STEAM教育下培養(yǎng)信息技術(shù)創(chuàng)新力的實(shí)踐與研究

楊溢

【摘要】STEAM教育以多元情境創(chuàng)設(shè)為基礎(chǔ)，通過任務(wù)型、遷移式和生活化的學(xué)習(xí)方式，調(diào)動(dòng)學(xué)生的內(nèi)在動(dòng)力。文章探討在STEAM教育下，如何通過創(chuàng)設(shè)多元情境、基于項(xiàng)目模式以及加強(qiáng)小組合作的方式，培養(yǎng)學(xué)生的信息技術(shù)創(chuàng)新力。

【關(guān)鍵詞】STEAM教育；信息技術(shù)創(chuàng)新力；思維品質(zhì)；核心素養(yǎng)

隨著信息技術(shù)和創(chuàng)新能力在當(dāng)今社會(huì)的重要性不斷上升，教育界也在不斷尋求培養(yǎng)學(xué)生信息技術(shù)創(chuàng)新力的有效途徑。STEAM教育（科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)的融合教育）被廣泛認(rèn)可為一種具有潛力的教育方法，它將多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域結(jié)合起來，通過創(chuàng)造性思維和解決問題的實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新力和動(dòng)手能力。

一、創(chuàng)設(shè)多元情境，調(diào)動(dòng)心理內(nèi)驅(qū)

1.任務(wù)型，引導(dǎo)自主探究

任務(wù)型學(xué)習(xí)旨在培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，使他們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中能夠主動(dòng)設(shè)置學(xué)習(xí)目標(biāo)、確定學(xué)習(xí)方法、策劃學(xué)習(xí)步驟，并自主評(píng)估學(xué)習(xí)成果。

在講解“取色與填色”這部分內(nèi)容時(shí)，教師可以拿幾張彩色的卡片給學(xué)生，讓他們選擇其中一張卡片，然后用手持取色儀讀取卡片上的顏色數(shù)值。接著，教師可以讓學(xué)生嘗試在電腦上打開繪圖軟件，利用取色工具，找到與卡片上讀取的顏色數(shù)值相匹配的顏色。通過這個(gè)簡(jiǎn)單的引入，學(xué)生能夠初步了解取色與填色的概念。然后，教師使用電腦打開一個(gè)繪圖軟件，并展示一個(gè)簡(jiǎn)單的圖形，向?qū)W生解釋，“取色與填色”是通過選擇顏色并將其應(yīng)用到圖像的特定區(qū)域中。學(xué)生分組或個(gè)人自主操作電腦，按照教師的示范，利用繪圖軟件進(jìn)行取色與填色的操作。他們可以選擇不同的顏色、圖形，并嘗試將色彩應(yīng)用于正確的位置。教師可以邀請(qǐng)不同的學(xué)生展示他們完成的作品，并與全班分享他們的思路和創(chuàng)新。在討論中，教師可以總結(jié)本節(jié)課的重點(diǎn)知識(shí)和技能，并鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行思考和反思。

通過這個(gè)案例，學(xué)生不僅能夠?qū)W習(xí)到取色與填色的基本概念，還能夠培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。在這個(gè)過程中，學(xué)生將充分發(fā)揮自己的想象力，探索各種色彩的組合，培養(yǎng)自己的審美觀和美學(xué)意識(shí)。

2.遷移式，實(shí)現(xiàn)學(xué)科融合

遷移式學(xué)習(xí)可以幫助學(xué)生開發(fā)和培養(yǎng)跨學(xué)科的綜合能力。通過將知識(shí)和技能從一個(gè)學(xué)科領(lǐng)域遷移到另一個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，學(xué)生能夠?qū)⒉煌瑢W(xué)科的知識(shí)和技能相互聯(lián)系起來，形成更全面、更綜合的學(xué)習(xí)理解能力。

教師在向?qū)W生講解“英文打字練習(xí)”這節(jié)內(nèi)容時(shí)，先介紹今天的課程主題：英文打字練習(xí)，并與學(xué)生分享學(xué)習(xí)打字的重要性和好處。然后向?qū)W生提出問題，引起思考和討論：在哪些場(chǎng)景下打字會(huì)很有用？學(xué)生可以分享自己的經(jīng)歷和觀點(diǎn)。接著，教師用計(jì)算機(jī)或投影儀展示打字軟件并向?qū)W生演示如何進(jìn)行英文打字練習(xí)，包括正確的手指位置和姿勢(shì)，結(jié)束演示之后再指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行簡(jiǎn)單的打字練習(xí)，確保學(xué)生了解基本的打字操作，學(xué)生使用打字軟件進(jìn)行英文打字練習(xí)。最后，教師引導(dǎo)學(xué)生思考和討論在其他學(xué)科領(lǐng)域中如何應(yīng)用英文打字技能。教師提供一個(gè)示例，比如學(xué)生在科學(xué)課上需要做實(shí)驗(yàn)報(bào)告，他們可以使用英文打字技能快速輸入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果，結(jié)束之后可以鼓勵(lì)學(xué)生分享自己在其他學(xué)科中使用英文打字技能的經(jīng)歷和想法。

遷移式學(xué)習(xí)能夠幫助學(xué)生將不同學(xué)科的知識(shí)和技能融合應(yīng)用，形成綜合性的學(xué)習(xí)成果。通過在實(shí)際情境中應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)和技能，學(xué)生能夠?qū)崿F(xiàn)質(zhì)的飛躍，加深對(duì)知識(shí)的理解和記憶，提高綜合應(yīng)用能力。

3.生活化，解決具體問題

生活化指的是將人工智能技術(shù)應(yīng)用到日常生活中，以解決具體問題和滿足人們的實(shí)際需求。將信息技術(shù)進(jìn)行生活化處理的好處和意義是多方面的，它可以幫助我們更方便地解決日常問題，節(jié)省時(shí)間和精力，也可以提高我們的工作和生活效率等。

在教學(xué)“簡(jiǎn)單的影片編輯”這節(jié)內(nèi)容時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)影片編輯的基本步驟和工具，并提供選材的靈感。學(xué)生被要求選擇一個(gè)日常生活中的具體問題，如環(huán)境保護(hù)、健康飲食等。然后，學(xué)生使用影片編輯軟件，結(jié)合自己所學(xué)的知識(shí)與技能，制作一個(gè)關(guān)于問題的宣傳視頻。在制作過程中，學(xué)生需要選擇合適的素材、編輯剪輯、添加音效等，以呈現(xiàn)問題的嚴(yán)重性和解決方案的創(chuàng)新性。通過這個(gè)項(xiàng)目，學(xué)生不僅學(xué)習(xí)了影片編輯的技術(shù)操作，更重要的是培養(yǎng)了他們的信息技術(shù)創(chuàng)新力。這樣的實(shí)踐不僅可以提升學(xué)生的信息技術(shù)技能，更鍛煉了他們的創(chuàng)造能力。

現(xiàn)如今，信息技術(shù)已經(jīng)滲透到我們生活的方方面面，將信息技術(shù)進(jìn)行生活化是學(xué)生必須學(xué)會(huì)的一項(xiàng)技能。生活化技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，促進(jìn)了科技的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展。通過應(yīng)用人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，我們可以更好地理解和應(yīng)對(duì)社會(huì)問題，促進(jìn)創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展。

二、基于項(xiàng)目模式，深化學(xué)科素養(yǎng)

1.聚焦既定方向，制作創(chuàng)意產(chǎn)品

在生活和學(xué)習(xí)中，專注力對(duì)于學(xué)生的重要性不言而喻。通過聚焦既定方向，可以幫助學(xué)生明確自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)，并專注于特定領(lǐng)域的學(xué)習(xí)和發(fā)展。學(xué)生可以更加深入地了解某一領(lǐng)域的知識(shí)和技能，從而更好地掌握相關(guān)技能和知識(shí)，提高學(xué)習(xí)效率。

教師在上“畫幾何圖形”這節(jié)課時(shí)，首先明確課程的目標(biāo)和方向，即以幾何圖形為主題，通過信息技術(shù)工具創(chuàng)造出創(chuàng)意產(chǎn)品。教師可以向?qū)W生展示一些創(chuàng)意幾何圖形作品，如藝術(shù)品中的幾何圖案、建筑設(shè)計(jì)中的幾何形狀等，激發(fā)學(xué)生對(duì)幾何圖形的興趣和創(chuàng)造力。然后引導(dǎo)學(xué)生使用繪圖軟件等信息技術(shù)工具，指導(dǎo)學(xué)生制作自己的創(chuàng)意幾何圖形產(chǎn)品。教師可以先演示基本的繪圖技巧和軟件操作，如線條的繪制、形狀的填充等。然后再提供一些創(chuàng)意的啟發(fā)，如利用顏色、紋理、陰影等將幾何圖形進(jìn)行美化和豐富，幫助學(xué)生發(fā)揮自己的想象力和創(chuàng)造力。學(xué)生完成后，教師可以安排展示和分享學(xué)生的創(chuàng)意幾何圖形作品。學(xué)生可以進(jìn)行簡(jiǎn)短的陳述，介紹自己作品的設(shè)計(jì)思路、選用的顏色和形狀等。通過展示和分享，學(xué)生可以互相借鑒和學(xué)習(xí)，激發(fā)彼此的靈感，同時(shí)也培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)能力。

通過以上的案例分析，我們可以看到，通過給予學(xué)生創(chuàng)意的啟發(fā)和提供適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)，學(xué)生能夠在制作創(chuàng)意幾何圖形產(chǎn)品的過程中鍛煉創(chuàng)造力、解決問題的能力和表達(dá)能力。

2.選擇數(shù)字工具，拓展學(xué)習(xí)資源

數(shù)字工具可以根據(jù)學(xué)生的個(gè)體差異和學(xué)習(xí)需求，提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)資源和教學(xué)內(nèi)容。通過數(shù)字工具，教師可以訪問全球范圍的學(xué)習(xí)資源，包括圖書、文章、視頻、在線課程等。這些資源可以滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，提供更廣闊的視野和知識(shí)。

教師在向?qū)W生傳授“用瀏覽器上網(wǎng)”的注意事項(xiàng)時(shí)，可以先引導(dǎo)學(xué)生了解瀏覽器：首先向?qū)W生介紹瀏覽器的概念和功能，然后分享瀏覽器的特點(diǎn)和常用操作，如打開網(wǎng)頁、搜索信息等。通過了解瀏覽器的基本知識(shí)，學(xué)生可以理解瀏覽器在上網(wǎng)活動(dòng)中的重要作用，并掌握基本的操作技能。教師可以逐步教授學(xué)生如何使用瀏覽器進(jìn)行上網(wǎng)。再結(jié)合案例和實(shí)際示范，指導(dǎo)學(xué)生掌握這些基本技巧，并解答學(xué)生的問題。上課時(shí)以學(xué)生感興趣的話題作為起點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生使用瀏覽器進(jìn)行學(xué)習(xí)資源的搜索和瀏覽?？梢蕴峁┮恍W(xué)習(xí)網(wǎng)站或資源平臺(tái)的推薦，如在線百科全書、教育視頻網(wǎng)站等。學(xué)生完成資源的探索后，教師組織學(xué)生進(jìn)行資源分享和交流。

通過選擇數(shù)字工具，拓展學(xué)習(xí)資源的教學(xué)方式，使得學(xué)生能夠更加靈活、自主地利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行學(xué)習(xí)，獲取多樣化的學(xué)習(xí)資源，提高信息素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。

3.指向道德倫理，啟迪責(zé)任意識(shí)

引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注道德倫理問題，培養(yǎng)他們正確的價(jià)值觀和道德觀非常有必要性。在信息技術(shù)教學(xué)中，學(xué)生需要了解并遵守網(wǎng)絡(luò)安全、隱私保護(hù)等相關(guān)原則，避免參與網(wǎng)絡(luò)欺凌、侵犯他人權(quán)益等不良行為。通過注重道德倫理教育，學(xué)生將更好地認(rèn)識(shí)到個(gè)人和社會(huì)的道義底線，培養(yǎng)正直、守法的行為習(xí)慣。

以“信息與信息處理”這節(jié)課為例，在這節(jié)課程中，教師將注重引導(dǎo)學(xué)生正確使用信息技術(shù)，培養(yǎng)對(duì)個(gè)人信息和他人權(quán)益的尊重，同時(shí)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到信息技術(shù)的合理使用與社會(huì)責(zé)任的關(guān)聯(lián)。教師可以提出一些道德倫理情境，如隱私保護(hù)、網(wǎng)絡(luò)欺凌等，與學(xué)生進(jìn)行討論。通過引導(dǎo)學(xué)生思考和探討各種道德倫理的問題，促使他們意識(shí)到信息技術(shù)應(yīng)用與倫理之間的關(guān)系。然后，可以給學(xué)生提供一些信息來源，讓學(xué)生學(xué)會(huì)辨別信息的真實(shí)性和可靠性。通過討論和演練，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)評(píng)估和驗(yàn)證信息的來源、準(zhǔn)確性和客觀性。其次，給學(xué)生多發(fā)一些信息資料，其中包含一些偽造的信息或虛假的數(shù)據(jù)。學(xué)生在閱讀和分析這些信息的過程中，需要發(fā)現(xiàn)并指出其中存在的問題，培養(yǎng)他們對(duì)偽造信息的辨別能力。最后，教師可以給學(xué)生展示一些關(guān)于個(gè)人隱私保護(hù)和他人權(quán)益的案例。通過討論和角色扮演，讓學(xué)生思考如何在信息技術(shù)應(yīng)用中保護(hù)個(gè)人隱私，并尊重他人的權(quán)益。

通過這樣的教學(xué)活動(dòng)，學(xué)生將能夠深化對(duì)信息技術(shù)的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)正確使用信息技術(shù)的道德倫理觀念，以及對(duì)個(gè)人和社會(huì)的責(zé)任意識(shí)。他們將學(xué)會(huì)用正確的方式獲取、評(píng)估和分享信息，避免參與網(wǎng)絡(luò)欺凌和侵犯他人權(quán)益等不良行為。

三、加強(qiáng)小組合作，發(fā)展思維品質(zhì)

1.積極參與，秉持集體觀念

積極參與可以幫助個(gè)人更好地融入團(tuán)隊(duì)或社群，與他人合作實(shí)現(xiàn)共同的目標(biāo)。在團(tuán)隊(duì)或社群中，個(gè)人需要考慮整體的利益，通過參與集體的活動(dòng)和決策，個(gè)人可以學(xué)會(huì)站在他人角度了解他人的需求，主動(dòng)承擔(dān)自己的責(zé)任，為社會(huì)和集體的發(fā)展作出積極貢獻(xiàn)。

在教學(xué)“規(guī)劃設(shè)計(jì)網(wǎng)站”時(shí)，教師可以設(shè)計(jì)一個(gè)活動(dòng)，組織學(xué)生之間組隊(duì)，每個(gè)小組成員的技能與能力盡量相互補(bǔ)充。在組隊(duì)時(shí)，教師鼓勵(lì)學(xué)生理解并尊重每個(gè)團(tuán)隊(duì)成員的特長(zhǎng)和貢獻(xiàn)，培養(yǎng)秉持集體觀念的意識(shí)。學(xué)生通過討論確定網(wǎng)站的主題，在討論過程中，每個(gè)學(xué)生都需要尊重團(tuán)隊(duì)成員的意見，積極參與討論，通過集體決策確定一個(gè)最終的主題。學(xué)生需要分工合作，根據(jù)網(wǎng)站的功能需求，確定網(wǎng)頁的布局和相關(guān)頁面的鏈接。在分工過程中，教師鼓勵(lì)學(xué)生協(xié)商一致，通過討論和合作確保每個(gè)團(tuán)隊(duì)成員都能參與到任務(wù)中。最后，教師指導(dǎo)學(xué)生使用網(wǎng)頁設(shè)計(jì)工具，設(shè)計(jì)并創(chuàng)建網(wǎng)站的各個(gè)頁面。學(xué)生需要根據(jù)網(wǎng)站主題，設(shè)計(jì)頁面的布局，并撰寫相關(guān)內(nèi)容。

通過這個(gè)案例，學(xué)生在團(tuán)隊(duì)中共同規(guī)劃和設(shè)計(jì)一個(gè)網(wǎng)站，切實(shí)感受到集體觀念的重要性。通過團(tuán)隊(duì)合作，學(xué)生學(xué)會(huì)了尊重團(tuán)隊(duì)成員的特長(zhǎng)和貢獻(xiàn)，傾聽并尊重他人的意見，并通過集體決策共同完成任務(wù)。

2.深度交流，生成探索精神

深度交流是指在溝通中進(jìn)行深入思考、探索和發(fā)掘的交流方式。它與淺層交流相比，更加注重思維的深度和細(xì)節(jié)的挖掘。通過仔細(xì)傾聽和提問，可以揭示潛在的疑問、假設(shè)和邏輯，從而推動(dòng)更深入的思考和理解。

教師在給學(xué)生上“制作復(fù)雜網(wǎng)頁”這節(jié)課時(shí)，給學(xué)生定下學(xué)習(xí)目標(biāo)：使用信息技術(shù)工具和技能，制作出具有一定復(fù)雜度的網(wǎng)頁。學(xué)生將在教師的指導(dǎo)下，通過學(xué)習(xí)相關(guān)的HTML、CSS和JavaScript知識(shí)，了解網(wǎng)頁設(shè)計(jì)的基本原理和技巧。在實(shí)踐中，學(xué)生將會(huì)遇到各種問題，包括排版、樣式設(shè)置、交互效果的實(shí)現(xiàn)等。解決這些問題的過程，將幫助學(xué)生培養(yǎng)信息技術(shù)創(chuàng)新力。在實(shí)踐過程中，鼓勵(lì)學(xué)生之間的合作與集體觀念也是至關(guān)重要的一點(diǎn)。學(xué)生自動(dòng)組成小組，共同合作完成網(wǎng)頁的設(shè)計(jì)與制作。每個(gè)小組成員在完成自己的任務(wù)的同時(shí)，也要相互協(xié)作、交流和共享經(jīng)驗(yàn)。

在上述案例中，我們可以看到學(xué)生通過制作復(fù)雜網(wǎng)頁的實(shí)踐，不僅掌握了相關(guān)的技術(shù)知識(shí)，更重要的是培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新思維。

3.調(diào)節(jié)矛盾，懂得取長(zhǎng)補(bǔ)短

在團(tuán)隊(duì)合作中，成員之間難免會(huì)存在意見分歧和沖突。如果能夠有效調(diào)節(jié)這些矛盾，找到共同點(diǎn)，充分利用每個(gè)人的長(zhǎng)處和優(yōu)勢(shì)，那么團(tuán)隊(duì)將更加高效地合作。

在一節(jié)“修飾文字”的課上，教師讓學(xué)生使用文字編輯軟件，修飾一篇短文。其中，小明和小紅兩位學(xué)生就文字修飾效果出現(xiàn)了矛盾。小明希望使用彩色字體和動(dòng)畫效果來修飾文字，而小紅則希望使用簡(jiǎn)潔的黑白字體和粗體修飾文字。教師在此時(shí)要及時(shí)介入，強(qiáng)調(diào)每個(gè)學(xué)生都有自己獨(dú)特的想法和審美觀點(diǎn)，學(xué)會(huì)尊重和傾聽他人的觀點(diǎn)是很重要的。接下來，學(xué)生分成小組，彼此交流并分享自己的想法和修飾方向。在討論中，小明和小紅互相聆聽對(duì)方的觀點(diǎn)，并嘗試?yán)斫鈱?duì)方的選擇。教師鼓勵(lì)其他學(xué)生也分享他們的修飾方案，讓整個(gè)小組形成了一個(gè)互相學(xué)習(xí)和借鑒的氛圍。

通過這個(gè)案例，學(xué)生體驗(yàn)到了彼此不同的修飾方式的優(yōu)勢(shì)和魅力。他們學(xué)會(huì)了傾聽和尊重他人的觀點(diǎn)，理解自己的選擇并不一定是唯一正確的。同時(shí)，學(xué)生也學(xué)會(huì)了取長(zhǎng)補(bǔ)短，結(jié)合各自的想法和意見，創(chuàng)造出更有創(chuàng)造力和吸引力的修飾效果。

總之，STEAM教育下培養(yǎng)信息技術(shù)創(chuàng)新力的實(shí)踐與研究是一個(gè)綜合性的過程。通過創(chuàng)設(shè)多元情境、基于項(xiàng)目模式的學(xué)習(xí)和加強(qiáng)小組合作，學(xué)生可以在培養(yǎng)信息技術(shù)創(chuàng)新力的同時(shí)，發(fā)展綜合素養(yǎng)和思維品質(zhì)。不僅有助于學(xué)生個(gè)人的全面發(fā)展，為未來發(fā)展在信息化社會(huì)中的應(yīng)對(duì)能力奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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【課題項(xiàng)目】本文系泰州市“十四五”教育科學(xué)規(guī)劃2021年信息化專項(xiàng)課題“STEAM促進(jìn)小學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實(shí)踐研究”的研究成果，編號(hào)2021jksxxh012。