STREAM教学策略在信息技术课程教学中跨学科融合探究

文/深圳市坪山区汤坑小学 牛颖刚

我校开展的基于STREAM教育理念课程，以工程问题解决为核心，多学科融合将碎片化知识综合应用，让学生以项目活动实践，了解工程设计是应对挑战时系统性和有创造性的过程，掌握运用系统方法对简单问题涉及解决方法，构建并测试一个简单模型来测定它是否满足问题的要求，通过画图和模型交流设计结果。

一、以机器人教学为例，探究信息技术与STREAM课程融合教学策略

机器人教学过程中以工程问题解决为主线的开展STREAM教学模式。本节课的整体教学思路：一是教师为学生提供一个真实生活情境，学校旁边的马峦山郊野公园，经常会有游人遇险急需救援。请设计一款救援机器人，救助遇困的游人。要求机器人在迷宫一样的公园里尽快找到目标，给他带去充电宝、急需的水和食物。二是真实情境引导下，学生提出并定义问题，利用已有材料诺宝机器人套件建立解决问题的设计图纸。三是通过系列活动学习解决问题的知识和技能，如红外避障传感器、搭建稳定机器人小车、简单编程等。四是建立模型，画设计图和测试机器人模型，并在教室模拟场地的进行救援行动。五是学生通过PPT和模型进行汇报交流，提交方案。

1.引入真实情境。发生一起游人迷路事件，马上就要天黑，遇险的游人手机电量耗尽，亟待救援。我们能否在有人需要的时候帮助他们脱困。将不同的解决方案写在便利贴上，小组内交流，学生通过事件分析、讨论。

2.学习背景经验。“背景经验学习”活动是教师通过教学设计帮学生搭建的学习脚手架，学生通过攀爬这些脚手架积累起来的认知和经验，有助于学生再次面对真实问题是作出明智的选择。走进机器人让学生了解机器人由来、机器人的定义、分类等，为学生设计能完成工程问题的机器人做好铺垫。忠实的巡逻兵学习基本编程方法、小车主体搭建、机器人转弯、了解摩擦力的概念及影响因素分析，让学生利用掌握知识解释课堂实验现象并解决实践中问题的方法。走出迷宫，通过游戏盲人走路，体验模仿人或动物实现仿真机器人编程思想，理解机器人模仿人或动物、为人服务的高度自动化装置的概念。

3.解决问题。定义问题：以头脑风暴的形式小组讨论，分析，用一句话给问题下定义。如：为救援马峦山郊野公园遇困游人，设计一款模拟环境中的救援机器人。

搭建初步模型：利用机器人套件中模块和配件等，搭建机器人，在模仿的马峦山郊野公园地图中完成搜寻任务。要求：机器人小车能够搭载2瓶以上矿泉水，在迷宫场地内走出来。学生需要思考：在小车上，搭建支撑矿泉水重力和侧向推力的结构，并且保证车整体结构的受力传导地面，查阅资料为什么三角形的结构具有稳定性。

根据模仿盲人走路，利用两个红外避障传感器实现搜寻和救援程序，具体参照机器人走迷宫程序。

材料清单：大板、电机、红外避障传感器、轨迹识别传感器、RJ11连接线、方孔横梁、紧固件、红销、黑销、电池、直尺、瓶装矿泉水等。

测试：在老师搭建的场地以小组按顺序完成模拟任务，教师对各组作品及表现进行形成性评价量表。

汇报交流：小组使用3张以上PPT展示小车设计图及遇到的问题及解决方案。其他小组完成评价量表，对展示小组进行评价。

4.STREAM要素。科学Science：了解摩擦力及影响摩擦力的因素。技术Technology：以信息技术为核心、利用网络资源进行信息检索、并使用编程语言进行软件编程。阅读Reading：对检索的信息进行阅读。工程Engineering：利用三角形稳定结构搭建车架、车厢等。艺术Art：制作简单PPT、设计图。数学Mathematics：正多边形外角计。

二、明确形成性评测的目标，对教学过程进行评测，促进教学有效开展

STREAM的开放性使得教学实践结果不是唯一正确答案，学习成果呈现多样性，教学策略上采用形成性评价。通过形成性评测反馈帮助老师和学生识别、诊断和推进学习的进展，在以项目式开展机器人教学中的评测目的：制定教学计划，对学生的教学需求进行了解；检测课堂活动的有效性，给学生提供反馈信息，以及报告学生有关学习进展。完成评价量表，在教学过程中进行形成性评价。