基于STEAM理念的初中信息技術(shù)教學(xué)設(shè)計

【內(nèi)容摘要】在我國基礎(chǔ)教育改革期間，綜合教學(xué)與分科教學(xué)成了教育探索與研究的重點。同時也有很多專家學(xué)者逐漸意識到了我國現(xiàn)階段初中教學(xué)過程中信息技術(shù)教學(xué)所面臨的問題與挑戰(zhàn)。雖然說學(xué)生在面對考試題目時能夠游刃有余地進(jìn)行解答，但是在面對實際問題時往往就會有力不從心的感覺，缺乏一定的創(chuàng)新能力。而STEAM教學(xué)理念是培養(yǎng)復(fù)合型人才的一種跨學(xué)科教學(xué)手段，不僅能夠提高學(xué)生的綜合能力，還能夠強化學(xué)生的思維能力與創(chuàng)新能力。因此，本文從STEAM理念出發(fā)，對初中信息技術(shù)教學(xué)設(shè)計進(jìn)行了深入研究。并以STEAM教學(xué)理念為指導(dǎo)，展開信息技術(shù)教學(xué)設(shè)計，同時結(jié)合實際情況設(shè)計具體案例，以此促進(jìn)信息技術(shù)教學(xué)的有序開展?！娟P(guān)鍵詞】STEAM理念

初中信息技術(shù)

教學(xué)設(shè)計前言近幾年來，我國制定并頒布了《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》，該標(biāo)準(zhǔn)中對信息技術(shù)課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、課程實施以及教學(xué)評價等方面均提出了新的要求，同時也將信息技術(shù)課程教學(xué)推入到一個新的發(fā)展階段當(dāng)中。但是從當(dāng)前初中信息技術(shù)教學(xué)現(xiàn)狀層面來看，存在著教學(xué)目標(biāo)不具體、教學(xué)方法單一等問題，所以在初中信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)中逐漸滲透新的教學(xué)理念，探索新思路顯得尤為必要。而STEAM教育理念一經(jīng)出現(xiàn)就引起了眾多學(xué)者的重視及關(guān)注，并且STEAM教育理念的發(fā)展與成熟也在一定程度上為我國基礎(chǔ)教育改革提供了發(fā)展思路，所以將STEAM教育理念與初中信息技術(shù)教學(xué)相融合對于初中教學(xué)而言是培養(yǎng)新型人才的有效途徑。一、初中信息技術(shù)教學(xué)存在的問題首先，初中階段在開展信息技術(shù)教學(xué)時缺乏具體的教學(xué)目標(biāo)，而教學(xué)目標(biāo)的模糊、不具體會導(dǎo)致學(xué)生在完成課后作業(yè)時積極度不高，甚至課后作業(yè)的完成率極低，導(dǎo)致學(xué)生本身也無法確定自身的學(xué)習(xí)目標(biāo)，所以在學(xué)習(xí)時會逐漸失去動力，甚至產(chǎn)生一定的抵觸情緒。其次，初中信息技術(shù)教學(xué)與實際生活相脫離。由于信息技術(shù)課程是一門實踐性較強的應(yīng)用課程，與學(xué)生們的日常生活有著息息相關(guān)的聯(lián)系。特別是在信息技術(shù)飛速發(fā)展的時代下，人們的學(xué)習(xí)與生活中隨處可見信息技術(shù)的蹤影①。但是傳統(tǒng)的信息技術(shù)教學(xué)方法過于重視理論知識教學(xué)，并未與實際生活建立聯(lián)系，以至于很多學(xué)生錯誤地認(rèn)為信息技術(shù)課程是沒有實際作用的，所以學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣較低，且學(xué)習(xí)效果也非常不理想。最后，教學(xué)方法相對較為單一。目前初中信息技術(shù)教學(xué)就是以傳統(tǒng)教學(xué)手段為主，教師為教學(xué)主體，口頭講述與黑板板書為主的教學(xué)形式，導(dǎo)致學(xué)生始終處于被動接受的地位。雖然說可以在課程上得到一定的鍛煉機會，但是卻因?qū)處煹囊蕾囆暂^大而失去了自主學(xué)習(xí)的空間。二、基于STEAM理念的初中信息技術(shù)教學(xué)設(shè)計本文選擇ADDIESE設(shè)計理論作為基礎(chǔ)，嘗試著構(gòu)建一個基于STEAM理念下的人工智能模塊教學(xué)設(shè)計，該設(shè)計中包括以下幾大要素：STEAM整合目標(biāo)設(shè)計、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計、教學(xué)活動開發(fā)設(shè)計、教學(xué)活動實施設(shè)計以及教學(xué)活動評價設(shè)計等。1.設(shè)計教學(xué)活動模型ADDIE模式是現(xiàn)階段系統(tǒng)化教學(xué)設(shè)計中廣泛應(yīng)用的一種模式，主要包括：分析、設(shè)計、開發(fā)、執(zhí)行以及評估等五個階段。其中分析階段的任務(wù)就是對教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行確認(rèn)并完成學(xué)情調(diào)查以及環(huán)境分析等;設(shè)計階段則是對信息技術(shù)的學(xué)習(xí)內(nèi)容、每一個階段所需要達(dá)成的目標(biāo)、教學(xué)方案以及評價方式等進(jìn)行設(shè)計;開發(fā)階段是以選擇合適的教學(xué)模式為主，并開發(fā)一些必要的圖形及動畫，擬出相應(yīng)的評價題目及活動;執(zhí)行階段需要選擇出確定數(shù)量的學(xué)習(xí)者，完成教學(xué)內(nèi)容的測試，并收集結(jié)果反饋完成教學(xué)活動優(yōu)化;評估階段主要是改變學(xué)生的空間及適用性，可以通過問卷調(diào)查的方式來了解和改善學(xué)生，并判斷學(xué)生是否進(jìn)步②。2.確定教學(xué)活動要素（1）STEAM整合目標(biāo)設(shè)計所謂的教學(xué)目標(biāo)實際上就是學(xué)生通過參加教學(xué)活動后從中得到的成長預(yù)期。由于過去的教學(xué)目標(biāo)為三維目標(biāo)，包括過程與方法、知識與技能以及情感態(tài)度價值觀。一般來說教學(xué)目標(biāo)不僅是教學(xué)活動的起點，同時也是學(xué)習(xí)活動的基礎(chǔ)，所以在STEAM整合目標(biāo)設(shè)計前提下，需要將人工智能模塊設(shè)計作為促進(jìn)學(xué)生STEAM學(xué)習(xí)的重要載體，同時教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計需要在STEAM基礎(chǔ)上形成二維矩陣。實際上STEAM教學(xué)理念下的教學(xué)目標(biāo)設(shè)計并非是按照常規(guī)分科條件當(dāng)中的教育價格為核心進(jìn)行設(shè)計的，而是結(jié)合實際課程學(xué)習(xí)環(huán)境，并按照課程模塊內(nèi)、活動以及情景等整體設(shè)計中所構(gòu)建出來的。（2）教學(xué)內(nèi)容設(shè)計在開展教學(xué)內(nèi)容設(shè)計需要從活動內(nèi)容和活動流程兩個方面入手。從活動內(nèi)容展開設(shè)計時，第一，任務(wù)設(shè)計。以STEAM整合方式為基礎(chǔ)，選擇慧魚機器人為案例，幫助學(xué)生了解機器人主要電子元件，并在掌握可以適用于知識性STEAM整合;并在對慧魚軟件進(jìn)行編程時，可以通過設(shè)計以解決問題為基礎(chǔ)的教學(xué)活動，確保STEAM整合項目能夠為初中信息技術(shù)教學(xué)活動提供主線。第二，規(guī)則設(shè)計。就對于具體的任務(wù)展開細(xì)化設(shè)計，教師或?qū)W生在參與活動時的權(quán)限設(shè)置;以及活動期間發(fā)生突發(fā)狀況的應(yīng)對機制等③。第三，分工設(shè)計。目的就是對學(xué)生以及教師在教學(xué)活動過程中所負(fù)責(zé)的任務(wù)及扮演的角色展開具體的規(guī)定。第四，工具設(shè)計。在STEAM整合人工智能模塊教學(xué)活動當(dāng)中，需要設(shè)計出虛擬現(xiàn)實教學(xué)活動中的AR、VR眼鏡等合成工具和3D打印機等。從活動流程方面來說需要幫助教師在相對輕松的教學(xué)活動當(dāng)中保證教學(xué)活動方向處于計劃內(nèi)，避免因情況差異導(dǎo)致教學(xué)活動偏離計劃。（3）教學(xué)活動開發(fā)設(shè)計基于STEAM教育理念基礎(chǔ)上的人工智能教學(xué)活動開發(fā)設(shè)計一般包括教學(xué)環(huán)境、活動支架以及教材開發(fā)等。其中教學(xué)活動開發(fā)的主要目的就是為教學(xué)活動的開展場地提供軟件及硬件建設(shè)，而本研究的教學(xué)活動環(huán)境主要是指空間實體環(huán)境與數(shù)字化環(huán)境;教學(xué)活動支架開發(fā)是為學(xué)生及教師在開展教學(xué)活動期間提供可以構(gòu)建任務(wù)、劃分規(guī)則以及分工的具體工具，例如：任務(wù)清單、項目表格等。教材開發(fā)是教學(xué)活動過程中會涉及大量的知識要點講解材料，一般教材的內(nèi)容是多種多樣的，既包括文檔形式，也包可以微課視頻與多媒體課件等;可以是線上也可以是線下，目的就是為學(xué)習(xí)者提供更好的自主學(xué)習(xí)條件。（4）教學(xué)活動實施設(shè)計教學(xué)活動的實施就是將新理念設(shè)計中的教學(xué)活動實施的整個過程。在實施期間需要根據(jù)具體的學(xué)情調(diào)查、課堂表現(xiàn)、活動參與積極性以及對問題情景的理解程度的調(diào)整。STEAM教學(xué)理念當(dāng)中包括多種教學(xué)模式，例如：情景化教學(xué)、項目式教學(xué)、合作小組教學(xué)、問題教學(xué)、認(rèn)知學(xué)徒制以及探究式教學(xué)模式等。作為信息技術(shù)教師可以從中選擇出適合信息技術(shù)課程且符合學(xué)生特征的教學(xué)模式。（5）教學(xué)活動評價設(shè)計一般來說，教學(xué)評價活動的主要目的就是考查教學(xué)活動后，學(xué)生的適用性及需要從哪些維度來改善和優(yōu)化教學(xué)活動設(shè)計。同時教學(xué)活動設(shè)計也是評價學(xué)生與教師參與教學(xué)活動情況的主要依據(jù)。課程評價模型包括：團隊協(xié)作、創(chuàng)造力、問題解決、學(xué)習(xí)動機、工程應(yīng)用、基礎(chǔ)學(xué)科以及自動識別科學(xué)技術(shù)元素等維度。三、基于STEAM理念的初中信息技術(shù)教學(xué)設(shè)計案例以知識型STEAM整合方式為基礎(chǔ)，將人工智能模塊與STEAM教學(xué)方式進(jìn)行整合，并以傳統(tǒng)的知識型傳授模式為核心。選擇的LEGO作為硬件裝備SCRATCH作為軟件裝備，以此來設(shè)計出一個可以滅火的小車。學(xué)生方面需要對該案例的相關(guān)知識進(jìn)行學(xué)習(xí)和掌握，例如：熟悉SCRATCH程序界面操作、掌握一定的LEGO組建經(jīng)驗。該教學(xué)案例的時長設(shè)置為90分鐘。1.活動流程第一，情景導(dǎo)入（5分鐘）：選擇滅火場景開展分組實驗，學(xué)生通過實驗了解二氧化碳如何在燃燒的蠟燭上致使蠟燭熄滅，以此為基礎(chǔ)促進(jìn)學(xué)生知識拓展，通過講述“火三角”三元素以及燃燒不同分類怎樣利用三元素滅火;而后讓學(xué)生通過思考與探討來闡述二氧化碳滅火原理。第二，滅火小車的搭建及程序設(shè)計（30分鐘）：將小組學(xué)生及一步分為搭建組與程序設(shè)計組。先以老師講解為主，而后讓學(xué)生動手操作，最后開展問題答疑。第三，小車滅火實踐（40分鐘）：教師通過知識闡述的方式進(jìn)行講解，學(xué)生按照教師的講解內(nèi)容來搭建和設(shè)計程序代碼，最后教師需要對學(xué)生在實際操作過程中產(chǎn)生的典型問題進(jìn)行解答。第四，案例成果發(fā)表（15分鐘）：教師選擇出典型的案例，讓學(xué)生進(jìn)行發(fā)表。發(fā)表的內(nèi)容包括：任務(wù)分析、搭建與運行演示、問題的解決及反思，教師與學(xué)生發(fā)表內(nèi)容的評價與總結(jié)。2.任務(wù)說明表學(xué)生根據(jù)任務(wù)說明表中的任務(wù)描述及數(shù)據(jù)記錄等內(nèi)容進(jìn)行操作，幫助學(xué)生在實踐過程中能夠一直圍繞著計劃展開。3.活動評價本案例的人工智能教學(xué)活動是以知識型STEAM學(xué)科整合為基礎(chǔ)，所以知識和技能都是評價重點。評價方