STEM教育视角下的计算机专业课程教学实践研究

刘晓丹 王宇

【摘要】    教育目标分类理论主张强化学生知识迁移能力，应将学习和掌握的知识进行创新应用，从记忆理解的低阶思维相创新创造高阶思维发展。教育工作者应以STEM为教育载体，多维度和多层次的开展计算机专业课程教学活动。具体做法使，基于科技支撑深度推进研究型学习模式、将STEM课程融入计算机专业课程教学设计中、构建多样化的教学成效评价体系。

【关键词】    STEM教育    计算机专业课程    教学

引言：

STEM是实现跨学科教育的工具、手段、指导思想，作用于教师多学科思维的进行教学设计。STEM教育视角下，教师需注重引导学生进入深度学习情境，循序渐进的提升他们的认知能力。针对计算机专业课程教学的研究，教育工作者需从学生全面发展、市场人才需求、人才结构优化等方面进行立体和多维思考。应以现实领域发展趋势为参照，对课程内容进行整合和丰富。教师加强实践创造，教学模式和教学内容进行科学优化和完善，引导学生主动的进行技术创新和研发。

一、计算机专业课程中STEM教育的理论框架

1.1跨学科设计计算机专业教学内容

STEM教育语境下，教育工作者更热衷以多学科视角出发设计教学内容。在重实践的跨学科教学思想的指导下，教师需对传统计算机专业课程进行合理扩充，融入与之具有密切关联性的知识内容。秉承知识生产服务社会发展的原则，对计算机专业教学内容进行跨学科式的再设计。注重基于认知情境扩充单学科的教学内容，将学生学习与实践引入完善的应用场景中。学习知识是手段，应用知识是目的，教师必须将最新和最前沿的知识和技术渗透到计算机专业课程中。

1.2 STEM课程是强化学生综合能力的手段

知识生产、信息重组、信息传输、信息接受、信息反馈，是教师与学生思想沟通和行为交互的一个过程。教师需设置利于学生提高解决问题能力的STEM课程，将其作为新型的教学手段和工具。在STEM教育视角下，教师需看到教学问题的本质，以及学生成长和成才过程中的制约因素的变化态势。需以动态和宏观视角思考专业课程教学设计问题，应将知识的生产和传播作为重要的社会责任。教师应基于人才机结构分析，对学生综合能力进行全面强化。利用STEM课程课程实现跨学科的输出和整合教学信息，信息流通的动态过程中，使学生行业认知、创新能力、实践应用能力等获得不断提升。

1.3基于丰富的课程内容可提供多层次的认知经历

知識有着一定的概念性、程序性、事实性、动态性，在学习和理解上，对人的记忆、理解、分析、认知等能力的要求有所不同。计算机专业课程中融入STEM教育理念，从某种角度来说，是对学生认知经历的极大丰富。教师应向学生输出跟多整合性知识，使他们从不同层次和维度对知识进行理解。历经记忆-理解-使用-思考-评价-创新六个认知过程，学生的观念和思维会获得极大改变。若知识仅能停留在记忆和浅层的理解层面，学生无法对计算机技术应用领域发展形成深刻认识，更无法实现知识的迁移和智慧转化。

教师要结合学生个体差异性问题，实现跨学科式的整合课程资源，基于优质的STEM课程，为学生提供多层次的认知经历。

二、STEM教育视角下的计算机专业课程教学实践活动的再设计

2.1以能力导向设计开放型实践活动

STEM教育视角下，围绕计算机专业课程展开的实践教学活动，需切实提高学生解决问题和技术应用能力。教师应以能力导向设计开放型的实践活动，组织学生走出课堂，深度的参与到职业活动中。应将专业基础知识和技术应用进行科学整合，实现教学维度的扩展和延伸。即将专业理论知识的学习作为第一维度、学生能力强化设为第二维度、计算机技术应用研究为第三维度、顶岗实习是第四维度，以此类推，根据现实领域的人才需求标准，不断生成新的教学维度，以保证学生获得全面发展。

以能力导向，设计蕴含不同知识内容和不同规模实践活动的育人计划。打破知识边界和教学时空限制，在原有的专业课程体系技术上，融入更多具有研究价值的课题，使学生学习专业理论知识的同时，能解放思想对计算机技术的应用进行深度思考和研究。

2.2围绕计算机专业课程生产前瞻性整合化的教学内容

教师需从微观视域反思教学内容和教学手段的科学性和合理性，能根据教学成果和学生反馈，围绕计算机转专业课程，生产前瞻性整合化的教学内容。STEM教育视角下，教师需将计算机应用领域最前沿的知识和文化进行整合，将其合理的渗透到教学内容中。基于优质和丰富的STEM课程，高效开展计算机专业课程实践教学活动。做好课程建设，为多样和全面开展实践教学提供扎实的资源支持，并逐步突破传统分科课程知识领域，对学生的跨界能力、技术研发和应用能力进行全面提升。

三、STEM教育视角下的计算机专业课程教学实践策略

3.1基于科技支撑的深度推进研究型学习模式

研究性学习模式，主张以学生为中心，基于优质的STEM，强化个体的科研能力和实践应用能力。STEM教育视角，教育工作者应以计算机专业课程的核心内容为基准点，有逻辑和层次性的融入其他学科知识。以案例牵引式的教学方法，引导学生深度进入的研究情境中。教师将丰富的课程内容以动画视频的形式呈现给学生，令他们能直观的了解和学习知识重点。而后，基于具体的问题引发学生深度思考，对计算机技术的应用原理和未来趋势进行全面研究。教师结合当前高新技术的发展态势，将计算机专业课程与人工智能技术课程、信息技术课程、物联网技术应用知识等进行科学结合。且利用多媒体设备和计算，对丰富的教学内容进行立体和可视化的输出。

在科技支撑下，引导学生对我国计算机技术应用领域进行深度和多维研究。教师通过深度推进研究型学习模式，以STEM为新的教学载体，不断丰富学生的认知经历，对现实情境中的计算机技术的应用建立正确的认识，最终形成具有深度和广度计算机课程体系认知。基于这样的方式，更利于学生在探究和实践中内化吸收知识，促使他们成为具有创新精神和科研意识的技术型人才。

3.2将STEM课程融入计算机专业课程教学设计中

预期教学目标的实现，需依托知识内涵丰富的专业课程设计。教师应与现实情境为参照，将STEM课程课程融入计算机专业课程教学设计中。教师应遵循学生预习-问题思考-问题研究-解决问题四个关键流程，制定完整和科学的教学内容。将理论与实践进行科学融合，双向推进计算机专业课程教学活动。

STEM教育视角，教师需对与计算机专业课程相关性较强的内容进行科学的整合。根据人工智能技术和5G技术的发展和应用情况，动态的对课程内容进行更新和优化，以保证整个教学过程具备鲜明的现代性和时代性。教师应通过构思、设计、实践、反馈、修正、再实践，根据学生的学习情况和市场人才需求标准，制定可全面提高学生专业技能和创新能力的课程和教学模式。STEM课程需映照计算机领域的发展特点，使学生对该专业的学习意义，以及未来的职业设定形成清晰的逻辑和目标。STEM教育视角下，教师必须利用跨学科教育手段培育出匹配行业创新发展要求的人才。不应被计算机专业的教材所局限，应根据产业转型和升级的需求，及时融入最新的知识和技术。计算机专业课程教学设计，应具备多学科视角，不断对教学内容和教学方法进行升级和优化，以保证学生的知识层次获得动态丰富，继而能达到显著的教学成效。

3.3构建多样化的教学成效评价体系

STEM教育视角下，教师应采用多样化的教学手段开展教学活动，并生成与之相契合的教学成效评价体系。实现以评促教，既要关注学生掌握多少知识，还需对他们的学习动机、学习态度、实践能力、思维素养、职业素养、创新素养等进行全面的评价。只有切实了解学生实际的学习问题和学习诉求，才能制定具体应对策略和措施。教师应以问题为导向，对计算机专业课程内容进行拓展，并制定多样化的教学模式。而教学成效评价体系，应作为辅助教育工具，引导教师在发现问题的过程中，不断调整和优化教学方案和教学形式。

基于多学科思维解决教育问题，以跨学科教育理念为指导，科学的进行课程建设和实践。教师所构建的多样化教学成效评价体系，应包含定量评价、定性评价、数字化评价、过程性评价、终结性评价等方法，基于丰富和量化的评价标准和指标，对教学质量和效果进行多维度的评价。根据最终的评价结果，有针对性的对计算机专业课程教学模式进行改革和创新。而对教学成效进行评价的整个过程中，需合理介入学生评价因素，根据学生的真实反馈和建议，反思教学模式实践问题。注重满足学生的给个性化需求，将趣味元素合理的融入STEM课程中。通过客观和理性的教学成效评价，逐渐构建民主、开放、创新、现代、丰富的计算机专业课程教学体系。

四、结束语

总之，教育工作者应基于STEM课程，对计算机专业课程进行跨学科设计，为学生提供丰富的学习体验，继而产生多样的认知经历。在学习知识和技术的过程中，引导学生进入深度学习、研究型学习情境中。教师利用前沿性的课程内容，培育出具有创新意识和解决问题能力的人才。

参  考  文  獻

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