STEM教育环境下初中信息技术课程的变革与保障

发表时间:2020/12/31   来源:《中小学教育》2020年9月第26期   作者:张健
[导读] 当今世界正处于新一轮科技与产业革命的孕育期,科技创新对社会的引领作用愈加凸显
        张健
        山东省德州市陵城区第六中学    253500
        摘要: 当今世界正处于新一轮科技与产业革命的孕育期,科技创新对社会的引领作用愈加凸显,经济转型对新型人才的需求与日俱增,培养一大批拔尖创新人才和高水平技能人才,已经成为未来教育改革的重要议题。在这种大背景下,倡导多学科融合、注重创新精神和实践能力培养的STEM教育引起教育界的广泛关注。近年来,江苏、广东、山东、河南等地陆续出台政策文件,引导学校积极开展SETM教育,并结合数学、科学、信息技术、综合实践活动等学科内容,开展了一系列富有价值的课程教学创新。这些创新性的实践改善了原有的课堂面貌,推动了初中信息技术课程一系列的转变。
关键词:STEM教育 信息技术 课程的教学
    一、在STEM教育环境下信息技术课程变革的趋势下信息技术课程的难度会加大。息技术学科的合理性成立的一个指标是在学校教育中学生需要学习的内容相对于其心理发展水平和知识水平有合理的距离,处于学生学习的最近发展区,学生在学习过程中有一定的难度。这种难度既是学生获取自我成就感的需求,又是一个学科发展的需求。在STEM视野下信息技术学科的教学内容不仅仅局限于创作一个作品过程中的各种操作,将会把科学探究中的工具设计、各种软件环境的比较分析,编写程序研究科学和数学问题这类问题有机地融合到信息技术的课程体系中,其课程的难度会比现在大。但是难度增大的同时,对学生的综合能力的要求可能会更具体,相比于现在的评价手段,可能会更具操作性。?
        二、在STEM教育环境下信息技术课程的教学有效性会增强。教学的有效性决定难度提高的信息技术课程能否落实,如在最早的程序设计教学中,许多教师发现,程序语言的学习对于学生而言难度很大,而程序教学又缺乏足够的指导资料,使得教师不能够有效地指导学习能力稍弱的学生达到平均水平,教学的有效性不足导致了早期的程序设计课程普及度不高。为了提高教学的有效性,在内容设计上要有明确的有一定难度的知识或任务,在课程评价上要有很明确的可操作的量规,对于学习能力较弱和很强的学生都要有详细的支持手段,只有这样才能够提高教学的有效性。只有教学的有效性提升了,技术学科的学科地位才能够得到提升,学生在不断的头脑激励中体会成功的快乐,而教师能够有效地组织教学,设计教学环境。教学的有效性很大程度上受到教师能力的影响,因此课程支持材料的一个重要作用就是提高教学能力一般的教师的课堂教学有效性,因为他们决定着整个学科的教学有效性。?
三、在STEM教育环境下信息技术课程的课程结构的稳定性会增强。作为一门迫切需要成熟需求的学科,许多专家学者试图探索信息技术课程结构的稳定性,最近,南京师范大学李艺教授指出,有必要研究信息技术学科特有的科学思想方法。但信息技术又是一个不断求变、不断求新的领域,似乎存在着某种矛盾,因此这里有必要对社会和教育视野中的信息技术做一个区分,在社会视野中的信息技术更多的是一种工程化的思维方式:信息技术如何高效地解决问题。因此,对于不断变化发展的信息技术前沿技术而言,中小学信息技术教育存在着两条比较稳定的课程主线:一是同一款软件或者系统不同版本的比较抑或满足同一功能的不同软件的比较,二是在信息技术领域中偏向科学领域的知识,如编码、通讯技术和感测与控制技术。这些比较稳定的课程主线的背后,是更为稳定的学科思想方法,即人类用计算机增强其智能的共性规律。?
四、在STEM教育环境下信息技术课程必修和选修的功能区分会更加明确。信息技术领域可以讲授的内容,比任何一个传统学科都要更多一些,其原因在于计算机已经深入到社会的各个领域。单就选修课的开设角度就可以有:新软件的应用、信息技术手段和其他学科整合、运用信息技术进行艺术创作、机器人与感测控制技术、从某项职业的工作需求出发介绍其常用软件等。正是这种角度的差异,使得信息技术选修课的内容可以非常丰富,信息技术教师的业余爱好也可以在选修课当中得到最大限度的体现。其实这些选修课代表着信息技术课程的各个可能的维度,每个维度都希望自己能够成为必修内容。

但是,必修内容应该是相对稳定的教学内容,而且课程容量有限,因此,应该将比较反映信息技术核心思想方法的相对稳定的内容,以一种高效的有一定难度的方式呈现给学生,与此同时,又不能够让必修内容变成没有难度的基础内容,还不能够让必修内容变成僵化的八股内容,恐怕这是最难处理的问题。因此,有必要对必修的内容和教师开设的校本选修内容做功能上更加明确的区分,并且建立一个合理的选修─必修的通道,使得必修内容在结构相对稳定的同时保持活力。?
信息技术课程变革的还需要充要的环境保障,这种保障包括课程自身价值的明确,课程实施过程中实验仪器的配备,当然,最重要的是教师围绕着课程的支撑条件、评价体制和圈子文化的建设,通过这种建设,在使信息技术教师的整体水平得到提高之余,整个团队也呈现出一种和而不同的面貌,从而促进信息技术课程的变革。?
一、.明确信息技术课程对学习能力的促进作用?
东北师范大学董玉琦教授指出,信息技术对学生学习能力的促进作用是制定信息技术课程标准时体现信息技术合法性的一个重要论据,而对于学习能力的促进作用则需要通过具体的教学内容来实现。在小学阶段学生通过综合项目学习,体会各种教学软件和硬件在一个综合任务下的使用过程,提升自身的学习能力。在初中阶段学生通过各种软件环境的比较,从一个应用软件和硬件的使用者转变成为依据数据和具体的指标做出选择和分析的选用者,全面提高自身适应新信息技术环境的学习能力。在高中阶段对信息技术学理性知识进行深入研究,其准确的实验素质的培养,是区别于科学领域的实验教学的一类新的更具有广泛性和普适性的学习过程,其后的对信息技术相关领域的深入学习的过程,有助于明确自己的特长和兴趣,为今后大学的学习打一个良好的基础。因此,在上述的各个学段的学习过程中,教师始终都要把信息技术课程对学生的学习能力的促进作用作为一个明确的要实现的目标。?
二、课程体系对教学处于弱势的教师应该提供有效的支撑?
决定教师整体水平的永远不是最优秀的特级教师的教学水平,而一定是刚入职的教师或者教学中处于弱势的教师的教学水平。以数学教学为例,一个刚刚入职的教师可能在教学方法上还不熟练、在教学技巧上还欠些火候,但是数学学科长期以来积累下的习题体系会给他以支撑,意思是说,他可以把重点放在对习题的掌握上,这种对数学习题的深入理解会给他带来最初的教学自信。而信息技术课程则缺乏对教学能力稍微欠缺的教师的有效支撑,教学内容上应该有一定难度,应该有一定的体系和比较容易定量操作的指标来对学生的学习结果作出评价,而作为初中阶段的软件分析报告和高中阶段的信息技术实验论文在这方面就更容易操作一些,此外还需要丰富的课程解决方案,这样才能够整体地提升教师的教学有效性。   
三、教师评价体系应鼓励优秀教师对选修课程的贡献?
在信息技术学科的课程中,选修课程的建设非常重要,其重要性远远超过传统学科,应在教师的评价体系中有所倾斜。特别是从高级教师到特级教师的阶段,能够开发并研制几门可在小范围内推广的选修课程,应该成为评选特级教师的一个重要指标,因为作为特级教师,其教学风格和教学特色受天资的影响很大,其他人很难学习和继承,而在课程领域则不同,积累下的教材、教案、学案、有声读物和微视频组成的课程资源支持包,能够帮助感兴趣的教师开展该选修课程的教学。此外,以课程为导向的教师评价机制还有利于让那些公开课不那么突出的教师脱颖而出。?
四、将艺术融入到STEM视野下信息技术课程实施的全过程?
从STEM教育视野下看信息技术课程的变革绝对不是要将信息技术课程变成一门干巴巴的理科课程,其中艺术和设计的元素在信息技术课程的教学设计中是一条贯穿始终的线索,因此有学者指出有必要从STEM到STEAM,将艺术和设计的元素融入到信息技术教学中,艺术给了STEM领域的作品丰富的表现力,而设计则连通了从STEM领域到产品原型之间的桥梁。我们之前常用的以学生作品的形式评价学生的做法,好的作品和差的作品之间的差异,往往是其艺术表现力和设计创意之间的差距,在评价方面,如前文所述,在信息技术课程中引入软件比较报告和实验报告这两种评价方式,在这些评价方式中,同样还要将作品的质量。
         信息技术课程变革的路径,以丰富的选修课程逐步促进必修课程的变革,变革还需要充要的环境保障,促进信息技术课程的变革。我们显然不希望它是一场革命,有必要先在指导方向上给出一些趋势性的建议,不急于对课程内容做大的变动,但在丰富的课程方案以及教师圈子的推动下,逐步促进学科的变革,缓进而慢行,恐怕是比较合适的课程变革之路。
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