STEM教育在信息技术学科中的融合

作者:未知

  【摘 要】STEM教育是科学、技术、工程和数学的教育,它不是四门学科的简单叠加,它强调跨学科知识的融合,培养学生的实践能力和创新精神。在信息技术学科中融合STEM教育,有利于丰富信息技術学科的课程资源,提高课程内容的实践水平,能有效地落实学科教学目标,更好地培养学生的信息技术学科核心素养。
   【关键词】STEM教育;信息技术;学科融合
   STEM教育是一种综合性的课程,主要是培养学生的真实问题解决能力、创新能力和创新精神。信息技术学科是一门培养学生信息素养,帮助学生掌握信息技术基础的知识与技能,增强信息意识、发展计算思维、提高数字化学习与创新能力,树立正确的信息社会价值观和责任感的课程。在信息技术学科中融合STEM教育,有利于丰富信息技术学科的课程资源,提高课程内容的实践水平,能有效地落实学科教学目标,符合我国创新人才的培养需求,可以为信息技术学科的改革和发展提供新的思路和方向。
   一、理解STEM教育
   STEM教育是科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)和数学(Math)的教育。STEM教育最早源于美国,1986年,美国国家科学委员会提出重振美国的理工科教育,发布了《本科的科学、数学和工程教育》报告,首次提出SEM教育的纲领性建议。1996年,美国国家科学基金会在《塑造未来——对美国大学理工教育的新期望》报告中提出SMET概念。2001年,STEM逐步取代SMET,成为四门学科的统称。2007 年8月,美国国会通过《国家竞争力法》,STEM教育成为美国国家战略。2015年,美国颁布《STEM教育法》,形成STEM教育体系。
   随着STEM教育在美国的发展,这一概念也被国内的大众所熟知。在国内,STEM的概念被不断丰富和发展,人们在STEM中间加进了艺术“Art”,使之成为STEAM,后来又加进了写作“Writing”,使之成为STREAM。STEM已经成为跨学科融合的代名词,它不是四门学科知识的简单叠加,而是强调将不同学科的知识进行融合,形成一个有机统一体,以便更好地培养学生的实践能力、创新精神和STEM综合素养。
   二、在信息技术学科中融合STEM教育的意义
   在长期的中小学教学中,“双基”一直处于统治地位,受这种情况的影响,在信息技术学科教学中,许多教师一味追求技术操作层面的内容,例如,在教学画图模块《画方形和圆形》时,教师向学生演示使用矩形和椭圆工具画出教材中的图形,然后让学生自主完成本节课的内容。在这样的课堂中,教师关注的仅仅是作品的完成度,教学的结果往往只是学生完成了某一个作品,掌握了一点知识与操作技能,缺少思维层次的提升,并不能形成解决实际问题的能力,创新能力的培养更是缺失。
   在信息技术学科教学中融合STEM教育,有利于学生将所学的知识和技能,迁移到解决实际生活中的问题,并能引发思考,以便将来能应对更加复杂的情况。同时,信息技术学科和STEM教育都具有很强的实践性,在教学中可以采用STEM教育中常用的项目学习法(PBL)。如在画图、编程、机器人等模块教学中,可以把每一节课的学习内容项目化,将跨学科的内容、高级思维能力发展和真实的项目需求联系起来,学生在完成作品的过程中,获得跨学科的知识和技能,创造性运用知识解决社会性问题的能力。再者,信息技术学科本身的技术性与STEM教育的技术性要求不谋而合。STEM教育强调培养学生的技术素养,学生需要学会使用技术来激发和简化创新的过程,表现多样化的成果,分享创意。在信息技术学科中,不仅仅要学生学会软件的基本操作,而且需要理解背后的技术思想,达到触类旁通的目的。如在三维建模单元的学习中,需要学生理解空间的概念,点、线、面、体的关系,这些核心内容在不同的三维建模软件中都是相通的,理解了这些就会掌握这一类工具的使用方法,为学生未来解决实际需求服务。因此,在信息技术学科中融合STEM教育,可以让信息技术学科核心素养在课堂中落地生根。
   三、信息技术学科中融合STEM教育的路径
   STEM教育追求的是一种跨学科整合的课程模式。在现阶段的学校教育中,额外增加新的学科,牵扯的方面比较多,推进难度比较大。因此,在学科教育中开展STEM教育的融合就成了广大教师的首选。在信息技术学科中融合STEM教育,可以从课程目标维度、课程内容组织、课程评价方式等方面进行。
   (一)引入STEM素养,优化课程目标维度
   目前,在信息技术学科教学目标中,知识与技能是比较重要的一个方面,重在考量学生对双基的理解;在STEM教育的素养目标中,知识融通与应用是其中比较重要的方面,重在培养学生对知识的融会贯通,解决实际问题的能力。我们可以将信息技术课程三维目标融合进STEM素养目标,让目标更具体,更有操作性。
   例如,三维建模《设计花瓶》一课的教学目标可以这样设定:(1)知道花瓶的结构组成、外形特征;(2)学会“构造”-“旋转”工具的使用方法;(3)在设计花瓶模型的过程中,体验项目实施(问题解决)的一般过程;(4)体会对花瓶组成部分的宽度、长度与形状的改进,就能创作出与众不同的花瓶作品,培养学生的创新意识。
   (二)采用项目化学习模式,重构课程组织形式
   在常规的信息技术学科教学活动中,教师们已经形成了一套相对固定的教学模式,“讲授—操作—再讲授”深得人心。如在教学Scratch编程《花朵缤纷》时,学生在老师分步讲授结束之后开始操作,拼命完成最终作品是学生追求的目标。采用项目化学习重构本节课后,学生在项目情境中,对需要解决的“如何让花朵开满整个花园”的问题进行研究,最终确定四个循序渐进的子问题:(1)用一瓣花瓣画一朵花;(2)花开一处;(3)花开满园;(4)花朵缤纷。并在项目实施过程中进行充分的表达、交流、讨论与合作,完成物化作品成果,整个过程中,学生将知识融会贯通,形成了问题解决能力,提高了实践能力。
   (三)开展多种课程评价方式,丰富评价的手段
   受传统学科评价方式的影响,信息技术学科一般采用量化考核的方式对学生进行评价。通过试卷评价来检查学生对知识的认识、理解以及掌握程度。通过上机操作来检查学生运用所学知识创作作品的信息能力水平。STEM教育则采用过程性评价和结果性评价相结合,表现性评价、档案袋评价等为主的多样化评价方式。在信息技术课程中,我们可以引入过程性评价,突出形成性评价,使得评价贯穿整个教学过程,我们要结合教学目标,设计合适的评价量规,通过学生参与每一节课的课堂表现以及他们平时作品的完成情况,对学生进行综合评价。
   【参考文献】
   [1]普通高中信息技术课程标准[M].北京:人民教育出版社,2018:1-3.
   [2]付德旺.奥巴马强调STEM教育的重要性[J].基础教育参考,2011,(7):29.
   [3]余胜泉,胡翔.STEM教育理念与跨学科整合模式[J].开放教育研究,2015,21(4):12-13.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/9/view-15387603.htm

服务推荐