STEAM教育理念下的小学创意编程教学

康榕生

学校教育要将学生的创造力、交流合作能力、批判性思维的培养放在重要位置。但是当前我国的小学课程教学仍然是以分学科教学为主，这对学生的全面发展产生了不利影响，会影响学生创新能力的形成与发展。STEAM是面向多学科综合教学的一种教育思想，是对我国传统教育模式的根本性颠覆，更是培养创新人才的重要方式之一。以下就STEAM教育理念在小学创意编程教学中的应用展开探讨。

一、STEAM教育理念的概念及研究现状

（一）概念

STEAM来源于STEM理念，在STEM中增加了Arts后成为STEAM。STEAM教育包含五个学科的内容，分别是科学、技术、工程、艺术、数学。在STEAM教育中各部分内容之间的联系表现为：在解决实际问题的时候，以工程为中心，以数学和科学为基础，艺术作为一种驱动力，贯穿于整个STEAM教学过程，而在这一过程之中，也能够实现技术支持的创意设计方案。基于STEAM教育理念的主要学习模式有项目式学习模式、基于设计的学习模式、“5E学习环”探究式学习模式、混合式学习模式等。

（二）研究现状

STEAM教育理念的相关研究是在外国先行产生的，外国在该方面的研究起步较早，所以至今已有很多优秀的研究成果以及较高的研究水准。例如，美国斯坦福大學教育学院的Kim教授开发了一门以设计为核心的综合课程。在教学过程中，教师要让学生独立完成设计、研究、实验等，并自主评价报告中的科学现象。我国的相关研究仍然较少，但是在信息技术与新课改的推动下，有关STEAM教育理念的研究实现了快速发展。比如，学者叶兆宁设计的炫酷小车制作课程旨在让学生设计出一款既能载重又能驱动的小车模型，探究科学知识；学者陈如平主编的《美国STEM课例设计》（小学版）收录了美国小学阶段的多个典型的教学案例，借用案例将设计思考和科研结合起来，并鼓励学生通过团队协作的方式完成任务。

二、STEAM教育理念下的课程设计——以Scr-atch编程课程为例

基于STEAM教育理念进行课程设计，以Scratch编程课程为例，进行创意编程课程的开发，其内容如下。

（一）教学理论依据

本文基于STEAM教育理念，通过Scratch编程软件完成小学创意编程课程设计。本课程旨在促进学生实现多学科知识的整合和创新学习，培养学生的综合动手能力，并以此为指导，结合多个领域的知识，实现多学科融合教学，完成Scratch编程课程的设计。

（二）教学目标分析

本文设计的小学创意编程课程，其基础是Scr-atch编程软件，最终目的是培育学生的编程素养与创造力。本课程的教学目标主要有以下四个方面的内容。一是充分掌握Scratch编程软件的使用方法与相关的编程知识。学生在学习时要掌握编程的基本语法规则，以及Scratch编程软件各模块的使用方法，可以使用软件进行简单的编程程序设计。二是具备基本的编程知识和基本的运算思维、技能。通过实际项目任务的完成，学生对编程程序设计过程中的循环、分支判断等有一些简单的了解，对算法的概念有一定的理解，在有一定的知识基础下完成项目任务，从而形成并提高自身的计算能力与思维能力。三是对学生创造性思维进行培养，培养其创造能力与创新思维。Scratch编程课程本身符合小学生的认知发展规律，有利于培养学生的创新思维。四是培育学生对一些跨学科知识的综合运用能力。STEAM教育理念主要是以多学科整合学习为中心，在编程学习中，通过对不同学科知识的整合与学习，学生可以建立一个统一的、涵盖多学科的知识系统，有助于增强自身对综合知识的应用能力。

（三）学习者分析

小学五年级学生处于由具象思维向抽象逻辑思维转变的关键期，具有一定抽象思维能力，也具有一定的分类、运算、排列等基础能力。Scratch是一个积木式的模块程序，操作者面向的是图形化界面，对学习者的逻辑思维、英语水平等要求相对较低。基于以上信息，本文所设计的小学创意编程课程，面向的是小学五年级学生。

（四）教学内容设计

本研究所设计的跨学科Scratch编程课程，是基于学生的认知规律，本着从易到难、由简到繁的课程设计原则，该课程由8个主题单元组成，共包含16个子项目，具体课程内容如表1所示。

基于STEAM教学理念，在此次的Scratch编程课程的设计中，第一单元联系了小学语文教材中的《小蝌蚪找妈妈》，使学生在学习过程中会更有熟悉感，有助于激发学生的学习热情；第二单元联系了音乐学科，选择了学生耳熟能详的音乐——《让我们荡起双桨》作为素材，其很容易引发学生的情感共鸣，使学生投入编程学习；第三单元的目的在于培养学生的艺术素养，把数学、美术学科和编程课程有机融合在一个项目任务之中，实现更为有趣的艺术化效果；而第四、五、七、八这四个单元，则是将数学学科与编程课程相融合，通过运用数学方法，实现编程游戏的设计，达到发散学生思维的目的，完成作品创作；第六单元将多学科知识有机融合在一起，让学生在学习编程知识的同时，能够了解到不同学科之间的联系，感受多学科交叉的魅力。

三、STEAM教育理念下的教学设计——以Scratch编程课程为例

以本文所设计的编程课程中的“神奇多边形”项目为例，对STEAM教育理念下的课程教学设计思路进行梳理，分别从教学目标、内容设计、教学流程三个方面进行详细介绍。

（一）“神奇多边形”项目教学目标

根据信息技术课程的目标要求，基于小学生的身心发展规律与认知发展需求，本课的教学目标确定如下：（1）使学生掌握Scratch编程软件中的画笔模块与控制模块的相关内容；（2）让学生完成项目任务，从而掌握编程设计中的循环结构与顺序结构知识，以理解程序流程图与任务流程为基础，在一定程度上形成计算思维能力。（3）通过主动学习和相应的探究活动，让学生尝试使用Scratch编程软件完成项目制作，发挥自身的潜能，实现创新思维的发展；（4）在本课的教学中融入美术、数学学科的相关知识，引导学生形成多学科知识相统一的知识体系，如此一来可以培养学生对知识的综合应用能力，从而提高其解决问题的能力。

（二）“神奇多边形”项目教学内容设计

STEAM教育理念主要是以多学科交叉融合为重心，若在编程时使用Scratch，提及多学科的知识内容，将有利于提高学生的思维能力以及整体认知。以“神奇多边形”为例，首先，导入铅笔角色与画板背景，对“画笔”角色进行编程，先“全部擦除”再“落笔”，笔画面在正上方0°方向，走100步，就可以画出正方形的一条边；算出外角的度数就可以知道这个变长旋转了90°；共需要重复绘画四条边与旋转四次90°。在此，需利用“重复执行”4次积木来达到目的，最后以“抬笔”积木结束繪画。其次，画正六边形的脚本与四边形操作类似，关键在于循环次数与旋转角度的差异，正六边形需要画出6个边，所以经过一系列的运算之后可以知道外角的角度是60°，也就是边长旋转了60°。所以在把正四边形的脚本由90°旋转到60°，即为画正六边形的脚本。最后，将一个正三角形的角色和一个画板背景导入其中，将正三角形角色造型的中心点设置好，随后对其角色来编程，第一步是“全部擦除”，之后利用“图章”可以复制正三角形，接下来将其旋转，成为第二个正三角形，随后便可以通过计算得出来这个旋转的角度是60°，接下来重复6次这个步骤，就可以把三角形变成一个正六边形。

本课教学重点是使学生掌握Scratch编程软件中的控制模块与画笔模块的使用方法，基于STEAM教育理念，将编程知识与数学、美术学科相融合，基于学生熟悉的内容，进行多学科知识的整合，构建高效课堂。

（三）“神奇多边形”项目的教学流程

基于STEAM教育理念，采用任务驱动式教学模式，在教学过程中首先要创设情境，提出问题，演示作品，分析作品，进行任务分解，主要是为了激发学生的学习兴趣；其次，教师进行详细的讲解，让学生模仿练习，拓展学生的创新思维以及自主学习能力，教师也可以在线协作编程完成课外拓展，不仅降低了学生学习的难度，也能让学生在模仿与练习中掌握本节课的知识；再次，教师对优秀作品进行点评，师生小组互动点评，培养学生的创新能力，让学生在小组协作中完成创新拓展任务；最后，学生之间互相评价或自我评价，通过对学生的作品进行全面评价，使学生在评价中查缺补漏，实现自我能力的提高。

数字时代是一个快速变化的时代，学生必须掌握多种核心技能，才能满足社会发展对人才的需求。本文探讨了STEAM教育理念在小学创意编程教学中的实践应用，以Scratch编程课程为例，融入多学科知识，结合具体的项目任务，构建出一套适用于学生发展的课程内容与教学模式。这不仅能够拉近学生与编程课程之间的距离，而且能促进学生对编程知识的掌握与实践，借助任务式教学活动，使学生在具体问题的解决过程中形成创新思维与探究能力。

（作者单位：福建省泉州市鲤城区实验小学）

编辑：陈鲜艳