STEM背景下的小学信息科技教学策略

《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”）提出：“信息科技课程旨在培养科学精神和科技伦理，增强自主可控意识，培育社会主义核心价值观，树立总体国家安全观，提升数字素养与技能。”小学信息科技教师在开展具体教学工作时，应当充分融合STEM教育理念，构建自由、开放的教学环境，吸引学生主动参与，使其可以在自主探究与合作交流的过程中，持续提升自身的知识应用能力，成为现代社会所需要的创新科技人才。

一、STEM理念的概述

STEM教育理念在现代教学过程中得以广泛应用。STEM中的S指的是Science（科学）、T指的是Technology（技术）、E指的是Engineering（工程）、M指的是Mathematics（数学）。由此可见，STEM是一种融合多门学科的教育理念，对提高学生的综合能力与创新思维的发挥起到积极作用。为了充分发挥STEM教育理念的教学优势，小学信息科技教师应当对其他学科的知识进行透彻分析，构建起各学科之间的有效关联。

STEM教育理念具有跨学科性、实用性和创新性等特征。STEM教育理念的具体内容涉及科学、技术、工程和数学四个领域，需要找到彼此之间的平衡点，形成有机整体，这体现了STEM教育理念的跨学科性。随后，在实际教学过程中，教师应当秉承实用性与创新性等原则构建现代教学课堂，吸引学生自主探究与合作交流，使其可以通过亲身参与的方式，全方位、多角度地理解信息科技知识，从而提升知识应用能力与解决实际问题能力，充分发挥STEM教育理念的引导作用，构建高效教学课堂。

二、基于STEM小学信息科技教学的意义

（一）综合性学习

将STEM教育理念融入小学信息科技教学过程，应当秉承综合性学习原则进行具体教学方案设计，有逻辑组合四个领域的教学内容，引导学生学会运用科学的眼光，并以数学为辅助，运用技术与工程的手段更好地解决教学问题，积极探索教学内容，培养学生综合性学习能力，使其可以获得认知水平与创新思维的形成与发展。

（二）激发创造力

STEM教育理念强调实践的重要性。在开展教学工作时，小学信息科技教师可以通过设计具体项目任务以及实践探究活动的方式，引导学生进行自主探究与合作交流，使其可以在不断思考与实践的过程中，将知识理解得更加透彻，从而实现创新思维与创造能力的显著提升。

（三）更贴近实际

基于STEM教育理念下所开展的小学信息科技教学内容与实际生活之间存在密切关联关系。教师在开展教学工作时，可以引导学生将所学知识应用于实际生活情境中，进而更为直观地理解和掌握知识内容，提高自身实践操作能力。与此同时，STEM教育理念强调以项目为导向，可以为学生提供更多的实践机会，有利于强化学生的理解能力，提高解决问题能力。

三、基于STEM小学信息科技教学的策略

（一）明确学科目标，突出STEM教育理念融合价值

伴随着信息化时代的到来，社会生活方式发生较大改变，人们获取信息的渠道以及传播信息的手段也与以往大不相同，为人们交往交流提供了更多的便捷性，但是信息质量良莠不齐。小学阶段的学生年龄较小，还未形成完善的思维品质与学习习惯，教师在开展教学工作时，应当转变传统教学观念，注重培养学生鉴别信息的能力，使其可以逐渐树立正确的信息观念，获得身心的健康发展。对此，教师需要融入STEM教育理念，设置明确的学科目标，引导学生朝着正确的方向进行学习与探索，使其可以从多个角度获取健康信息，从而获得良好的学习与生活参与体验。

以人教版小学信息科技“数据宝藏在身边”为例，本节课程是“数据与编码”模块的起始内容，注重培养学生的信息科技学习初体验，使其可以逐渐养成良好的信息素养。伴随着信息爆炸时代的到来，学会辨别数据来源，获得可靠信息是学生需要掌握的必备技能。为此，教师应当结合STEM教育理念，设置明确的教学目标：引导学生观察身边典型信息科技应用实例，进一步理解数据编码是保持信息社会自治与秩序的科学基础。在教学过程中，教师可以借助思维导图（如图1所示）表示数据之间的关系，进而强化学生的数学、工程思维，使其对知识形成深刻地认知与了解。

图1 数据内容结构图

基于直观结构图的指导，学生会发现许多学科知识可以用作工具、钥匙，解决具体问题，以此实现强化自身综合能力与逻辑思维的教学目标。为此，教师应当将STEM教育理念充分融入小学信息科技教学实践，设置明确的教学目标，带领学生积极探索实践活动，使其获得知识应用能力的提升，为后续教学工作的顺利开展奠定基础。

（二）组织情境教学，构建STEM教育理念融合氛围

与传统教学模式不同，基于STEM教育理念引导下所开展的教学内容具有情境性、真实性特征。在具体教学过程中，教师可以将多种情境教学法应用实际教学工作中，营造良好的教学氛围，提高学生的学习热情，使其可以全身心投入学习，从而促进创新思维与探究能力的形成与发展。在特定的情境中，学生的探索欲也会更加浓郁，有利于提升学生的参与体验，使其更加高质高效地完成学习任务，实现自身全面发展的教学目标。

以人教版小学信息科技“二值的黑白图像”为例，本课教学重点为：理解二值图像的概念，掌握0和1编码与黑白图像之间的转换方法，学会运用二进制编码自主设计黑白图像，并理解背后的逻辑原理。在具体教学过程中，首先，教师可以利用投影设备展示不同形式的黑白图像，直观展示二进制编码与图像之间的关系，并播放相应的动画内容，使得学生可以掌握运用最基础的0和1来表示图像，这为后续教学工作的顺利开展做好了铺垫。然后，分发图像编辑软件的建议教程或为其提供在线工具链接，讲解基本的操作原理，辅助学生进行自主探究与独立思考。其次，引导学生以“二值的黑白图像”为主题进行自主创作，培养学生抽象逻辑思维与实践操作能力，使其获得信息素养的显著提升。最后，教师应当鼓励学生进行作品展示，使其获得成就感，进而愿意积极主动参与信息科技学习探索，培养良好的学习习惯。

（三）提倡主动探究，优化STEM教育理念融合实践

在实际教学活动中，只有落实STEM教育理念，才能发挥出自身的教学优势，促使学生主动探究精神的形成与发展。为此，在具体教学过程中，教师应当结合理论知识设计实践活动，提倡学生主动探究，优化STEM教育理念融合实践，使得学生可以显著提升知识应用能力。为进一步提高教学效果，教师应当充分了解学生的兴趣偏好与实际情况，营造趣味教学氛围，吸引学生的注意力，使其在实际应用的过程中，能将知识理解得更加透彻，提升解决实际问题的能力。

以人教版小学信息科技“排序计算有方法”为例，主要介绍数据排序的概念和方法，学习本课知识内容，可以帮助学生根据不同需求选择合适的排序和计算方法，使其实践操作能力与逻辑思维意识得以形成与发展。在具体实施过程中，教师应当减少教学干预，留给学生更多主动探究与深度思考的空间，教师可以引导学生回顾生活中的数据，使其可以根据自己的生活经验，更好地完成对数据的整理与分析，从而提升信息水平。例如，教师可以指导学生利用排序和计算的相关知识，对［5、7、6、8、3、9、2、1］这组数字进行升序排列，并找到最大的数与最小的数。学生通过实践操作最终得到结论，按照升序排列的结果是［1、2、3、5、6、7、8、9］按照降序排列的结果是［9、8、7、6、5、3、2、1］，检验学生对知识掌握与应用的程度，使其逻辑思维与综合能力得以显著提升。在整个学习过程中，学生为了熟练掌握排序和计算的方法，需要不断进行练习，这有利于培养学生的自主学习意识，使其获得良好的学习参与体验。

（四）合理安排计划，用好STEM教育理念融合方法

为了帮助学生养成良好的学习习惯，小学信息科技教师在开展教学时，应当合理安排教学计划，充分利用STEM教育理念进行教学融合，使得学生可以更好地完成学习任务，获得轻松愉快的参与感受。在具体实施过程中，教师需要设置周计划或学期计划，让学生自由选择不同时长的教学任务进行自主探索，使其获得综合能力的提升。在学生进行自主探究与深度思考的过程中，教师需要对其动态学习表现进行观察，并在适当的时机进行点评与指导，使教学工作能顺利开展。

以人教版小学信息科技“多彩的数字世界”为例，在课程开始前，教师可以引导数字在不同领域的广泛应用，如计算机中的二进制编码、数学教学中的计算、工程制图中各种数据详情等。接下来讲解数字图像的编码方式，使得学生可以学会运用RGB三原色的组成表示各种颜色，如黑色可以用RGB（0，0，0）表示，红色可以用RGB（255，0，0）表示，紫色可以用RGB（128，0，128）表示。与此同时，教师可以合理安排教学计划，在学生掌握理论知识后，组织学生积极参与个人实践练习，亲身体验数字编码的应用，使其创新思维与动手能力得以提升。在具体实施过程中，学生需要运用所学的数字编码知识，尝试运用画图软件或音频编辑软件进行简单图像的绘制，并利用画图软件改变图像的颜色，进而完成对知识的深入分析与有效应用，从而达成自身信息素养显著提升的教学目标。

（五）创新项目任务，提升STEM教育理念融合成效

小学阶段的学生年龄较小，还未形成完善的认知能力与思维意识，对信息科技学科中的抽象概念无法进行深刻理解。为此，教师可以基于STEM教育理念的融合，创新项目教学任务，引导学生运用信息科技手段，积极探索具体的教学任务，强化自身的知识应用能力。在布置完任务后，教师应当继续跟进学生的参与情况，及时了解学生在探索任务中的状态，集中学生注意力，提高整体教学成效。

以人教版小学信息科技“应对智能新挑战”为例，为进一步凸显学生的课堂主体地位，使其能增强自主学习意识与提高创新创造能力，教师可以布置项目任务，让学生自主搜集当今时代人工智能应用于各个方面的相关资料，并思考：“人工智能对未来生活会产生哪些影响？”“应当如何应对人工智能新挑战？”在确定项目任务主题后，学生应当积极参与材料搜集、数据分析与实践互动，从多个角度思考人工智能对于生产生活的影响，进一步开拓学生的创新思维，使其可以更好地完成学习任务，提升STEM教育理念融合成效，实现素质教育的有效落实。教学任务重，教师引导学生通过自主探究与合作交流的方式可以更加深入地了解人工智能，并利用信息技术进行编程设计。学生全程参与项目探索任务中，不仅可以强化自身的实践能力，还可以培养良好的科学精神与信息素养，对其身心全面发展具有重要的教育意义。

（六）落实教学评价，运用STEM教育理念巩固成果

评价在小学信息科技教学过程中发挥着重要的作用，不仅可以帮助学生清晰地认识自己的问题，并加以改正，还为教师开展针对性教学方案提供了理论依据，从而提高整体教学效果。基于STEM教育理念，小学信息科技教师在开展教学评价时，应当从多个角度对学生进行综合评价，开发学生的创新思维与实践能力，使其可以逐渐形成科学意识，巩固学习成果，实现自身多元发展的教育目标。

以人教版小学信息科技“保护数据小妙招”为例，在本节课程的探索学习中，学生可以掌握设置密码、使用加密工具等保护数据的方法，有利于帮助学生初步建立信息安全意识，使其可以在参与网络生活时，获得良好的体验。基于此，教师应当将教学评价应用于实际教学过程，引导学生的思绪，使其可以对自身的学习情况形成深刻地认知与了解，培养其信息安全意识与社会责任意识。在具体实施过程中，教师应当基于STEM教育理念制定不同角度的教学评价标准，利用评价量表（如表1所示）对学生的学习过程以及学习成果展开评价。

四、结语

综上所述，STEM教育理念强调跨学科的综合性学习，有利于拓宽学生文化视野，使其获得创新思维与知识应用能力的提升。随着新课改教学进程的不断发展，小学信息科技教师应当转变教学观念，优化调整教学结构，采用创新教学手段，引导学生积极参与实践探索学习，使其可以逐渐养成良好的学习习惯，发展综合核心素养。与此同时，教师应当积极探索高质高效教学模式，不断优化教学目标与教学内容，推动信息科技教育的革新，提升整体教学水平。