【摘要】STEM教育更加注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，因而推進(jìn)STEM教育有助于學(xué)生綜合能力的發(fā)展。教師在開(kāi)展初中信息技術(shù)教學(xué)時(shí)，可以基于自己對(duì)初中信息技術(shù)學(xué)科的特點(diǎn)以及學(xué)生學(xué)情的掌握情況，融合STEM教育，關(guān)注學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】STEM教育；綜合能力；初中信息技術(shù)

作者簡(jiǎn)介：邱秋芳（1992—），女，福建省龍巖市武平縣象洞初級(jí)中學(xué)。

在新課改背景下，教師不難發(fā)現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)造能力和動(dòng)手實(shí)踐能力對(duì)于學(xué)生綜合素質(zhì)的發(fā)展起重要作用。教師開(kāi)展信息技術(shù)教學(xué)，需要為學(xué)生提供開(kāi)展自主學(xué)習(xí)活動(dòng)的機(jī)會(huì)，使學(xué)生體驗(yàn)動(dòng)手實(shí)踐的樂(lè)趣。教師可以基于初中階段學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，融合STEM教育，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓寬學(xué)生的學(xué)習(xí)視野，推動(dòng)學(xué)生學(xué)以致用。

一、STEM教育的內(nèi)涵

STEM教育指的是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）四門(mén)不同學(xué)科相融合。此外，有的研究者提出在STEM的基礎(chǔ)上加上A（Art，藝術(shù)），以培養(yǎng)學(xué)生的藝術(shù)修養(yǎng)和審美能力。由此可見(jiàn)，教師融合STEM教育，需要對(duì)多學(xué)門(mén)科的知識(shí)有所把握，同時(shí)需要?jiǎng)?chuàng)新教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系不同學(xué)科的知識(shí)開(kāi)展學(xué)習(xí)活動(dòng)。這對(duì)于提高學(xué)生的綜合能力有著重要的作用［1］。

深究STEM教育的內(nèi)涵，能夠發(fā)現(xiàn)它將不同學(xué)科的思維方式整合，使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)的過(guò)程中，不僅能夠把握知識(shí)本身，而且還能增強(qiáng)邏輯思維能力與知識(shí)應(yīng)用能力，實(shí)現(xiàn)靈活運(yùn)用知識(shí)。

STEM教育注重引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用跨學(xué)科的思維解決當(dāng)前出現(xiàn)的各種問(wèn)題。學(xué)生在應(yīng)用多學(xué)科思維解決問(wèn)題時(shí)，能夠逐步避免碎片化地學(xué)習(xí)知識(shí)以及死記硬背知識(shí)。如此，學(xué)生能夠追本溯源把握相應(yīng)的知識(shí)，而且能夠聯(lián)系不同學(xué)科的知識(shí)解決問(wèn)題。

教師應(yīng)注重信息技術(shù)與其他學(xué)科的融合，將核心理念教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行整合，提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)。與此同時(shí)，教師在融合STEM教育時(shí)，可以利用互動(dòng)式的小組合作學(xué)習(xí)，推動(dòng)學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中互動(dòng)交流，使學(xué)生增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和團(tuán)隊(duì)合作能力。

二、初中信息技術(shù)融合STEM教育的策略

（一）以游戲的形式推進(jìn)課程

學(xué)生在學(xué)習(xí)信息技術(shù)的過(guò)程中，往往不能長(zhǎng)時(shí)間地集中自己的注意力。如此，學(xué)生難以感受學(xué)習(xí)信息技術(shù)的樂(lè)趣，難以準(zhǔn)確把握學(xué)習(xí)內(nèi)容，更難以實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。為了解決這一問(wèn)題，教師可以基于對(duì)STEM教育的把握，嘗試以游戲的形式推進(jìn)課程，使學(xué)生在游戲的氛圍中，集中自己的注意力，并與教師進(jìn)行良性互動(dòng)。

以閩教版信息技術(shù)八年級(jí)上冊(cè)“調(diào)節(jié)平面設(shè)計(jì)素材色彩”一課為例，此課需要學(xué)生應(yīng)用信息技術(shù)，掌握常用的選取工具和填充命令的應(yīng)用，制作具有夢(mèng)幻效果、剪影效果的圖像。為了達(dá)到這一教學(xué)目標(biāo)，筆者基于對(duì)學(xué)生學(xué)情的把握，融合STEM教育指導(dǎo)學(xué)生，使學(xué)生能夠夯實(shí)基礎(chǔ)，靈活運(yùn)用此課的知識(shí)點(diǎn)。

筆者以游戲的形式推進(jìn)課程，促使學(xué)生在游戲的氛圍中，實(shí)現(xiàn)與筆者的良性互動(dòng)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)信息技術(shù)的樂(lè)趣。筆者給學(xué)生布置游戲任務(wù)：嘗試制作簡(jiǎn)單剪影的藝術(shù)效果，并且應(yīng)用評(píng)分系統(tǒng)給自己評(píng)分。剪影是一種常見(jiàn)的藝術(shù)表現(xiàn)形式，使用Photoshop軟件制作簡(jiǎn)單剪影的藝術(shù)效果，需要融合藝術(shù)學(xué)科的知識(shí)。

具體來(lái)說(shuō)，學(xué)生選擇人物、建筑等對(duì)象，創(chuàng)建選區(qū)，然后給選區(qū)填充顏色。有的學(xué)生選擇工具箱中的“油漆桶工具”，有的學(xué)生選擇編輯菜單中的“填充”命令，還有的學(xué)生選擇用快捷鍵填充顏色。學(xué)生在游戲任務(wù)的推動(dòng)下，激發(fā)了競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，積極動(dòng)手嘗試，深度參與課堂。

（二）以視頻的形式推進(jìn)課程

對(duì)于部分學(xué)生來(lái)說(shuō)，他們常常會(huì)應(yīng)用死記硬背的學(xué)習(xí)方式完成對(duì)知識(shí)點(diǎn)的記憶。在死記硬背的學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生不能感受學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，也不能高效記憶知識(shí)。針對(duì)這一問(wèn)題，教師可以嘗試應(yīng)用信息技術(shù)播放教學(xué)視頻，讓知識(shí)“活起來(lái)”，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，推動(dòng)學(xué)生由被動(dòng)式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)式學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率［2］。

以閩教版信息技術(shù)八年級(jí)下冊(cè)“廣泛應(yīng)用的物聯(lián)網(wǎng)”為例，對(duì)于大部分學(xué)生來(lái)說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)全新的領(lǐng)域，而物聯(lián)網(wǎng)包含科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)、藝術(shù)等多個(gè)學(xué)科的知識(shí)，符合STEM教育培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的目標(biāo)。因此，筆者搜集有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)的視頻資料在課堂上給學(xué)生播放，以豐富課堂的教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

首先，學(xué)生通過(guò)觀看“物聯(lián)網(wǎng)與生活”的視頻，明確了物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)，即把所有物品通過(guò)信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)鏈接起來(lái)，進(jìn)行信息交換，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理。學(xué)生還認(rèn)識(shí)了物聯(lián)網(wǎng)在智能交通、智能建筑、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等方面的廣泛應(yīng)用。

其次，學(xué)生通過(guò)觀看“主板連接擴(kuò)展板”“物聯(lián)網(wǎng)連接擴(kuò)展板”“設(shè)置參數(shù)”“測(cè)試數(shù)據(jù)”等視頻，了解了搭建物聯(lián)網(wǎng)溫度報(bào)警器的過(guò)程、物聯(lián)網(wǎng)模塊端口及其對(duì)應(yīng)功能等知識(shí)。

再次，筆者組織學(xué)生動(dòng)手搭建物聯(lián)網(wǎng)溫度報(bào)警器，讓學(xué)生能夠聯(lián)系科學(xué)、技術(shù)、工程等學(xué)科動(dòng)手實(shí)踐，感受學(xué)習(xí)信息技術(shù)的樂(lè)趣。學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐的過(guò)程中，使用“Mind+”軟件設(shè)置WiFi參數(shù)和物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)參數(shù)，體驗(yàn)了創(chuàng)造的樂(lè)趣。

最后，筆者鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)體會(huì)和自己的生活經(jīng)驗(yàn)，分享自己關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的想法。這樣，營(yíng)造了良好的課堂討論氛圍，鍛煉了學(xué)生的口語(yǔ)表達(dá)能力和思維能力。在學(xué)生分享完自己的想法后，筆者對(duì)學(xué)生的想法進(jìn)行評(píng)價(jià)，充分地肯定學(xué)生。

（三）以問(wèn)題情境推進(jìn)課程

部分學(xué)生在學(xué)習(xí)的時(shí)候不能集中注意力，也不能充分把握課堂時(shí)間，這不利于提高課堂的效率和質(zhì)量。為了解決這一問(wèn)題，教師可以創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，將信息技術(shù)理論知識(shí)轉(zhuǎn)化成問(wèn)題的形式，引導(dǎo)學(xué)生深入地分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，并且與學(xué)生一起在問(wèn)題情境下進(jìn)行良性的互動(dòng)交流，從而培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力［3］。

以閩教版信息技術(shù)七年級(jí)下冊(cè)“循環(huán)結(jié)構(gòu)”為例，此課包含數(shù)學(xué)計(jì)算等跨學(xué)科知識(shí)，符合STEM教育培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的目標(biāo)。計(jì)算思維是信息技術(shù)學(xué)科的核心素養(yǎng)之一，具體是指學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的思想方法，在形成問(wèn)題解決方案的過(guò)程中產(chǎn)生的一系列思維活動(dòng)。學(xué)生如果具備計(jì)算思維，就能夠運(yùn)用計(jì)算思維識(shí)別與分析問(wèn)題，也能夠抽象、建模及設(shè)計(jì)系統(tǒng)性解決方案。

首先，筆者提問(wèn)學(xué)生：“循環(huán)結(jié)構(gòu)的含義是什么？”鼓勵(lì)學(xué)生閱讀教材，尋找有關(guān)循環(huán)結(jié)構(gòu)含義的內(nèi)容。學(xué)生總結(jié)道：“循環(huán)結(jié)構(gòu)指在程序中需要反復(fù)執(zhí)行某個(gè)功能而設(shè)置的一種程序結(jié)構(gòu)，是程序設(shè)計(jì)的三種基本結(jié)構(gòu)之一?！惫P者補(bǔ)充道：“在解決問(wèn)題的過(guò)程中，經(jīng)常需要用順序結(jié)構(gòu)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，但對(duì)于需要反復(fù)執(zhí)行某個(gè)功能的情況，則可以使用循環(huán)結(jié)構(gòu)優(yōu)化程序。即循環(huán)結(jié)構(gòu)能解決重復(fù)計(jì)算和重復(fù)操作的問(wèn)題?！庇纱耍P者引出此課的重點(diǎn)內(nèi)容—for循環(huán)。

其次，筆者出示順序結(jié)構(gòu)與循環(huán)結(jié)構(gòu)的程序代碼對(duì)比圖片，并向?qū)W生指出重復(fù)執(zhí)行的內(nèi)容。筆者提問(wèn)學(xué)生：“for語(yǔ)句語(yǔ)法格式是什么？”鼓勵(lì)學(xué)生小組合作，尋找答案。學(xué)生歸納的for語(yǔ)句語(yǔ)法格式如圖1所示。

筆者繼續(xù)提問(wèn)學(xué)生：“表達(dá)式1、表達(dá)式2、表達(dá)式3分別指什么？”學(xué)生回答：“表達(dá)式1為循環(huán)變量的初值；表達(dá)式2為循環(huán)變量的終值；表達(dá)式3為自增或自減操作?！惫P者補(bǔ)充道：“當(dāng)循環(huán)控制變量的值在初值和終值所限定的范圍內(nèi)時(shí)，執(zhí)行循環(huán)，否則退出循環(huán)。初值、終值和步長(zhǎng)均為數(shù)值，步長(zhǎng)為1時(shí)，可省略；初值＜終值，步長(zhǎng)為正數(shù)，循環(huán)變量＞終值時(shí)，停止循環(huán)；初值＞終值，步長(zhǎng)為負(fù)數(shù)，循環(huán)變量＜終值時(shí)停止循環(huán)；步長(zhǎng)不能為0，否則將陷入死循環(huán)?！?/p>

最后，筆者提問(wèn)學(xué)生：“生活或?qū)W習(xí)中有哪些循環(huán)結(jié)構(gòu)的例子？”鼓勵(lì)學(xué)生小組合作，聯(lián)系生活和學(xué)習(xí)等方面思考問(wèn)題。有的學(xué)生回答：“掃地機(jī)器人打掃房間的軌跡是反復(fù)往返的，是運(yùn)用循環(huán)結(jié)構(gòu)的例子?！庇械膶W(xué)生回答：“針對(duì)《張丘建算經(jīng)》一書(shū)中提出的‘百錢(qián)買(mǎi)百雞問(wèn)題，可以運(yùn)用循環(huán)結(jié)構(gòu)重復(fù)執(zhí)行枚舉法，從而解決問(wèn)題。”

在教學(xué)過(guò)程中，教師循序漸進(jìn)地提出問(wèn)題，以問(wèn)題情境引導(dǎo)學(xué)生深入思考并理解有關(guān)知識(shí)，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新思維，實(shí)現(xiàn)了良性的生生、師生課堂互動(dòng)，推進(jìn)了課程的建設(shè)。此外，教師基于STEM教育理念，利用數(shù)學(xué)學(xué)科的相關(guān)知識(shí)，發(fā)展了學(xué)生的綜合性思維能力，讓學(xué)生體驗(yàn)到了跨學(xué)科研究和創(chuàng)造的樂(lè)趣，這對(duì)提高信息技術(shù)的教學(xué)質(zhì)量有著重要的作用。

（四）開(kāi)展信息技術(shù)活動(dòng)

為了進(jìn)一步地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)信息技術(shù)的熱情，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展，教師可以基于STEM教育理念，在教學(xué)過(guò)程中開(kāi)展信息技術(shù)活動(dòng)，營(yíng)造良好的信息技術(shù)教學(xué)氛圍，滿足學(xué)生多樣化的學(xué)習(xí)需求［4］。

學(xué)生在豐富多彩的活動(dòng)中，能夠激發(fā)用信息技術(shù)知識(shí)解決問(wèn)題的欲望，主動(dòng)尋求恰當(dāng)?shù)姆绞交蚬ぞ?，自主或者合作學(xué)習(xí)，創(chuàng)造性地解決問(wèn)題。與此同時(shí)，學(xué)生能夠在活動(dòng)中發(fā)現(xiàn)自己在信息技術(shù)學(xué)習(xí)中存在的問(wèn)題，有針對(duì)性地進(jìn)行反思和改進(jìn)。

應(yīng)注意的是，教師在開(kāi)展信息技術(shù)活動(dòng)的過(guò)程中，應(yīng)充分了解學(xué)生的學(xué)習(xí)需要，為學(xué)生提供合作、交流、互助的空間，因材施教指導(dǎo)學(xué)生，保證學(xué)生能夠?qū)W習(xí)到新的知識(shí)，并較好地運(yùn)用算法、語(yǔ)句解決問(wèn)題。

以閩教版信息技術(shù)七年級(jí)下冊(cè)“分支結(jié)構(gòu)”為例，此課的學(xué)習(xí)目標(biāo)有以下五點(diǎn)。第一，了解關(guān)系運(yùn)算符及其用法。第二，了解邏輯運(yùn)算符及其用法。第三，利用邏輯運(yùn)算符完成復(fù)雜的邏輯判斷。第四，了解if語(yǔ)句的格式和執(zhí)行流程。第五，掌握編寫(xiě)簡(jiǎn)單的分支結(jié)構(gòu)程序的方法。關(guān)系運(yùn)算符、邏輯運(yùn)算符與數(shù)學(xué)學(xué)科的關(guān)系密切，學(xué)生需要利用數(shù)學(xué)學(xué)科的相關(guān)知識(shí)解決問(wèn)題，這符合STEM教育培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的目標(biāo)。

首先，筆者開(kāi)展搶答活動(dòng)，搶答成功的學(xué)生需要將答案寫(xiě)上黑板。筆者提問(wèn)學(xué)生：“算數(shù)運(yùn)算有哪些運(yùn)算符？”此問(wèn)題比較簡(jiǎn)單，學(xué)生積極搶答，并寫(xiě)上“＋、－、×、÷”。筆者接著提問(wèn)：“比較運(yùn)算有哪些運(yùn)算符？”學(xué)生搶答并寫(xiě)上“＞、＜、＝”。此時(shí)，部分學(xué)生有不同意見(jiàn)，認(rèn)為應(yīng)補(bǔ)充“＞＝、＜＝、?。健?。筆者鼓勵(lì)學(xué)生繼續(xù)思考：“邏輯運(yùn)算有哪些運(yùn)算符？”此題難度較大，學(xué)生思考的時(shí)間較長(zhǎng)，但最終寫(xiě)出了“&&、||、！”。通過(guò)搶答活動(dòng)，學(xué)生認(rèn)識(shí)并理解了運(yùn)算符的用法。

其次，筆者開(kāi)展探究活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生利用學(xué)習(xí)平板的“if語(yǔ)句格式”文件，補(bǔ)充完整if語(yǔ)句，比一比誰(shuí)最快。學(xué)生通過(guò)探究活動(dòng)了解了if語(yǔ)句的格式和執(zhí)行流程，體會(huì)了算法的特征，認(rèn)識(shí)了算法的重要性。

最后，筆者開(kāi)展小組合作活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)共享單車(chē)計(jì)價(jià)程序，要求程序能夠通過(guò)用車(chē)路程計(jì)算對(duì)應(yīng)的費(fèi)用。學(xué)生小組合作，根據(jù)程序設(shè)計(jì)的基本流程，同時(shí)結(jié)合數(shù)學(xué)學(xué)科的知識(shí)，一起分析問(wèn)題、設(shè)計(jì)算法、編寫(xiě)程序、運(yùn)算調(diào)試，最終完成了小組合作任務(wù)。學(xué)生在小組合作活動(dòng)解決問(wèn)題的過(guò)程中，有效地提升了思維，拓寬了視野，獲得了新的啟發(fā)。

結(jié)語(yǔ)

總而言之，教師基于STEM教育理念實(shí)施初中信息技術(shù)教學(xué)，實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科資源、思想、方法的有效融合，有利于學(xué)生理解知識(shí)、掌握技能、發(fā)展能力，對(duì)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)有著十分重要的意義。

【參考文獻(xiàn)】

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