基于STEAM理念的初中信息技术教学设计

2021-10-18曹丙辉

中学课程辅导·教师通讯 2021年17期

曹丙辉

【内容摘要】在我国基础教育改革期间，综合教学与分科教学成了教育探索与研究的重点。同时也有很多专家学者逐渐意识到了我国现阶段初中教学过程中信息技术教学所面临的问题与挑战。虽然说学生在面对考试题目时能够游刃有余地进行解答，但是在面对实际问题时往往就会有力不从心的感觉，缺乏一定的创新能力。而STEAM 教学理念是培养复合型人才的一种跨学科教学手段，不仅能够提高学生的综合能力，还能够强化学生的思维能力与创新能力。因此，本文从STEAM理念出发，对初中信息技术教学设计进行了深入研究。并以STEAM教学理念为指导，展开信息技术教学设计，同时结合实际情况设计具体案例，以此促进信息技术教学的有序开展。

【关键词】STEAM理念初中信息技术教学设计

前言

近几年来，我国制定并颁布了《普通高中信息技术课程标准》，该标准中对信息技术课程的教学目标、教学内容、课程实施以及教学评价等方面均提出了新的要求，同时也将信息技术课程教学推入到一个新的发展阶段当中。但是从当前初中信息技术教学现状层面来看，存在着教学目标不具体、教学方法單一等问题，所以在初中信息技术学科教学中逐渐渗透新的教学理念，探索新思路显得尤为必要。而STEAM教育理念一经出现就引起了众多学者的重视及关注，并且STEAM教育理念的发展与成熟也在一定程度上为我国基础教育改革提供了发展思路，所以将STEAM教育理念与初中信息技术教学相融合对于初中教学而言是培养新型人才的有效途径。

一、初中信息技术教学存在的问题

首先，初中阶段在开展信息技术教学时缺乏具体的教学目标，而教学目标的模糊、不具体会导致学生在完成课后作业时积极度不高，甚至课后作业的完成率极低，导致学生本身也无法确定自身的学习目标，所以在学习时会逐渐失去动力，甚至产生一定的抵触情绪。其次，初中信息技术教学与实际生活相脱离。由于信息技术课程是一门实践性较强的应用课程，与学生们的日常生活有着息息相关的联系。特别是在信息技术飞速发展的时代下，人们的学习与生活中随处可见信息技术的踪影①。但是传统的信息技术教学方法过于重视理论知识教学，并未与实际生活建立联系，以至于很多学生错误地认为信息技术课程是没有实际作用的，所以学生的学习兴趣较低，且学习效果也非常不理想。最后，教学方法相对较为单一。目前初中信息技术教学就是以传统教学手段为主，教师为教学主体，口头讲述与黑板板书为主的教学形式，导致学生始终处于被动接受的地位。虽然说可以在课程上得到一定的锻炼机会，但是却因对教师的依赖性较大而失去了自主学习的空间。

二、基于STEAM理念的初中信息技术教学设计

本文选择ADDIESE设计理论作为基础，尝试着构建一个基于STEAM理念下的人工智能模块教学设计，该设计中包括以下几大要素：STEAM整合目标设计、教学内容设计、教学活动开发设计、教学活动实施设计以及教学活动评价设计等。

1.设计教学活动模型

ADDIE模式是现阶段系统化教学设计中广泛应用的一种模式，主要包括：分析、设计、开发、执行以及评估等五个阶段。其中分析阶段的任务就是对教学目标进行确认并完成学情调查以及环境分析等;设计阶段则是对信息技术的学习内容、每一个阶段所需要达成的目标、教学方案以及评价方式等进行设计;开发阶段是以选择合适的教学模式为主，并开发一些必要的图形及动画，拟出相应的评价题目及活动;执行阶段需要选择出确定数量的学习者，完成教学内容的测试，并收集结果反馈完成教学活动优化;评估阶段主要是改变学生的空间及适用性，可以通过问卷调查的方式来了解和改善学生，并判断学生是否进步②。

2.确定教学活动要素

（1）STEAM整合目标设计

所谓的教学目标实际上就是学生通过参加教学活动后从中得到的成长预期。由于过去的教学目标为三维目标，包括过程与方法、知识与技能以及情感态度价值观。一般来说教学目标不仅是教学活动的起点，同时也是学习活动的基础，所以在STEAM整合目标设计前提下，需要将人工智能模块设计作为促进学生STEAM学习的重要载体，同时教学目标的设计需要在STEAM基础上形成二维矩阵。实际上STEAM教学理念下的教学目标设计并非是按照常规分科条件当中的教育价格为核心进行设计的，而是结合实际课程学习环境，并按照课程模块内、活动以及情景等整体设计中所构建出来的。

（2）教学内容设计

在开展教学内容设计需要从活动内容和活动流程两个方面入手。从活动内容展开设计时，第一，任务设计。以STEAM整合方式为基础，选择慧鱼机器人为案例，帮助学生了解机器人主要电子元件，并在掌握可以适用于知识性STEAM整合;并在对慧鱼软件进行编程时，可以通过设计以解决问题为基础的教学活动，确保STEAM整合项目能够为初中信息技术教学活动提供主线。第二，规则设计。就对于具体的任务展开细化设计，教师或学生在参与活动时的权限设置;以及活动期间发生突发状况的应对机制等③。第三，分工设计。目的就是对学生以及教师在教学活动过程中所负责的任务及扮演的角色展开具体的规定。第四，工具设计。在STEAM整合人工智能模块教学活动当中，需要设计出虚拟现实教学活动中的AR、VR眼镜等合成工具和3D打印机等。从活动流程方面来说需要帮助教师在相对轻松的教学活动当中保证教学活动方向处于计划内，避免因情况差异导致教学活动偏离计划。

（3）教学活动开发设计

基于STEAM教育理念基础上的人工智能教学活动开发设计一般包括教学环境、活动支架以及教材开发等。其中教学活动开发的主要目的就是为教学活动的开展场地提供软件及硬件建设，而本研究的教学活动环境主要是指空间实体环境与数字化环境;教学活动支架开发是为学生及教师在开展教学活动期间提供可以构建任务、划分规则以及分工的具体工具，例如：任务清单、项目表格等。教材开发是教学活动过程中会涉及大量的知识要点讲解材料，一般教材的内容是多种多样的，既包括文档形式，也包可以微课视频与多媒体课件等;可以是线上也可以是线下，目的就是为学习者提供更好的自主学习条件。

（4）教学活动实施设计

教学活动的实施就是将新理念设计中的教学活动实施的整个过程。在实施期间需要根据具体的学情调查、课堂表现、活动参与积极性以及对问题情景的理解程度的调整。STEAM教学理念当中包括多种教学模式，例如：情景化教学、项目式教学、合作小组教学、问题教学、认知学徒制以及探究式教学模式等。作为信息技术教师可以从中选择出适合信息技术课程且符合学生特征的教学模式。

（5）教学活动评价设计

一般来说，教学评价活动的主要目的就是考查教学活动后，学生的适用性及需要从哪些维度来改善和优化教学活动设计。同时教学活动设计也是评价学生与教师参与教学活动情况的主要依据。课程评价模型包括：团队协作、创造力、问题解决、学习动机、工程应用、基础学科以及自动识别科学技术元素等维度。

三、基于STEAM理念的初中信息技术教学设计案例

以知识型STEAM整合方式为基础，将人工智能模块与STEAM教学方式进行整合，并以传统的知识型传授模式为核心。选择的LEGO作为硬件装备SCRATCH作为软件装备，以此来设计出一个可以灭火的小车。学生方面需要对该案例的相关知识进行学习和掌握，例如：熟悉SCRATCH程序界面操作、掌握一定的LEGO组建经验。该教学案例的时长设置为90分钟。

1.活动流程

第一，情景导入（5分钟）：选择灭火场景开展分组实验，学生通过实验了解二氧化碳如何在燃烧的蜡烛上致使蜡烛熄灭，以此为基础促进学生知识拓展，通过讲述“火三角”三元素以及燃烧不同分类怎样利用三元素灭火;而后让学生通过思考与探讨来阐述二氧化碳灭火原理。

第二，灭火小车的搭建及程序设计（30分钟）：将小组学生及一步分为搭建组与程序设计组。先以老师讲解为主，而后让学生动手操作，最后开展问题答疑。

第三，小车灭火实践（40分钟）：教师通过知识阐述的方式进行讲解，学生按照教师的讲解内容来搭建和设计程序代码，最后教师需要对学生在实际操作过程中产生的典型問题进行解答。

第四，案例成果发表（15分钟）：教师选择出典型的案例，让学生进行发表。发表的内容包括：任务分析、搭建与运行演示、问题的解决及反思，教师与学生发表内容的评价与总结。

2.任务说明表

学生根据任务说明表中的任务描述及数据记录等内容进行操作，帮助学生在实践过程中能够一直围绕着计划展开。

3.活动评价

本案例的人工智能教学活动是以知识型STEAM学科整合为基础，所以知识和技能都是评价重点。评价方式为两方面：一是以客观选择题为主展开终结性评价;二是以主观判断题为主，由教师实施的形成性评价。

结论

总之，STEAM教育理念在一定程度上为初中信息技术教学提供了新的思路与发展途径，非常值得人们深思与探究。但是该理念作为新兴事物，在进行实践与推广过程中难免会发生泡沫化，所以不能呈现出处处STEAM教育，而是应该结合实际教学，将STEAM教育理念的作用充分发挥出来。

【注释】