STEAM教育理念在中小学信息技术教学中的应用

发表时间:2021/7/28   来源:《中国教师》2021年3月第9期   作者:华燕萍
[导读] 随着计算机、互联网、人工智能在社会生产和民生领域的集成高度利用
        华燕萍
        浙江省杭州市萧山区南都小学  浙江杭州  311200
        摘要:随着计算机、互联网、人工智能在社会生产和民生领域的集成高度利用,信息技术的优势日益明显。从社会需求和行业前景来看,以计算机为主导整合多产业将是国民经济发展的重要风口,而复合型人才也必将是紧缺。因此中小学信息技术课堂要更加注重STEAM理念教学,在紧密结合生产生活的基础上,让学生从概念感知逐步走向技能训练,接触难度相对较高的理论知识,为后续学习奠定坚实的基础。本文围绕信息技术教学要求,结合中小学课堂教学典型案例,就如何在课堂中融合STEAM教育理念提出若干有效意见,供教职人员参考交流参考。
关键词:STEAM;教育理念;中小学;信息技术;教学应用
        前言:
        STEAM是科学、技术、工程、艺术、数学的英文首字母缩写,而信息技术的突破与这五大领域有着极为密切的关系,五大领域的发展推动了信息技术的前进。而信息技术的发展又有助于五大领域的革新。STEAM教育理念属于一种非常先进的教育理念,立足社会与生活实践,能使教学活动以新颖的形式开展,对学生实践能力的培养有着非常重要的作用。信息技术课程属于中小学必修课程,将STEAM教育理念的应用,能够促进小学信息技术教学活动的革新与改变,有利于学生创新能力的培养和提升。
一、中小学信息技术课程及STEAM教育理念的特征分析
        信息技术是一门不断更新变革的学科,对日常生产生活有着深刻的影响。当前知识和技术的快速更新也加速了信息技术的发展速度,使人们思维方式和交往方式也发生了改变。中小学信息技术教学的目的已不仅仅是将技术传授给学生这么简单。让学生熟练使用信息技术获得搜集、处理信息的能力,让学生学会利用所得的信息解决遇到的问题成为信息技术教学的重要目标,培养学生良好的信息素养更是信息技术教学的重要任务。中小学信息技术课程中的知识与实际生活有着密切联系,因此在学习信息技术知识时适合以项目或问题的形式展开。与其他学科的教学不同,信息技术教学强调理论与实践并重,这就需要信息技术教师在教学中不但要培养学生使用信息技术工具的能力,还要重视学生思维能力和拓展应用能力的培养。中小学信息技术课程也为学生设计了理论与实践并重的教学内容,有利于学生社会适应能力的提升。
        中小学信息技术新课程标准中指出教师在教学中不要局限于信息技术课程的学习,还要将信息技术与其他学科进行整合,以促进学生发现、分析、解决问题能力的提升。信息技术与其它学科相整合,不但完善和补充信息技术课程中存在的不足,而且还能够更全面、更具体的地引导学生进行探索。STEAM教育理念倡导项目式的教学模式,在知识学习的过程中学生是项目的设计者和实施者,而教师是学生学习的引领者、咨询者或顾问。在教学中教师可以提出问题鼓励学生自主探究去解决问题,并在解决问题的过程中将知识进行系统整合,有利于学生计算思维的提高。教师在教学时可以将实际生活与所学知识联系起来,引导学生在生活中发现素材,运用学过的知识解决现实生活中存在的问题,从而促进学生自主学习能力和创新实践的能力。在教学中教师可以将信息技术学习与语文、数学等知识整合起来。为了引导学生充分理解知识,教师可以为学生创设与其他学科整合的现实生活的情境,并让学生在小组合作探究学习中掌握运用知识。生活中的问题复杂多变,如果只用一种学科的知识可能无法解决,而STEAM教育为学生应用多学科知识解决问题提供了支持,让学生应用多学科知识解决问题,使学生认识到解决问题可以从不同的角度审视问题,从而促进学生解决问题能力和创新能力的提高。在传统的信息技术课堂中学生很少有自己探究的机会,因此学生在面对难度较大的学习任务时很难在规定的时间内完成任务。而STEAM教育理念应用于中小学信息技术教学时,教师可以鼓励学生将自主学习与合作探究,这样不但能够帮助学生形成良好的人际关系,还能够丰富课堂教学的互动形式。STEAM教育以实践活动探究学习形式为主,学生在亲自动手实践中理解和感受知识,能够加深学生对知识的理解有利于学生创造能力的提升。
(一)跨学科的融合性
        学校开展分科教学其实主要是为了能够实现知识不断地普及,但是分科教学这样的模式在目前看来也暴露出了一些问题,存在着很多的弊端。所以为了能够更好地弥补目前分科教学中存在的问题,出现了STEAM教育理念,这种理念提倡跨学科教育,在教学的过程中知识的传授不再受到学科之间的限定,针对某个问题会利用各个方面的学科知识去解决问题,其中会涉及到科学、技术还有工程等方面的内容,所以这一理念具有着跨学科的融合性特点。
(二)情境性特征
        STEAM理念强调了在解决问题的时候需要针对性的去解决现实生活中的实际问题,要把书本中抽象的知识转化为生活化的内容,在解决问题的过程中倡导学生去进行体验,在体验和实践中真正的获得解决问题能力的提升,所以该理念下的教学具有着情境性,教师在教学的过程中也要注意情境的创设。
(三)项目性特征
        STEAM教育是基于项目开展的一种教学方式,会设计一些具有较强的可操作性和复杂的项目任务,教师组织学生去学习和完成任务。而且项目学习强调了要把学习的知识融入到问题的解决处理当中,让学生在参与实际的解决问题的过程中获得知识技能提升,帮助学生更好的理解知识,在整个活动中学生是探究者,教师是引导者。
(四)协作性特征
        STEAM教育围绕社会中实际的问题展开,所以在解决问题的过程中需要教师、学生还有专家之间的共同合作,在设计的时候也需要小组一起分析问题和商讨解决的办法,评价的过程也离不开小组之间的评价,所以具备了协作性特点。
二、目前小学信息技术教学中存在的问题分析
(一)信息技术课程内容先进性和教学方法落后的矛盾
        随着信息技术的发展,信息技术课程内容在不断地更新,需要为学生提供更多全新的教学内容,满足目前信息技术发展的需求,也满足学生学习的需求。但是不难看出目前在信息技术课堂中仍旧还是有很多的教师采用灌输式的学习方式,学生对于信息技术知识还是会采取死记硬背这样的学习方法,缺少足够的实践的机会,在考试的时候会进行机械的填写,缺少自己的思考,这样的教学枯燥乏味,和目前先进的信息技术教学内容不匹配,无法有效的提升信息技术教学的质量。
(二)教师对于信息技术教材把握不到位
        很多信息技术教师本身对于信息技术就缺乏一定的认识,很多教师甚至认为信息技术就是软件的操作,所以在课堂教学中会把重点放在一些技术操作上面,而对于信息技术的基础知识缺乏深入的解读和分析,只是让学生重复操作练习各种软件,通过这样的练习学生的确可以熟练地掌握各种操作步骤,但是并不能够理解这些操作背后蕴含的原理,时间久了还是会遗忘,学生并没有真正的获得信息素养提升,也无法真正的懂得如何使用信息技术去解决各种实际的问题,这样也就影响到了信息技术教学进一步发展,也影响到了学生的进步。
(三)传统教学方式无法提升学生迁移能力
        教师采取传统的教学方式,学生就会按照教材和教师给出的步骤去完成各种实践活动和各种操作,这样学生在学习中无法得到自主探究能力和解决问题能力的提升,在面对一些实际问题的时候也就不能使用已经学习到的知识解决实际的问题,这样学生无法认识到信息技术学习的重要价值,所以失去了对信息技术知识探究的愿望,不能在实际生活中感受信息技术给我们带来的好处,影响到了学生学习的动力。

学生无法有效的对学习的知识进行迁移,这样的教学也是无效的。
三、STEAM教育理念在中小学信息技术教学中的应用策略
为了能够提高信息技术教学的质量,我们可以融合STEM教育理念。
(一)按照年龄分层教学,培养学生创新意识
        中小学信息技术教学中将STEAM教育理念应用其中时,教师要重视学生创新意识和创新思维的培养。由于学生年龄不同,因此培养学生的方式和侧重点也要有所不同。小学生年龄小动手能力不强,信息技术教师在教学中要重视学生学习兴趣的培养。而中学生与小学生相比,动手能力和动脑能力都有了提升,他们在学习中能够自己动手操作进行相应的练习,因此信息技术教师在教学中可以充分发挥他们的主观能动性,让他们自己拓展思维完成创作。教师在教学中还可以鼓励一些成绩较好的学生自己提前预习了解信息技术知识,并利用学到的知识进行创作,使他们的创新意识和创造能力在创作中得到有效的培养。如让低年级学生学习应用金山画王、绘图软件进行拓展。让高年级的学生应用Photoshop等进行图像处理。
        此外,教学中还要尊重学生的个体差异,根据学生接受能力、理解能力、知识掌握程度的不同设置不同的任务阶层,让学生学有所长,能最大限度的获得相应的知识,使学生通过学习都能够在原水平的基础上有所提升和发展。
(二)依托信息前沿应用,引导学生学习热情
        虽然我国信息技术教学起步较晚,但是随着信息技术在中小学的广泛开展,STEAM的教育理念已经有了相对成熟的教学模式。在一些发达省份、试点城市,信息技术与STEAM教学融合相当紧密。因此,教师在进行课堂讲授时,要立足前沿,把概念化的知识结合场景应用唤发学生的听课热情。教学中从互动角度入手,询问学生是否参与过机器人编程课程教学,进而对编程语言进行延伸,并以此展开内容论述。或者从科幻题材出发,引发学生共鸣由此进行展开,讲述好莱坞科幻大片拍摄背后,离不开成熟的电影工业支持,而电影技术尤其是特效、特技与计算机技术的飞跃有着密切的关系。相比之下,当信息化水平较弱时,电影则会出现人们所谓的“五毛特效”。除此之外,教师还可以利用物联网技术、裸眼3D技术、身份信息识别技术讲述计算机与当前人们生活融合的典例,适当援引国家国民经济十四五规划内容,让学生在STEAM理念视角下充分感知信息技术在生活中的应用领域广泛,应用前景广阔。
(三)根据需要设定情境,科学组织教学活动
        教学活动应围绕解决实际问题开展,让学生尝试通过简单的动手操作,树立以学促用,学用一体的学习观念。一方面教师在理论教学中可进行简单的操作,让学生对基本的系统功能、展现效果有初步认知。另一方面,为确保课堂效果,在组织学生上机操作时对重点部分进行屏幕控制。
        教师拟定具体情境让学生依照既定要求完成任务。如,在一年一度的校园开放日或者是校庆活动日,为了展现学校的风貌,需要对学校的历史沿革、建校成果做出数据化、情景化、模块化的展示,让学生根据已学内容,进行能力综合运用。教师组织学生分组合作,协作完成。如,一部分学生通过幻灯片对学校的二维平面地图、基础设施布置进行构建。另一部分学生可根据EXCEL表格绘制近年来新入职教师的学历、荣誉情况、优秀学生毕业升学情况,实现图文结合,图文分析。最后教师可以引领学生对数据、图文进行优化,让图表动起来,重点部分更加突出,使得整体呈现效果更具有现代科技感,让学生到体验信息技术学习的快乐。
(四)设计综合实践课程,能力互补小组合作
        信息技术是一门技术,随着移动互联网、人工智能、云计算的飞速发展,人类已进入大数据时代。互联网时代人们获取外在的信息更为便捷,每一个信息获取主体与外在客观世界都呈现拓扑关系。从知识获取机会角度来看,每个人都是平等的,但鉴于每个人对外在信息的敏感度不同,因此造成了信息差。信息差背后是能力水平差异。在教学过程中要树立学以致用的教学观点去统筹编排教学内容。要让学生有目的性的去进行整合运用,让学生认识到学科交叉整合运用在学习过程中可以产生的效用价值和联想思维,促进学生的思维水平和能力水平,进而更好的配合教师开展基于STEAM教学理念下的教学活动。
        在教学时要精心设置小组合作学习的活动,并为学生提供合作探讨的机会,采用有效措施保证合作学习的进行。在分组时要充分考虑每个学生的实际情况,根据他们层次特征进行分组,让每个小组内都包含不同层次的学生,以便学生间可以相互帮助。分组完成后,教师还要明确学生在组内的任务,并为学生设置合作探究的主题。例如,教师可以布置实践研究课程“学生的课外活动调查”,让学生分组合作开展问卷调查、数据统计、汇总分析和实践总结。从前期找资料到梳理汇总完成任务内容,这都是对学生整体素质的一次重要考察、能力拓展。教师要深刻认识到信息技术教材的时效性,如果一旦教学选用内容相对滞后,可自行对学生教学内容进行更新,让实践活动助力大课堂,真正让学生具有前瞻性思维、前瞻性视野,推动课堂学习效果向更高维度跃升。在word模块自选图形画图教学中,教师可以让学生以小组的形式探索自选图形的位置、使用自选图形绘画的方法以及如何插入自选图形。学生通过交流讨论学到知识的同时锻炼了能力。
(五)关注学科前沿信息,充分挖掘学生潜能
        STEAM教育理念下中小学信息技术教学的核心是融合与创新,借助多重感知学习,深度学习等理念融入于整个教学环节。中小学信息技术教师在运用STEAM理念开展教学时,要加强研究,时刻关注学科前沿的信息和知识,利用前沿科技激发学生兴趣,充分挖掘他们的潜能,帮助他们理解和掌握最新的信息技术知识。当今社会知识更新换代极快,同时也带动了信息技术的快速发展。如果信息技术教师在教学时仅仅照搬教材中的内容进行教学,就难以跟上社会和信息科技的发展,也很难满足学生的需求。因此信息技术教师只有不断学习和研究才能跟得上时代的发展,掌握前沿信息技术从而促进学生能力的提升。教师在教学中还要关注学生在应用信息技术时遇到的问题,及时引导学生,培养学生对信息科技前言的兴趣。
        (六)开放教学评价体系,关注学生能力成长
        信息技术作为一门开放性的学科,要求教师应当具有更加开放和宏观的视野。但学生的信息技术知识需要长期学习和科学训练才能实现飞跃和提升,教师要关注学生学会了什么,掌握了哪些知识点,哪些部分还能通过改善教学方法让学生更好的接受,不致因为某些内容因过难而产生畏难、厌学情绪。就前述问题而言,教师可以利用信息技术采用多个渠道、多种方式构建评价体系,比如,可以采取线上问卷调查的方式,通过合理设计问卷题目,要求学生或家长对的教学效果进行评价;还可以采用项目式作品评价,要求学生对信息技术作品进行自评和互评,考察学生对既往内容的掌握。因此教师可以比对多个方案对预期问题的解答效果是否彻底,是否能满足预期要求而进行比对,而不是单纯对某种方法的优劣进行评判。
结语:
        综上所述,STEAM理念下的信息技术教学是生动的、广泛的。教师在讲述过程中要重视理论与应用的有机结合,以任务为导向,以技能掌握为目的,不断提升学生的思维能力、实践能力、知识。
参考文献:
[1]黄国明.基于STEAM教育理念的中小学信息技术教学探究[J].才智,2020,(29):55-56.
[2]孙晓莉.基于STEAM教育理念的中小学信息技术教学探究[J].华夏教师,2020,(32):59-60.
[3]罗力强,刘凤娟.STEAM指导下的 中小学信息技术课程教学研究[J].中国信息技术教育,2018,(23):41-44.
[4]黄彩芬.STEAM教育视角下中小学信息技术教学的改进[J].中学课程辅导(教学研究),2019,13(14):186.
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