在信息技術(shù)課堂實(shí)施STEAM教育的探索與實(shí)踐

江蘇省蘇州市蘇州工業(yè)園區(qū)第三實(shí)驗(yàn)小學(xué) 徐步東

當(dāng)前，信息技術(shù)課堂和社團(tuán)廣泛地開(kāi)展了STEAM教育，常見(jiàn)的形式有編程開(kāi)源創(chuàng)客組件、編程開(kāi)源機(jī)器人等，在搭建和編程中探究人工智能，完成一些有現(xiàn)實(shí)意義的任務(wù)。所以，在中小學(xué)開(kāi)展STEAM教育的主要目標(biāo)是使學(xué)生掌握基于任務(wù)探究的最基本思想，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力及創(chuàng)新能力，以及團(tuán)隊(duì)合作解決問(wèn)題的能力等。目前，STEAM教育已經(jīng)在各地小學(xué)信息技術(shù)教材中得到體現(xiàn)。本文結(jié)合筆者多年在信息技術(shù)課堂上實(shí)施STEAM教學(xué)實(shí)踐中遇到的困惑和教學(xué)方法進(jìn)行分析，希望能夠?yàn)镾TEAM教育在信息技術(shù)課堂上的實(shí)施建言獻(xiàn)策。

一、在信息技術(shù)課堂上實(shí)施STEAM教育的意義

STEAM教育的本質(zhì)是集合了數(shù)學(xué)、科學(xué)、藝術(shù)、信息等多學(xué)科內(nèi)容的綜合性教育。在這樣的教學(xué)中，教師需要讓學(xué)生掌握最新的科技，但是科技又不是學(xué)習(xí)的全部目的，教學(xué)實(shí)施時(shí)更強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科的知識(shí)學(xué)習(xí)和運(yùn)用，這才是STEAM教育的根本理念。以STEAM教育為指導(dǎo)的信息技術(shù)課堂，強(qiáng)調(diào)的是如何讓學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容和真實(shí)事件進(jìn)行關(guān)聯(lián)，在有現(xiàn)實(shí)意義的學(xué)習(xí)情境中進(jìn)行探究，把信息科技知識(shí)和數(shù)學(xué)、科學(xué)、藝術(shù)融合到一起，通過(guò)知識(shí)遷移、應(yīng)用轉(zhuǎn)化，最終以某個(gè)項(xiàng)目的形式呈現(xiàn)。最終的作品可以是一個(gè)程序、一個(gè)STEAM案例、一個(gè)機(jī)器人創(chuàng)意、一個(gè)可以打印出來(lái)的3D作品。教師在這個(gè)過(guò)程中要關(guān)注的是比最終的成果更加重要的過(guò)程，在引導(dǎo)學(xué)生實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中，要能夠把數(shù)學(xué)、科學(xué)、藝術(shù)、信息的內(nèi)容融合運(yùn)用，在這個(gè)案例中綜合運(yùn)用，讓學(xué)生能夠進(jìn)行更深層次的、更深刻的理解，讓學(xué)生能夠整合運(yùn)用已學(xué)知識(shí)進(jìn)行自主探究，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生高階思維能力的訓(xùn)練，這樣就能體現(xiàn)STEAM教育的價(jià)值，這就是STEAM教育的真正理念。信息技術(shù)教學(xué)實(shí)施STEAM教育，可以讓學(xué)生真正成為課堂學(xué)習(xí)的主人，去發(fā)散思維、去探究信息技術(shù)知識(shí)，讓學(xué)生逐漸領(lǐng)略到信息技術(shù)在創(chuàng)造領(lǐng)域的重要性與意義，同時(shí)可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維與創(chuàng)造力。

二、STEAM理念在信息技術(shù)課堂實(shí)施時(shí)常見(jiàn)的困惑

由于STEAM教育走進(jìn)信息技術(shù)課堂時(shí)間比較短，在信息技術(shù)課堂上實(shí)施STEAM教育時(shí)，教師沒(méi)有豐富經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，只能一邊實(shí)施一邊改進(jìn)，所以在實(shí)施STEAM教育的過(guò)程中，會(huì)遇到很多困惑。

（一）缺少優(yōu)質(zhì)的STEAM教學(xué)硬件資源

近年來(lái)，信息技術(shù)課堂上出現(xiàn)了STEAM的教育內(nèi)容，市場(chǎng)上也出現(xiàn)了種類(lèi)繁多的STEAM教學(xué)開(kāi)源硬件組裝包和STEAM開(kāi)源機(jī)器人等STEAM設(shè)備。教師選用開(kāi)源硬件時(shí)經(jīng)常遇到這些問(wèn)題：首先，STEAM教育硬件價(jià)格昂貴，一個(gè)教學(xué)班級(jí)配置下來(lái)少則幾萬(wàn)元，多則十多萬(wàn)元；其次，STEAM設(shè)備屬于比較精密的儀器設(shè)備，在教育教學(xué)中極易損壞。筆者通過(guò)幾年的教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，如果在班級(jí)進(jìn)行普及性教學(xué)，每學(xué)期STEAM設(shè)備的損壞率達(dá)15%，甚至更高，而且設(shè)備的穩(wěn)定性也比較差。

（二）信息技術(shù)課堂上STEAM的課程缺少硬件支持

近年來(lái)，我國(guó)很多地區(qū)的中小學(xué)都在信息技術(shù)課程中安排了STEAM教育內(nèi)容。但是由于經(jīng)費(fèi)不足，很少有學(xué)校能夠根據(jù)課程配齊、配足對(duì)應(yīng)的硬件設(shè)備，由于缺少對(duì)應(yīng)的硬件的支撐，在課堂教學(xué)中實(shí)施STEAM教育的效果和目標(biāo)基本不可能達(dá)成。筆者所在學(xué)校根據(jù)教材的內(nèi)容和教學(xué)的需要購(gòu)置了一批STEAM教學(xué)設(shè)備。為了更好地發(fā)揮這些設(shè)備的作用，根據(jù)這些年的教學(xué)理解，我們認(rèn)真分析現(xiàn)用的教材，并進(jìn)行了二次開(kāi)發(fā)，編寫(xiě)了《信息課堂上的小創(chuàng)客》校本教材，并在小學(xué)高年級(jí)的信息技術(shù)課堂上開(kāi)展教學(xué)。盡可能發(fā)掘這些硬件資料，發(fā)揮它們最大的作用，這可能也是我們當(dāng)前解決硬件問(wèn)題的方法之一。

（三）開(kāi)展STEAM教育的師資比較緊缺

由于STEAM教育在中小學(xué)信息技術(shù)課堂剛剛興起，很少有學(xué)校配備專(zhuān)業(yè)教師，而且缺少專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)?？梢哉f(shuō)，當(dāng)前所有教師在STEAM教育領(lǐng)域都是新手上任，學(xué)校采用邊學(xué)、邊教、邊研的方法來(lái)提升信息技術(shù)教師的STEAM教育能力。筆者所在學(xué)校在實(shí)施STEAM教育過(guò)程中為了進(jìn)一步鞏固STEAM的教學(xué)成果，以筆者為主持人申請(qǐng)了一項(xiàng)STEAM的課題，通過(guò)課題引領(lǐng)，不斷完善教育模式，同時(shí)通過(guò)走出去、請(qǐng)進(jìn)來(lái)的方式，借助STEAM專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的專(zhuān)家力量、技術(shù)支持，努力提高信息技術(shù)教師STEAM課程教育教學(xué)質(zhì)量。

（四）缺乏統(tǒng)一的STEAM教學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

雖然STEAM教育在信息技術(shù)課堂中實(shí)施，可以在很大程度上依據(jù)信息技術(shù)學(xué)科的教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，但是STEAM教育還有其特性。所以，教師在實(shí)施STEAM教育時(shí)，還需要依據(jù)STEAM的特性對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行合理評(píng)價(jià)。任何學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容都需要對(duì)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行相應(yīng)的評(píng)價(jià)，并根據(jù)評(píng)價(jià)的結(jié)果去掌握教與學(xué)的情況。STEAM教育同樣需要進(jìn)行有效的評(píng)價(jià)，教師要根據(jù)STEAM內(nèi)容加強(qiáng)教學(xué)效果的評(píng)價(jià)，同時(shí)確保評(píng)價(jià)過(guò)程的科學(xué)性與準(zhǔn)確性，并以此了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，從而進(jìn)一步改進(jìn)課堂，構(gòu)建高質(zhì)量、高效率的基于信息技術(shù)課堂的STEAM教育。

三、STEAM理念在信息技術(shù)課堂中的實(shí)施方法

（一）創(chuàng)設(shè)符合學(xué)生特性的STEAM教育情境

在信息技術(shù)課堂中實(shí)施STEAM教育，可以極大地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力。因此，信息技術(shù)教師應(yīng)該根據(jù)具體的STEAM教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)個(gè)適合的STEAM教育情境，以此來(lái)激活學(xué)生的創(chuàng)新思維，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)地去學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生利用信息技術(shù)知識(shí)去完成情境中的STEAM教育知識(shí)，展開(kāi)自主探究，進(jìn)而優(yōu)化學(xué)生自身的知識(shí)結(jié)構(gòu)，幫助學(xué)生逐漸構(gòu)建完整的基于信息技術(shù)的STEAM教育知識(shí)體系。因此，教師需要嘗試將STEAM教育與生活中的一些情境有效結(jié)合，激發(fā)起學(xué)生的探究興趣與創(chuàng)新動(dòng)力，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

比如，筆者在教學(xué)“設(shè)計(jì)橋”這一課時(shí)，先播放了一段關(guān)于橋的視頻，然后讓學(xué)生討論：“你心目中理想的橋是什么樣子的？”接著，筆者讓學(xué)生討論如何設(shè)計(jì)橋，并說(shuō)出自己的想法。最后，筆者引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)制作一座橋。本節(jié)課上通過(guò)這個(gè)情境的引入，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣立即被激發(fā)起來(lái)，任務(wù)完成得也非常完美。所以在進(jìn)行STEAM教育時(shí)，教師要引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建出生活化的情境，然后鼓勵(lì)學(xué)生去自主探究、去嘗試、去創(chuàng)新，這樣可以增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，實(shí)現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力的提升。

（二）設(shè)置分工明確的合作學(xué)習(xí)

由于STEAM教育所基于的設(shè)備比較昂貴，很難做到人手一套，而且開(kāi)展STEAM教育內(nèi)容相對(duì)比較難，在信息技術(shù)課堂上開(kāi)展STEAM教育一般都是以小組為單位進(jìn)行合作學(xué)習(xí)，以此來(lái)降低學(xué)生學(xué)習(xí)的難度，減少器材的數(shù)量，并且增強(qiáng)學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)效率。但在小組學(xué)習(xí)中，我們要防止小組中出現(xiàn)有學(xué)生“出工不出力”的現(xiàn)象。因此，教師要為學(xué)生營(yíng)造出民主、和諧的課堂氛圍，根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容為小組中每個(gè)學(xué)生設(shè)置合作學(xué)習(xí)任務(wù)，引導(dǎo)小組學(xué)生全面參與，在合作之中產(chǎn)生思維的碰撞，激活所有學(xué)生的創(chuàng)造性思維。這樣既能節(jié)省設(shè)備資源，又能通過(guò)學(xué)生的合作來(lái)拓展每個(gè)學(xué)生的思維寬度與深度，從而進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生的信息素養(yǎng)與綜合能力的全面發(fā)展。

筆者在信息技術(shù)課堂上開(kāi)展STEAM教育，就采取小組合作探究的高效教學(xué)模式。在教學(xué)中，筆者先布置任務(wù)，讓每個(gè)學(xué)生圍繞學(xué)習(xí)任務(wù)展開(kāi)探究、討論，并在小組內(nèi)部交流，從而幫助每個(gè)學(xué)生更加全面地掌握本節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)。接著，筆者根據(jù)編號(hào)每個(gè)小組的隊(duì)員布置任務(wù)，確保人人有任務(wù)，人人都參與。最后，各個(gè)小組進(jìn)行作品展示與點(diǎn)評(píng)。我們這一教學(xué)模式在多次的教學(xué)研討中，受到了教育同行的高度肯定。

（三）基于項(xiàng)目化的教育模式

由于STEAM教育是伴隨著學(xué)生完成一個(gè)個(gè)項(xiàng)目而完成的，我們?cè)赟TEAM教育中，要開(kāi)展基于項(xiàng)目化的教學(xué)模式。隨著技術(shù)的發(fā)展，我們身邊有很多STEAM應(yīng)用案例。教師要想真正落實(shí)STEAM教育，就要有針對(duì)性地為學(xué)生梳理生活中的STEAM案例，讓學(xué)生創(chuàng)意地模仿生活中的案例來(lái)完成這個(gè)項(xiàng)目。在教學(xué)中，教師可以先為學(xué)生展示生活中的STEAM應(yīng)用案例，引導(dǎo)學(xué)生去研究這些產(chǎn)品的內(nèi)容、結(jié)構(gòu)與制作的思路等，不斷豐富學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備與創(chuàng)新思路，并且鼓勵(lì)學(xué)生在模仿過(guò)程中實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新。

比如，筆者實(shí)施STEAM教育的時(shí)候，每節(jié)課都會(huì)通過(guò)一個(gè)小項(xiàng)目完成來(lái)實(shí)施教學(xué)。課前，筆者先給學(xué)生展示一個(gè)產(chǎn)品或者一段視頻，然后讓學(xué)生分析這里應(yīng)用了哪些STEAM的元素，思考自己還有什么創(chuàng)新，最后讓學(xué)生去創(chuàng)作完成這個(gè)項(xiàng)目。通過(guò)一個(gè)個(gè)項(xiàng)目模仿和進(jìn)一步創(chuàng)新，學(xué)生的STEAM素養(yǎng)將會(huì)得到高效提升。

總之，讓STEAM理念走進(jìn)信息技術(shù)的課堂，不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)，提升學(xué)生的計(jì)算思維，還可以讓學(xué)生得到更全面的發(fā)展。這樣的學(xué)習(xí)過(guò)程，同時(shí)可以激發(fā)學(xué)生對(duì)其他學(xué)科的興趣，讓學(xué)生領(lǐng)悟到每個(gè)學(xué)科都有價(jià)值，可以讓學(xué)生的創(chuàng)造力得到有效的發(fā)展和提升，從而使學(xué)生的信息技術(shù)水平得到進(jìn)一步發(fā)展。