基于steam的小學(xué)信息技術(shù)校本課程的實(shí)踐探索

1、基于steam的小學(xué)信息技術(shù)校本課程的實(shí)踐探索【摘 要】傳統(tǒng)的信息技術(shù)課堂，由于時(shí)間、空間的限制，較難開展工程項(xiàng)目學(xué)習(xí)。筆 者通過(guò)閱讀相關(guān)文獻(xiàn)得知，創(chuàng)客教育與 steam 教育的融合打破了信息技術(shù)課堂的局限，機(jī)器人、3D 打印、app inventor、scratch 等引入到中小學(xué)課堂，有利于學(xué)生理解科學(xué)、工程學(xué)、技術(shù)等領(lǐng)域的抽象概念，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手實(shí)踐能力。為此，筆者依托校本課程，融合創(chuàng)客教育與 steam 教育對(duì) scratch 課程和 3D 打印課程進(jìn)行了有效探索。由于傳統(tǒng)教育體制的不足，小學(xué)高年級(jí)學(xué)生動(dòng)手能力還有待加強(qiáng)，工程項(xiàng)目學(xué)習(xí)有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、設(shè)計(jì)能力和

2、動(dòng)手實(shí)踐能力。為此，許多學(xué)校逐漸開設(shè)工程項(xiàng)目學(xué)習(xí)有關(guān)的課程。但由于時(shí)間、空間的限制，傳統(tǒng)的信息技術(shù)課堂較難開展工程項(xiàng)目學(xué)習(xí)。scratch作為一種新的程序設(shè)計(jì)軟件，具有直觀、形象化特點(diǎn)，它可以創(chuàng)造出交互式的動(dòng)畫、游戲、故事等。3D打印技術(shù)作為一種新型技術(shù)，可以應(yīng)用于醫(yī)療、航天等多個(gè)領(lǐng)域，但具體的操作原理、操作形式讓學(xué)生感覺遙不可及。scratch課程和3D打印課程等工程項(xiàng)目學(xué)習(xí)，有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手實(shí)踐能力。一、創(chuàng)客教育和 steam 教育（一）創(chuàng)客和創(chuàng)客教育創(chuàng)客（Maker/hacker）起源于美國(guó)，由克里斯安德森1在創(chuàng)客新工業(yè)革命一書中提出，是指把具有相當(dāng)技術(shù)挑戰(zhàn)的創(chuàng)意變

3、為現(xiàn)實(shí)的人，需要具有一定的知識(shí)含量和創(chuàng)新、實(shí)踐、共享、交流的意識(shí)。創(chuàng)客教育，是指為了解決中小學(xué)教育體制中創(chuàng)新能力培養(yǎng)的不足等問(wèn)題，將創(chuàng)客理念引入中小學(xué)教育體系，實(shí)施一系列關(guān)于創(chuàng)新動(dòng)手技能訓(xùn)練的綜合課程2。創(chuàng)客教育的八大要點(diǎn)包括有：1.課題的關(guān)切性；2.課題的復(fù)雜性；3.充足的資源；4.互動(dòng)和合作；5.高強(qiáng)度；6.合理的時(shí)間安排；7.分享教育；8.新穎性3。（二）steam 教育Steam 是由美國(guó)政府提出的教育倡議，是通過(guò)整合科學(xué)（science）、技術(shù)（technology）、工程（egineering）、藝術(shù)（arts）以及數(shù)學(xué)（math）領(lǐng)域內(nèi)容，倡導(dǎo)問(wèn)題解決驅(qū)動(dòng)的跨學(xué)科教育。創(chuàng)客教育的

4、數(shù)字技術(shù)和文化氛圍將豐富和優(yōu)化 steam 教育。在 steam 教育的推進(jìn)過(guò)程，工程教育是一個(gè)弱項(xiàng)，而創(chuàng)客的作品常常是非常好的工程教育案例4。創(chuàng)客教育與 steam 教育的融合打破了信息技術(shù)課堂的局限，機(jī)器人、3D 打印、appinventor、scratch 等引入到中小學(xué)課堂，有利于學(xué)生理解科學(xué)、工程學(xué)、技術(shù)等領(lǐng)域的抽象概念，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手實(shí)踐能力。我區(qū)信息技術(shù)教學(xué)一直走在教育的前沿，但傳統(tǒng)的信息技術(shù)課程每周一節(jié)， 時(shí)間安排不足，無(wú)法提供給學(xué)生充足的時(shí)間完成一個(gè)復(fù)雜的創(chuàng)客課題，經(jīng)歷制定計(jì)劃、執(zhí)行計(jì)劃、試運(yùn)行、糾錯(cuò)、修改等過(guò)程。此外，steam 教育沿用美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的小

5、班額教學(xué)模式，不同學(xué)科的整合，有利于教師開展有針對(duì)性的教學(xué)、指導(dǎo)。二、創(chuàng)客教育、steam 融合下的小學(xué)信息技術(shù)校本課程的實(shí)踐探索結(jié)合學(xué)校興趣班課程的開設(shè)，筆者結(jié)合小學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)，選取了五、六年級(jí)各 15 名學(xué)生開展創(chuàng)客教育、steam 教育相融合的信息技術(shù)校本課程行動(dòng)研究。本次校本課程采取“工程項(xiàng)目學(xué)習(xí)”模式，讓學(xué)生在復(fù)雜的工程課題中邊“玩” 邊學(xué)，理解科學(xué)、工程學(xué)、技術(shù)等領(lǐng)域的抽象概念，提高創(chuàng)新能力、設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手實(shí)踐能力。（一）scratch 校本課程Scratch 是由美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)專為 8 歲以上兒童設(shè)計(jì)開發(fā)的一款圖形化程序設(shè)計(jì)軟件，以形象、直觀的積木式指令方式完成程序的

6、編寫，操作簡(jiǎn)單。Scratch 還支持多種媒體導(dǎo)入，可以創(chuàng)造出交互式的動(dòng)畫、故事、游戲等，給予孩子思考、表達(dá)、創(chuàng)新的機(jī)會(huì)5。學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)有助于培養(yǎng)孩子的邏輯思維能力、創(chuàng)新能力，但以往枯燥、復(fù)雜的代碼式編程軟件，超出了小學(xué)生認(rèn)知學(xué)習(xí)能力的范圍，讓學(xué)生望而生畏。為此，近幾年越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)學(xué)者研究如何通過(guò) scratch 教學(xué)以提高學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的興趣，提高學(xué)生的邏輯思維能力和創(chuàng)新能力。為此，筆者選取五年級(jí) 15 名學(xué)生，5 人一個(gè)小組，開展 scratch 校本課程。一個(gè)學(xué)期安排 4 個(gè)工程項(xiàng)目，每個(gè)工程項(xiàng)目 3-4 個(gè)學(xué)時(shí)完成，如上學(xué)期設(shè)計(jì)的用聲音吹氣球、海底世界、賽車手、貓捉老鼠等。教師采取

7、“工程計(jì)劃工程設(shè)計(jì)工程實(shí)施工程交流工程分享”為主線的工程項(xiàng)目學(xué)習(xí)模式，學(xué)生通過(guò)一系列的工程創(chuàng)作，在不斷的嘗試、實(shí)踐與、交流和分享過(guò)程中獲取經(jīng)驗(yàn)、掌握方法、提升能力。下面以 “貓捉老鼠”工程學(xué)習(xí)為例分享教學(xué)模式。1.小組分工，規(guī)劃內(nèi)容（1）教師講解一個(gè)工程項(xiàng)目的具體流程，學(xué)生學(xué)習(xí)到工程項(xiàng)目的相關(guān)知識(shí)。（2）在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生成立工程項(xiàng)目小組，小組成員分好各自負(fù)責(zé)的工作：資料收集、工程內(nèi)容設(shè)計(jì)、scratch 程序操作、程序調(diào)試、工程匯報(bào)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)收集資料，討論、交流后確定整個(gè)工程的主要內(nèi)容和實(shí)施方案。這個(gè)過(guò)程訓(xùn)練學(xué)生的合作交流能力、整體規(guī)劃能力。2.項(xiàng)目設(shè)計(jì)，理清脈絡(luò)學(xué)生對(duì)整個(gè)工程的程序部分進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)，通過(guò)圖示的方式（如圖 1），呈現(xiàn)“貓”和“老鼠”兩個(gè)角色各自的腳本設(shè)計(jì)，以及他們之間的關(guān)聯(lián)性?？梢暬哪_本設(shè)計(jì)清晰地理清了整個(gè)程序的脈絡(luò)，便于組員接下來(lái)在 scratch 軟件里將腳本呈現(xiàn)出來(lái)。3.實(shí)施制作，初成模型（1）本次工程實(shí)施前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò) scratch 八大基本模塊、基本動(dòng)作如移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)等知識(shí)。（2）學(xué)生結(jié)合自己小組程序設(shè)計(jì)圖，分模塊實(shí)施操作。學(xué)生實(shí)施過(guò)程中發(fā)現(xiàn) “貓和老鼠撞墻后不會(huì)回頭”、“貓捉到老鼠后不會(huì)停下來(lái)”等問(wèn)題。教師在學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題