。
　　（一） 高中信息技术教学内容
　　目前，在高中信息技术教学内容中，教师重在编程方面的教学指导，而存在对信息技术所蕴含的多学科相融合相交叉内容教学的不足。这种教学内容，一方面，使得高中生对机械化单调化的信息技术教学内容兴趣不高，进而影响到课堂教学的效果。在高中信息技术教学中，教师仅仅以教材为本，而缺乏对学生学情的认知，如对学生已有信息技术水平的了解，就会出现教学效率低下的问题。另一方面，教师信息技术教学内容对多学科相交叉相融合的缺失，对教材内容把握不准，就会导致对学生综合能力培养情况的不乐观。
　　（二） 教学目标与实际教学
　　目前，高中信息技术传统教学模式与教学目标二者存在一定的问题。一方面，教师依据信息技术的教材内容进行教学，常会使学生处于被动接受知识的学习状态;教师在高中信息技术教学中所表现出来的重理论轻实践的现象，会导致学生实践能力欠缺。这种教学模式必然会影响到通过高中信息技术教学培养学生信息素养教学目标的有效落实。另一方面，高中信息技术传统教学模式对于培养学生运用信息技术解决实际问题的能力表现出力不从心，使得在教学中落实学科教学目标处于尴尬的处境。
　　（三） 学生自主学习情况
　　高中信息技术教学在学生自主学习方面存在形式化的现象。我们设置高中信息技术学科是为了发展学生的兴趣与特长。但是学生在对信息技术进行自主学习的实际过程中则会受到诸多因素的影响，如学校的硬件支持、师资情况和学时的限制等。在这种实际情况下，不但导致学生特长的发挥受阻，而且还会影响到高中信息技术的实际教学效果。
　　三、 STEM教育理念下的高中信息技术教学策略
　　教师应用STEM教育理念对高中信息技术教学进行改革与完善，既体现在对高中信息技术教学模式的调整，又体现在高中信息技术教学实践的各个因素之中，以达到优化高中信息技术教学的效果，实现高中信息技术教学效率提升的根本目的。 　　（一） 调整高中信息技术教学模式
　　以高中信息技术教学目标，即培养学生的信息素养为导向，对信息技术教学进行整体规划。教师在STEM教育理念下进行高中信息技术教学应为学生创设问题型的信息技术学科教学模式。例如，在粤教版高中算法的教学中学生体验通过计算机程序编制解决实际问题的教学中，教师可以引导学生通过编制计算机程序解决“韩信点兵”的问题。教师可以引导学生运用已学的相关知识，并且利用数学和工程学的知识来设计一个方案。在方案具体实施阶段前，教师应鼓励学生以小组的形式对方案进行讨论。整节信息技术课教师应以学生的实际问题为出发点，在明确问题的前提之下，引导学生进行跨学科思考且制定出合理化的問题解决方案，使得方案的实施与对方案的交流反思有机结合，以达到对问题解决方案的优化，在实践中解决问题。在这种信息技术的教学模式中，不但能有效地调动起学生的思维参与到信息技术的教学活动之中，而且能指导学生通过实践的途径进行相关知识点的学习与掌握。
　　（二） 优化高中信息技术教学实践
　　教师在STEM教育理念下对高中信息技术教学进行设计应重视对信息技术教学实践的优化，以使教学内容符合学生的实际需求。一方面，高中信息技术实践教学内容中蕴含着丰富的知识内容与能力培养，学生在实践活动的过程其实就是对问题所涉及的多层面知识内容的融合与自身实践能力的提升。另一方面，教师应通过高中信息技术教学实践不但培养学生的动手操作的能力，而且重在培养学生的综合性的思维能力。例如，在高一Word软件内容的学习中，教师可以引导学生通过完成相关的任务进行网络搜索实践性质的学习。
　　（三） 完善高中信息技术教学形式
　　1. 情境化教学
　　在高中信息技术教学中，教师应用STEM教育理念应采用情境化的教学形式。一方面，情境化的高中信息技术教学，易于教师从学生实际生活出发提出问题，既可以有效地调动起学生参与信息技术教学活动的兴趣，又能使学生认知到信息技术学科的应用价值。例如，在粤教版高中选择结构的算法的教学中，教师可以为学生创设利用计算机系统服务于无人售票的公共汽车的情境。教师可以依据情境引导学生思考如何使计算能判断出乘客需要购买的车票类型。另一方面，情境化能使学生认识到信息技术实际运用的情况，为学生在解决实际问题中融合多门学科提供支持。
　　2. 小组合作学习
　　在高中信息技术教学中，教师应用STEM教育理念，应发挥出指导者与协助者的积极效能。教师可以依托小组合作学习的教学形式，引导学生通过小组协同合作不仅仅为学生跨学科思考问题提供支持，而且提升自身综合运用知识解决实际问题的能力。在学生进行小组协同合作学习的过程中，教师既要鼓励学生之间进行知识层面的碰撞，又要关注学生个体的实际情况。
　　（四） 重视认知资源的整合教学
　　教师在STEM教育理念下对学生进行高中信息技术教学，应在教学中重视对认知资源的整合。一方面，对跨学科资源进行整合。在高中信息技术的教学中，教师可以依托具体化的问题，引导学生进行跨学科的思考，既使学生认识到信息技术的相关问题会涉及诸多学科领域，又能为学生进行跨学科解决信息技术教学的实际问题提供思维模式。另一方面，对认知层面的资源进行整合。学生对信息技术的探究能力是建立在对实际问题实践的基础之上的。教师应指导学生通过实践形成对相关领域知识内容的融合，在思维层面建构资源整合的意识。
　　四、 结语
　　教师应在STEM教育理念下对高中信息技术教学的各个环节实施优化的教学设计，既能有效地调动起学生进行信息技术学习的内驱动力，为通过高中信息技术教学培养学生的信息素养的教学目标奠定基础，又能实现通过信息技术教学提升学生综合运用多门知识与技能解决实际问题的能力，为学生思维模式的建构提供信息技术教学层面的支持。
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　　作者简介：吴斌姬，福建省宁德市，霞浦县第七中学。
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