STEAM教育，引領(lǐng)信息技術(shù)課程創(chuàng)新

曲立超 | 廣東省深圳市光明區(qū)玉律學(xué)校

在傳統(tǒng)教育理念的影響下，教職人員在開展相關(guān)的教學(xué)活動(dòng)時(shí)，通常會(huì)重視理論知識(shí)的指導(dǎo)而忽視對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)。在中學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)中，教師往往局限于教學(xué)的具體內(nèi)容，囿于操作電腦系統(tǒng)和多媒體，容易使學(xué)生失去探索欲。

伴隨著新課改的不斷推進(jìn)，更多的教育手段運(yùn)用到中小學(xué)教學(xué)之中，其中就包括STEAM教育理念在信息技術(shù)教育教學(xué)中的實(shí)踐。

STEAM教育理念源于美國(guó)，最初是為了深化科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)方面的教育，STEAM即這五類學(xué)科的英文首字母。2015年，教育部第一次提出了關(guān)于STEAM的教育觀，并將其確定為學(xué)生必修的課程之一進(jìn)行推廣。STEAM涉及范圍較廣，包含了軟件技術(shù)、人工智能、編程、3D打印等，更注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力，旨在從多學(xué)科層面有效提升學(xué)生的綜合素質(zhì)，形成新的學(xué)習(xí)格局，促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展。

目前，STEAM在中小學(xué)的信息技術(shù)教學(xué)中運(yùn)用較少，實(shí)操過程還存在一些問題。同時(shí)，結(jié)合我國(guó)現(xiàn)階段人工智能教學(xué)的普及情況來看，國(guó)家對(duì)教師的要求提高，同時(shí)教師又面臨升學(xué)的壓力，課程設(shè)計(jì)仍在摸索之中，各方面的落實(shí)都需要不斷實(shí)踐，才能切實(shí)在中學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中融入STEAM教育理念，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的全面發(fā)展。

中學(xué)首先要重視信息技術(shù)課程教學(xué)的設(shè)計(jì)，將新型的教學(xué)方法和理念融入其中，同時(shí)在STEAM教育理念之下，更加注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)操能力，注重學(xué)生全方位、多角度的發(fā)展。此外，基于人工智能模塊的發(fā)展與融合現(xiàn)狀，更應(yīng)該關(guān)注社會(huì)需要的復(fù)合型人才所應(yīng)具備的能力，培養(yǎng)學(xué)生的互聯(lián)網(wǎng)思維，不斷更新學(xué)生的認(rèn)知和相關(guān)理念。

教師要充分理解STEAM與人工智能的教育內(nèi)涵

信息技術(shù)學(xué)科一直都是被忽視的存在，一方面是現(xiàn)行的考試制度導(dǎo)致了師生的不重視；另一方面就是這門課程的內(nèi)容固定且單一，在“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，學(xué)生能夠接觸到的知識(shí)要比課堂上學(xué)到的多，自然而然，傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容就跟不上學(xué)生的認(rèn)知，滿足不了學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，難以引起學(xué)生的興趣。

對(duì)于長(zhǎng)期從事學(xué)校教育的信息技術(shù)教師來說，STEAM理念和人工智能都是比較新的領(lǐng)域，教師對(duì)這些理念和相關(guān)知識(shí)并沒有較為深入的了解。應(yīng)從認(rèn)識(shí)相關(guān)理念開始，分析STEAM教學(xué)理念和人工智能的具體內(nèi)涵，并尋找人工智能、STEAM教育理念和信息技術(shù)在中學(xué)信息技術(shù)課堂展開教學(xué)的連接點(diǎn)。在實(shí)際的教學(xué)操作過程中，教師可以深挖實(shí)踐過程，向其他教師取經(jīng)，深入了解STEAM教育理念和人工智能在信息技術(shù)教學(xué)的實(shí)際應(yīng)用。

例如，可以向接觸過STEAM教育理念的教師學(xué)習(xí)，借鑒國(guó)內(nèi)外STEAM教育的成功經(jīng)驗(yàn)，深入學(xué)習(xí)STEAM教學(xué)理念的本質(zhì)，了解其理念內(nèi)核。教師可以將自己的課件設(shè)計(jì)和課堂實(shí)際充分結(jié)合起來，融入STEAM教育理念和人工智能模塊，在不斷的實(shí)踐中成長(zhǎng)，發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，最終提升自己的教學(xué)能力，深化對(duì)新型教學(xué)理念和方法的認(rèn)知。

將人工智能融入信息技術(shù)教育

從現(xiàn)有的發(fā)展情況來看，雖然在普及人工智能基礎(chǔ)教育時(shí)有諸多限制，但仍可以有所突破。

在設(shè)計(jì)人工智能教育相關(guān)課程時(shí)，需要堅(jiān)持落實(shí)教育的本質(zhì)，培養(yǎng)全面發(fā)展的人，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和發(fā)展理念，不斷強(qiáng)化人工智能基礎(chǔ)教育。教師可以在各學(xué)科課程中結(jié)合多媒體等設(shè)備普及人工智能的普適性知識(shí)。

例如，可以在數(shù)學(xué)、美術(shù)、科學(xué)等課堂上結(jié)合課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)，廣泛普及人工智能的基礎(chǔ)性知識(shí)。在中學(xué)信息技術(shù)課程中，可以將人工智能作為專題活動(dòng)，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行專題學(xué)習(xí)。讓學(xué)生在課堂上學(xué)習(xí)一些簡(jiǎn)單的編程語言，系統(tǒng)了解人工智能的內(nèi)涵；通過體驗(yàn)人工智能產(chǎn)品，比如智能音箱、智能家電等來激發(fā)學(xué)生對(duì)人工智能的興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新能力、編程能力、實(shí)操能力。教師還可以通過小組合作形式，開發(fā)人工智能模塊，在小組內(nèi)和小組之間進(jìn)行專業(yè)的人工智能知識(shí)的學(xué)習(xí)活動(dòng)，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、認(rèn)知水平和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。

結(jié)合STEAM理念與人工智能，制定中學(xué)信息技術(shù)教學(xué)目標(biāo)

課堂教學(xué)要以教學(xué)目標(biāo)為準(zhǔn)，所以在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)和運(yùn)用時(shí)，首先要在中學(xué)信息技術(shù)課堂中設(shè)置相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)，從多方面出發(fā)，融入學(xué)生的情感價(jià)值體驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高其學(xué)習(xí)積極性。

例如，在學(xué)習(xí)信息技術(shù)的相關(guān)具體操作時(shí)，教師可以先將班內(nèi)的學(xué)生進(jìn)行分工，使學(xué)生通過相互交流的形式進(jìn)行實(shí)際操作。同時(shí)，學(xué)生還要學(xué)習(xí)使用電腦的各種方法，逐步培養(yǎng)和提高自己的獨(dú)立思考和實(shí)操能力，通過合作學(xué)習(xí)，增強(qiáng)主人翁意識(shí)，積極參與課堂活動(dòng)，增進(jìn)對(duì)人工智能的了解，與同學(xué)建立伙伴關(guān)系。這也符合STEAM的協(xié)作性理念，在實(shí)際操作過程中推動(dòng)學(xué)生相互學(xué)習(xí)、共同進(jìn)步。

根據(jù)STEAM的情境理念，創(chuàng)設(shè)情境

新課改背景下，創(chuàng)造相應(yīng)的教學(xué)情境也是當(dāng)前信息技術(shù)教學(xué)改革的重要內(nèi)容。情境教育理念在STEAM的教育理念中占據(jù)主要位置。將其運(yùn)用于中學(xué)生的信息技術(shù)學(xué)習(xí)，能夠活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)生探索欲。教師可以通過引起學(xué)生的興趣引入課堂教學(xué)，豐富教學(xué)內(nèi)容。教師在創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的情境時(shí)，需要與學(xué)生的日常生活相關(guān)聯(lián)，并體現(xiàn)人工智能的內(nèi)容。

例如，通過展示智能音箱或用多媒體播放智能家居生活的場(chǎng)景視頻，使學(xué)生自行體會(huì)智能生活帶給人的便利，談?wù)撟约荷钪杏玫?、接觸到的人工智能。將這些信息綜合在一起，可以使學(xué)生充分了解人工智能的具體生活運(yùn)用實(shí)例，獲得新的知識(shí)，同時(shí)也可以開闊學(xué)生的視野，提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性。

引導(dǎo)學(xué)生自主探究，實(shí)踐出真知

自主探究的教學(xué)方法有利于改變傳統(tǒng)課堂的現(xiàn)實(shí)困境，能夠提升學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。在進(jìn)行信息技術(shù)教學(xué)時(shí)，運(yùn)用自主探究的學(xué)習(xí)方法，能夠使學(xué)生不斷提高實(shí)操的頻率，提高獨(dú)立自主能力。學(xué)生可以根據(jù)自主探究的學(xué)習(xí)方法，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，落實(shí)STEAM教學(xué)理念。在進(jìn)行人工智能模塊的信息技術(shù)教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)組織學(xué)生以小組探究的形式進(jìn)行學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生“打破砂鍋問到底”的意識(shí)，提高其學(xué)習(xí)自主性。

在探究活動(dòng)中，先讓學(xué)生進(jìn)行對(duì)人工智能生活實(shí)例的討論和學(xué)習(xí)，再進(jìn)行實(shí)際操作的相關(guān)訓(xùn)練。比如，在學(xué)習(xí)編程語言時(shí)，教師先引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行個(gè)人學(xué)習(xí)，仔細(xì)研究相關(guān)的編程語言，并在此過程中了解到編程語言背后的意義、可能取得的成果等。然后，可以組織學(xué)生以小組為單位進(jìn)行探討，對(duì)寫出的編程語言進(jìn)行交流和分析糾錯(cuò)，根據(jù)學(xué)生的表現(xiàn)再安排合適的學(xué)習(xí)內(nèi)容，保證學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中都有所收獲。在實(shí)際操作的過程中，學(xué)生可以相互交流，提出意見或補(bǔ)充說明看法，在出錯(cuò)時(shí)可以進(jìn)行探討，是哪一步出錯(cuò)了，為什么有些要加“：”，有些卻不必加？這樣可以有效地提升學(xué)生對(duì)人工智能和編程語言的認(rèn)識(shí)。最后，針對(duì)在實(shí)際操作過程中遇到的問題，學(xué)生可以自己在課下了解并尋找解決方法，也可以請(qǐng)教老師或其他同學(xué)。自主探究學(xué)習(xí)，可以不斷挖掘?qū)W生的潛能，使學(xué)生在相應(yīng)的實(shí)踐中消化所學(xué)的內(nèi)容，熟練掌握本節(jié)信息技術(shù)課程的內(nèi)容。學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體，可以通過自主探究，有效地進(jìn)行自我突破，完成對(duì)知識(shí)的內(nèi)化，構(gòu)建知識(shí)框架，為下一步深入了解人工智能做準(zhǔn)備。

在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，互聯(lián)網(wǎng)、多媒體等都為社會(huì)的發(fā)展提供了條件。在信息技術(shù)教育中，應(yīng)用人工智能、STEAM理念等新型教學(xué)方法，能夠促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展，提高學(xué)生的綜合能力，促進(jìn)中學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)的發(fā)展，為國(guó)家培養(yǎng)高素質(zhì)人才。在具體的實(shí)踐過程中，教育工作者應(yīng)注意教育教學(xué)生活化，加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，不斷地嘗試運(yùn)用新的教學(xué)方法和理念進(jìn)行教學(xué)，提高中學(xué)信息技術(shù)教學(xué)的教育成效，完善教育的功能。