STEM教育下高中信息技术学科素养培养研究

茅赛梅

【摘要】在高中信息技术新课程标准的核心素养包括信息意识、计算思维、数字学习与创新、信息社会责任四个部分。随着新课程标准的出台和实施，根据新课程标准研究高中信息技术学科素养的发展与研究具有十分重要的意义。本文主要解读信息技术学科素养以及如何在STEM教育下培养信息技术学科素养。

【关键词】STEM教育  高中  信息技术学科素养  培养

【基金项目】2020年7月至2022年6月仙游县县级课题：《STEM教育下高中信息技术学科素养培养研究》，编号：XYZXKT2059。

【中图分类号】G633.67   【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2021）24-0063-02

一、高中信息技术学科素养主要要素分析

（一）信息意识

信息意识的重要性主要体现在两个方面：一是能否及时认识到信息的产生、发展和变化，即对信息的敏感性;二是能否对信息的价值做出正确的判断，即评估信息的价值。今天我们不断被信息包围，但不了解信息的人几乎无法随时知道信息的存在，无法区分真假信息，无法高效合理地分析和处理有用信息及价值的信息。因此，只有信息意识强的人才能有效地发现信息、区分信息、理解信息和使用信息，并感知信息的变化，过滤信息，制定最优策略，进行价值判断、分享与交流，提高对所接收信息的认知度。

（二）计算思维

计算思维体现在解决问题的过程中学生利用计算机科学领域的知识和技术来发现问题、提取关键点、建立模型、创建、定义、分析和整合各种信息资源，开发程序并转向类似的任务，形成计算机思维。

（三）数字化学习与创新

在信息社会中，有很多数字资源和工具。如何有效地选择正确的数字工具，如何得出结论，如何学习使用其他类似工具，以及数字软件中的设计如何把创造力投入其中。数字化学习与创新不同于传统的方法，主要以计算机和网络学习为主。

（四）信息社会责任

信息技术创新为人们提供便利的技术工具，同时赋予人们在数字环境中的文化发展、道德和行为自律方面的社会责任感。这就要求我们正确地处理和使用信息技术，为信息社会承担责任，负责任地使用信息技术，保持道德标准和自律，减少或避免不利影响，保护合法权益，构建和谐信息社会[3]。

二、STEM教育

STEM教育是在美国提高国家竞争力的迫切需要下发展起来的，是在教育系统中映射国家需求的产物。在2003年国际学生评估项目（PISA）中，美国学生在科学、数学和问题解决方面的平均成绩比前五名国家低46、55和65分;2005年的ACT（美国大学考试）结果表明，超过一半的美国高中生不打算修读数学和科学方面的大学课程。面对上述困境，美国政府提出大力推进STEM教育。STEM教育基于杜威边“做中学”理论，注重建构主义。在STEM教育活动中，教师应引导学生积极独立地解决实际问题或参与项目，同时鼓励学生分组交流与合作，跨学科学习综合知识;STEM教育强调学生积极地从现有知识中创造新知识，强调学生跨越学科界限，通过解决问题获得知识。STEM教育提倡探究性活动，是指学生在教师的指导下，采用类似于科学研究的方法，分析和调查问题，获取知识，提供预测、解读和成果分享等活动，培养学生的研究热情、探索精神以及协作、沟通、解决问题和创新的能力。STEM教育以科学课程为基础。如今，无论是小学的科学课程，还是高中的物理、化学、生物等课程，跨学科学习的概念逐渐成为其核心概念之一。高中信息技术学科也不例外。

三、高中信息技術学科素养培养现状分析

（1）学生信息意识素养现状：高中生已经意识到信息的主动搜索、感知、评估、验证和交流，会主动发现和解决问题。但是许多学生只在真正需要时才寻求计算机帮助，他们还没有养成主动获取信息、独立发现和调查问题、整合信息的习惯，信息意识和敏感性不够强。（2）学生计算思维素养现状：高中信息技术课程的算法和编程教学还存在较大问题，学生计算思维的发展还有很长的路要走。学生在计算机编程和算法编程方面不精通，大多数学生在老师的帮助下完成这部分的学习，但很少有学生会编程，更不用说自己开发算法程序了。学生无法利用计算机知识解决现实生活和学习问题，也无法发展和提高计算机思维和迁移技能。（3）学生数字化学习与创新素养现状：许多学生对最新的教学设备和教育理念一无所知。很少使用数字学习资源和工具，很少参与在线学习，大多数学生都没有注意到并且不使用数字学习工具，学生的数字化学习和创新机会急需改善。（4）信息社会责任现状：高中生在信息安全思维不够成熟，信息安全能力不够高，仍需教师的积极引导和价值引导，教师应界定学生在信息社会中的责任和价值观，提高学生信息社会责任感。

四、STEM教育下高中信息技术学科素养培养研究

（一）提高信息意识

信息意识的教育应该从日常生活开始，基本上包括两点：一是信息的接收，二是信息的识别。教师在信息技术课堂教学时应以信息意识引导学生。首先，要获取信息，高中生需要学习如何从许多不同的渠道获取信息。因此，在日常教学中，教师应调动学生的学习热情，有意识地教会他们如何接收和处理信息。其次，识别信息需要学会辨别真假信息。信息社会是复杂而混乱的，有很多诈骗信息，这就需要在接受信息时一定要先确认信息。生活中这样的例子很多。我们要学会辨别真假信息，不要贪图小事，保护好自己的财产和生命安全。可以采取以下措施来提高学生的信息意识：（1）情境学习，采用任务导向的方法，鼓励学生分组探索和协作，教师可参考课堂实例，让学生充分参与解决问题;（2）积极开展相关活动，营造活跃的信息氛围;（3）激发学生的好奇心，让学生调整动机，提高对信息的认识，例如，在培训过程中，鼓励学生自主进行计算机操作。

（二）培养计算思维

计算思维仍处于研究的早期阶段，目前的高中信息技术教材主要使用VB软件来学习编程，对此，建议应用项目式学习策略，教会学生参与实际项目实践，体验从问题分析到制定解决方案的全过程，有助于提高学生的整体思维，激发学生的学习兴趣。以计算思维为主要重点，培养信息技术学科素养。一种是强调学科思维，避免多次提示造成的混乱;另一种是利用计算思维解决活动中的问题，支持培养学科教育价值的使命。一旦学生在编程算法方面有了扎实的基础，就可以让他们设计具有一些实用价值、有趣的程序。STEM教育下提高计算思维素养培养要注意与其他学科整合，例如，在语文教学中，培养定义和概括概念、分类、总结等能力，在数学、物理和化学教学中，发展学生的发散性和抽象性思维。将各种学科与信息技术学科相结合，利用多媒体设备和技术进行数字化学习，让学生在计算机算法和编程的研究中塑造计算机思维，并将其转化为解决实际问题的能力。教师可以在信息技术教室进行教学，同时通过创设项目活动，营造符合学生认知特点的情境，引导学生走向自主学习和合作学习，提高学生的合作研究意识和能力。

（三）教学数字化学习与创新

目前，信息技术学科在课程中的地位较低，存在知识更新慢、信息化水平低、教育设备不发达、软件更新慢、教师专业技能不足、创新意识和能力薄弱等问题。学生的数字化学习和创新能力可以从以下三个维度发展：一是使用现代多媒体设备和新的学习模式进行教学，比如希沃白板的使用;二是进行教学技能培训，整改教学模式，传统的信息技术学科教学方式是教师讲解和学生自学，学生对自学不感兴趣，没有足够的课堂体验，对此，教师可以从学习情境入手，应用技术，展示成果，把课堂还给学生，教学生主动思考，自己实践;三是优化课堂体验，利用相关科技进展，创新数字化学习，比如翻转课堂是一种学生利用空闲时间在线学习，而不是老师讲课的教学方式，微课是一种利用音频和短视频讲解知识点的教学形式，慕课是学生课后通过互联网学习相关教育视频，然后返回课堂进行学习和交流的一种教学形式，不仅在数字学习工具的开发和微视频创作方面提高了教师的实践技能和创新创造力，而且能够提高学生识别、选择和使用数字学习资源的能力。此外，现有的课堂教学也面临挑战。当前的信息技术课堂主要采用任务导向的学习方式。先由教师演示，然后学生模拟练习或按照教师的演示技巧完成相应的任务。在教学中，教师必须解释数字软件的使用，并连接到其他类似或相关的软件应用程序。

（四）發展信息社会责任

信息社会的生活必须承担一定的信息责任。笔者认为，信息社会的责任主要包括信息安全意识和信息伦理，有必要对学生进行信息安全教育，正确识别课堂德育的出发点，培养学生在信息社会中的责任感。信息技术学科主要素养体系的四个学科素养层次是相互渗透、相互关联的。在相关学科素养的形成中，在高中信息化方面，要加强各个要素之间的关系。在信息社会激发高中生的信息意识和责任感，从多方面入手，共同推动中学生信息素养的发展。

五、结束语

根据社会和时代的发展，提供基本的信息技术素养。信息技术学科素养的四个部分：信息意识、计算思维、数字学习与创新、信息社会的责任感并不是相互独立的，它们密切相关，相互作用，每个部分都值得信息技术教育工作者认真研究和讨论。信息技术教师应将学生学科素养的培养纳入常规学习过程，使学生适应未来和国际发展的需要，满足终身学习的需要。培养和提高学生的信息素养是非常重要的，考虑到各地区经济发展水平、教学理念和学校资源的差异。在现代信息社会中，应该与时俱进，吸收和应用教育信息化领域的最新理念和成果，在STEM教育下培养高中信息技术学科素养。

参考文献：

[1]张国立，王国华.计算思维：信息技术学科核心素养培养的核心议题[J].电化教育研究，2018（5）.

[2]李维明.普通高中信息技术学科教学中核心素养的培养[J].中国电化教育，2017（5）：26-29.