例談信息技術課堂中實現STEM教學設計的策略

朱仲平

STEM教育思想的核心由綜合性、整合性和探究性三部分組成。在信息技術課堂上，信息技術本身具有的工程性和操作性則為實施STEM教育提供了很好的條件和平臺，可以很好地實現STEM教育的基本要求，實現STEM教育思想的核心要素。

下面，我就以Flash動畫制作中的“遮罩層的應用”為例，從五個方面來闡述實現STEM教學設計的策略。

學習任務分析

學習任務分析是STEM教學設計的核心。STEM是基于項目的教學模式，因此，教師必須根據教學任務進行教學分析，在教學分析的基礎上，形成需要解決的問題或需要完成的項目。STEM的學習任務分析主要是教師對教學目標、需要的學科知識以及學情的分析。其中，教師要更多地注意對學情的分析，突出學生的主體性，還需要設置情境代入，在特定的情境中呈現學習任務，讓學習任務和真實的情境相融合，加深學生的情感體驗。

例如，在Flash動畫制作中，遮罩層的應用是一項重要的動畫制作方法，教學目標是理解遮罩動畫的原理，掌握遮罩動畫的運用。根據學生的學情，大部分學生都已掌握了動畫補間和形狀補間動畫，并對幀和圖層的概念有了較好的理解。在此基礎上，我將教學任務情境化，結合神舟十一號飛船發射成功的重大事件，設計了宇航員景海鵬、陳冬在天宮二號看到地球自轉這一情境，要求學生制作出地球自轉的動畫。在這一情境下，我綜合運用到了地理、信息技術、空間幾何、繪圖等學科知識，實現了STEM教學項目設計。

思維設計分析

在完成項目設計之后，就要圍繞項目進行思維設計，其中包括工具資源設計和支架設計兩個部分。

項目的實施或問題的解決要求學習者運用多種工具和資源進行自主學習和思考，進而對原有的知識進行重新構建。因此，在教學中，教師要設計豐富的學習資源和工具，包括學習的資源、信息搜索的工具、協作的工具以及管理評價的工具等，以供學生使用。

具體到“地球的自轉”動畫制作項目中，我提供了Flash軟件、Google地球以及網絡搜索工具等，動畫制作中的幀、圖層和動畫補間、形狀補間動畫等前置知識也是工具的組成部分。此外，還設計了運用“極域”電子教室進行分組協作的機制等。這些工具都為實現探索性教學提供了保障。

作為教師，我們在STEM教學中要充當積極的指導者，成為建構的幫助者、促進者，要針對學生問題解決過程中遇到的困難，提供支撐、聯結和承載等作用的支架，為探究活動的順利進行提供幫助和指導。因此，在進行STEM教學設計時，要進行學習支架的設計。一般來講，學習支架分為情境型、問題型、實驗型、信息型、知識型、程序型、范例型、訓練型等，教師要根據不同的項目和學生選擇運用。

例如，在“地球的自轉”動畫制作項目中，我為學生提供了兩個學習支架：范例型支架和問題型支架。首先，我為學生提供了“探照燈”動畫設計及說明，這個范例可以讓學生了解遮罩層的作用和使用方法，解決技術上的問題。其次，針對“地球的自轉”動畫這個具體的問題，我又提出了在Flash中如何實現平面移動向球面移動轉變這個問題，為學生在探究過程中設置了梯度，對項目的完成起到了引導的作用。

學習活動設計

STEM教學需要學生通過一系列的活動來獲取知識和技能，因此，教師要根據教學目標、教學內容、教學情境和學情來合理設計學習活動。學習活動是學生自主獲得知識的手段和方法，是關系到STEM教學能否取得良好效果的重要環節，也是最能體現教師的價值和作用之所在。學習活動通常需要對小組分工設計、探究事件設計、協作方式設計、工作計劃制訂等進行設計和規劃。

例如，我在進行“地球的自轉”項目學習活動設計時，采取了小組學習的方式，每個小組的1號為組長，負責召集討論，2號負責記錄，形成方案，3號負責方案實施，4號負責形成成果并匯報。這樣每位學生都能夠明確職責，在活動進行時各司其職又協同配合。同時，我還對探究事件進行了設計，把整個項目分解成“地球是如何自轉的？”“如何在Flash中插入圖片？”“遮罩層有什么作用？遮罩層和被遮罩層是什么關系？”等幾個問題，這些問題為項目的制作設置了合理的臺階和梯度，讓學生通過自己的努力和實踐，跳一跳就能夠得著，同時也對學習活動做了很好的導引。

學習評價設計

在STEM教學中，雖然強調學生的自主學習和探究，但是教師也要及時了解學習活動的進展情況，對活動中產生的問題及時做出評價和指導，有時候還要對教學實施方案進行修改和完善。因此，在整個學習活動過程中要不斷進行形成性評價。形成性評價可以是教師做出的，也可以結合小組學習的模式，由小組之間相互進行評價和小組內成員之間相互進行評價。評價要改變注重結果的評價方式，強調過程性評價。評價要以學生在學習過程中能否取得收獲、能力是否得到提升為標準。

例如，在實施“地球的自轉”動畫制作項目時，我事先對評價模式和評價標準進行了設計，制作了評價量化表。具體來說，我要求每個小組從以下幾個方面進行評價和反饋：項目完成情況如何？項目進行過程中有哪些問題？如何解決的以及解決的效果如何？是否有更好的方法？通過在學習活動過程中不斷地進行評價和反饋，修正學習活動方案，對學習活動的完成情況進行評估。

教學總結設計

在STEM教學中，當項目結束后，教師要及時對學習活動進行總結。通過教學總結，可以促進學生把探究過程中獲得的零散知識系統化，可以將具體問題概括上升到理論層面，讓學生形成結構完整的知識體系。在進行教學總結設計時，可以由教師來進行總結，也可以由學生或小組進行總結。

例如，在完成“地球的自轉”動畫制作后，我為這個項目設計了如下教學總結：首先，由各小組進行總結匯報，通過各小組的匯報，了解其他小組的做法，以取長補短，實現項目學習活動效益的最大化。其次，由教師對整個學習活動進行總結，對活動中探究的情況和應掌握的知識進行整理。同時，我在總結時還布置了遮罩層的更多應用，用強化練習的方法讓學生能夠舉一反三，在練習中提高對知識和技能的理解和掌握，最終達到符合教學目標要求的知識體系建構。

STEM教學設計充分體現了學科整合和綜合的特點，同時，通過項目化的學習設計，給予學生充分自主的操作體驗，實現了STEM實踐性的特點。雖然STEM教育在我國還剛剛起步，我們也是在前人的基礎上探索前進，所形成的方法和理論還有很大的缺陷和不足，但是隨著實踐的不斷積累和STEM理論的發展，相信STEM教育一定可以在我國的教育領域發揮更大的作用。