基于“創(chuàng)客+STEAM”教育的信息技術(shù)教學(xué)實踐與探索

廉欣 李博

21世紀(jì)是信息高速發(fā)展的時代，知識和技術(shù)更新發(fā)展十分迅速，科技創(chuàng)新的作用愈加凸顯，新時代迫切需要創(chuàng)新型人才。近些年，基礎(chǔ)教育領(lǐng)域已經(jīng)意識到這一現(xiàn)狀，愈加重視學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，愈加重視創(chuàng)新教育，因此，STEAM教育、創(chuàng)客教育這類創(chuàng)新的學(xué)習(xí)模式應(yīng)運(yùn)而生。

● 開展“創(chuàng)客+STEAM”教育的緣由

STEAM教育主張多元學(xué)科知識的整合，從而培養(yǎng)能夠綜合運(yùn)用多學(xué)科知識解決實際問題的復(fù)合型人才。創(chuàng)客教育強(qiáng)調(diào)實踐創(chuàng)造，利用各種工具動手實踐自己的想法，自主制造并快樂分享。筆者在這兩種創(chuàng)新教學(xué)模式的實踐探索中，發(fā)現(xiàn)這樣的實際情況：單純的STEAM課程更注重融合多元學(xué)科知識，能讓學(xué)生更全面掌握知識，但對學(xué)生動手實踐創(chuàng)造力的培養(yǎng)稍顯薄弱;單純的創(chuàng)客課程更注重學(xué)生的實踐創(chuàng)造能力，但缺少多元學(xué)科的理論支撐。由此看來，雖然二者都提倡創(chuàng)新實踐，但STEAM教育注重的是跨學(xué)科的“知識融合”，創(chuàng)客教育注重的是動手實踐，而信息技術(shù)學(xué)科作為一門科技創(chuàng)新和實踐性很強(qiáng)的綜合學(xué)科，在開展STEAM教育和創(chuàng)客教育的課程方面有著很大的優(yōu)勢和價值。基于以上思考和具體實踐，筆者在信息技術(shù)課程中將創(chuàng)客教育和STEAM教育進(jìn)行有機(jī)融合，以便更好地開發(fā)新型教學(xué)模式，更高效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力。

● “創(chuàng)客+STEAM”教育的實施過程與實踐結(jié)果

筆者認(rèn)為，構(gòu)建基于“創(chuàng)客+STEAM”教育理念的信息技術(shù)課程，應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生多學(xué)科綜合應(yīng)用的能力，鼓勵學(xué)生動手實踐，樹立創(chuàng)新意識。在教學(xué)中，將創(chuàng)客教育與STEAM理念引入信息技術(shù)課堂，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，在信息技術(shù)課堂中融合各學(xué)科相關(guān)知識，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用各種軟硬件工具來解決問題與“造物”的能力。在這種思維模式下，信息技術(shù)課堂成了一個載體，教學(xué)模式不斷發(fā)展和完善，教學(xué)內(nèi)容也伴隨著師生的實踐探索而不斷深入與拓展。

結(jié)合學(xué)校的實際情況，經(jīng)過不斷嘗試，筆者逐漸摸索出了一套適合當(dāng)下中小學(xué)的信息技術(shù)校本課程體系。課程內(nèi)容涵蓋創(chuàng)新思維開發(fā)、編程設(shè)計與開發(fā)、智能物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、空間結(jié)構(gòu)設(shè)計、數(shù)字化工具的使用、音視頻的采集與加工、機(jī)器人編程與設(shè)計、計算機(jī)藝術(shù)設(shè)計等領(lǐng)域，形成了獨(dú)具特色的校本課程。

1.“創(chuàng)客+STEAM”課程在信息科技社團(tuán)中的實踐研究

立足當(dāng)下信息技術(shù)前沿領(lǐng)域并結(jié)合信息技術(shù)教師自身的特長，筆者所在學(xué)校創(chuàng)辦了不同方向的信息科技社團(tuán)，如機(jī)器人社團(tuán)、微電影社團(tuán)、動漫社團(tuán)、3D創(chuàng)客社團(tuán)、校拍社團(tuán)、C語言編程社團(tuán)和航模社團(tuán)。信息科技社團(tuán)課程不僅涉及前沿領(lǐng)域信息技術(shù)，讓學(xué)生體驗科技發(fā)展的力量，而且在嘗試融入“創(chuàng)客+STEAM”課程理念。例如，三葉草微電影社團(tuán)是以微電影為架構(gòu)、以電影拍攝為主要活動方式的社團(tuán)，而電影是一門綜合類藝術(shù)，融合了文學(xué)、美學(xué)、表演等多種技能的綜合類學(xué)科，因此社團(tuán)設(shè)立了劇本、道具、拍攝與后期幾個分社，對微電影的拍攝任務(wù)進(jìn)行層層分解。又如，機(jī)器人、3D建模、編程等創(chuàng)客社團(tuán)，每年都結(jié)合“創(chuàng)客+STEAM”課程的理念，開展創(chuàng)意項目設(shè)計活動，設(shè)計出很多創(chuàng)意發(fā)明作品。“水質(zhì)監(jiān)測凈化系統(tǒng)”就是社團(tuán)的作品之一，這是一款能在水塘中移動行走的水質(zhì)監(jiān)測儀器，利用化學(xué)中的PH試紙監(jiān)測水質(zhì)，當(dāng)水質(zhì)受到污染時，機(jī)器人會自動投放活性炭包等物質(zhì)吸附水中雜質(zhì)。在創(chuàng)作這個作品的過程中，學(xué)生真正做到了自己動手將想法變成現(xiàn)實，他們利用樂高零件拼搭出設(shè)備的結(jié)構(gòu)，自己動手噴制，裁剪外觀裝飾，自己動手縫制炭包，為模擬水塘充氣。學(xué)生在創(chuàng)作過程中遇到問題時，通過咨詢教師、自主學(xué)習(xí)、積極思考，逐一解決，并學(xué)到了很多化學(xué)學(xué)科和機(jī)械方面的知識和技能。

不能讓學(xué)生們只是為了造物而造物，更不能讓學(xué)生完全依據(jù)教師的想法來完成任務(wù)而失去了創(chuàng)造性的思想，而是要讓他們發(fā)現(xiàn)問題，并創(chuàng)造性解決問題，讓他們意識到創(chuàng)造對生活的重要性，體驗并經(jīng)歷自主設(shè)計創(chuàng)造的過程。這樣，學(xué)生今后才能真正具備創(chuàng)新的意識，并把這種意識、思維和習(xí)慣帶到今后的學(xué)習(xí)和工作中。無論學(xué)生今后是否從事創(chuàng)造類的工作，創(chuàng)新精神都是非常寶貴的品質(zhì)，這才是真正地培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)，才是為學(xué)生的未來而設(shè)計的教育，才是“創(chuàng)客+STEAM”教育所要培養(yǎng)的學(xué)生核心素養(yǎng)的關(guān)鍵。

2.“創(chuàng)客+STEAM”課程在信息技術(shù)常規(guī)課中的實踐研究

課堂是學(xué)生學(xué)習(xí)知識的主要場所，同時也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的主陣地，在有了信息科技社團(tuán)的成熟經(jīng)驗后，筆者繼續(xù)探索將社團(tuán)“創(chuàng)客+STEAM”創(chuàng)新課程有機(jī)融合到信息技術(shù)常規(guī)教學(xué)中。通過不斷摸索，筆者逐步將3D模型設(shè)計（7年級）、Micro：bit開源硬件（6年級）、微電影制作（7年級）、趣味編程（5年級）等創(chuàng)客課程內(nèi)容發(fā)展成為信息技術(shù)常規(guī)課程。

如何利用好課堂上的40分鐘，根據(jù)信息技術(shù)課程內(nèi)容融入“創(chuàng)客+STEAM”教育，讓信息技術(shù)教學(xué)不再是單一知識的講解，而是多元知識的綜合實踐？通過實踐研究，筆者將“創(chuàng)客+STEAM”教育的信息技術(shù)課程分為信息技術(shù)與文科課程融合、信息技術(shù)與理科課程融合兩大類。

基于“創(chuàng)客+STEAM”教育，開展信息技術(shù)與語文、歷史、思品、美術(shù)等文科學(xué)科融合的課程，旨在培養(yǎng)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)中的人文底蘊(yùn)、健康生活和責(zé)任擔(dān)當(dāng)，培養(yǎng)信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)中的信息意識和信息社會責(zé)任。例如，《3D再現(xiàn)活字印刷》是依據(jù)信息技術(shù)課程核心素養(yǎng)，結(jié)合3D技術(shù)，模擬再現(xiàn)中國古代四大文明之一活字印刷術(shù)的一節(jié)創(chuàng)新課。結(jié)合“創(chuàng)客+STEAM”教學(xué)策略，筆者在本節(jié)課融入了科技的3D打印技術(shù)、歷史的活字印刷術(shù)、美術(shù)的版畫和語文的古詩等多個學(xué)科的內(nèi)容，讓學(xué)生利用現(xiàn)代3D打印技術(shù)體驗活字印刷術(shù)的制作工藝和流程。在“創(chuàng)客+STEAM”教學(xué)理念指導(dǎo)下，本課不僅激發(fā)了學(xué)生對現(xiàn)代科技3D設(shè)計的學(xué)習(xí)興趣，而且讓學(xué)生感受到了我國歷史文化的獨(dú)特魅力，培養(yǎng)了學(xué)生的動手實踐能力和在信息時代的社會責(zé)任感。又如，《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》一課，不僅從信息技術(shù)角度講解網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成和使用方法，還從道德與法制學(xué)科的角度，向?qū)W生灌輸網(wǎng)絡(luò)社會的安全道德，使其樹立良好的網(wǎng)絡(luò)道德觀并增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全意識。再如，《PS再現(xiàn)古詩意境》一課，利用Photoshop圖像合成技術(shù)，設(shè)計中國古代詩歌的意境畫面，不僅使學(xué)生學(xué)習(xí)了圖像處理的技術(shù)，還使其加深了對古詩的理解和審美情趣。諸如此類學(xué)科融合課程，在培養(yǎng)學(xué)生信息素養(yǎng)的同時，也培養(yǎng)了學(xué)生文化、歷史、美學(xué)方面的素養(yǎng)和正確價值觀。

信息技術(shù)與科學(xué)、數(shù)學(xué)、物理等理科學(xué)科融合的課程，旨在培養(yǎng)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)中的科學(xué)精神、學(xué)會學(xué)習(xí)和實踐創(chuàng)新，培養(yǎng)信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)中的計算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新。例如，《智能停車位》是一節(jié)信息技術(shù)與物理學(xué)科整合、解決生活中實際問題的學(xué)科融合課。針對生活中實際存在的停車難問題，學(xué)生分組實地調(diào)查引出設(shè)計智能停車位的項目。學(xué)生提出根據(jù)物理學(xué)超聲波測距原理，探測車位上是否有車，再用不同的燈光進(jìn)行提示，并將這種構(gòu)想借助信息技術(shù)手段來實現(xiàn)（借助Makeblock開源硬件及軟件編程實現(xiàn)這一設(shè)計）。本節(jié)課在發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的整個學(xué)習(xí)研究過程中培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)，引發(fā)學(xué)生深度思考，將理論與實踐相結(jié)合，實現(xiàn)學(xué)科融合的有效教學(xué)。又如，信息技術(shù)與數(shù)學(xué)學(xué)科整合，用VB程序語言解決實際生活中的數(shù)學(xué)問題。教師通過分析實際生活中物流公司運(yùn)送貨物收費(fèi)的問題（數(shù)學(xué)分段函數(shù)問題），利用VB程序中的if條件判斷語句解決這個問題，從而引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)，學(xué)會借助信息技術(shù)手段來解決實際生活中遇到的問題。這類創(chuàng)新課程對培養(yǎng)學(xué)生動手實踐能力和創(chuàng)新意識有很大的幫助，也為培養(yǎng)創(chuàng)新人才奠定了基礎(chǔ)。

● 探索“創(chuàng)客+STEAM”教育模式的意義

在探索“創(chuàng)客+STEAM”教育前期的科技興趣班中，全校只有幾十名學(xué)生能夠參加科技課程體驗，成立科技創(chuàng)客社團(tuán)后，全校有幾百名學(xué)生參與科技社團(tuán)課程，“創(chuàng)客+STEAM”課程進(jìn)入信息技術(shù)常規(guī)課中之后，每個學(xué)期都有2000余名學(xué)生在進(jìn)行科技創(chuàng)新課程的探索和學(xué)習(xí)。我們在不斷努力，縮小科技創(chuàng)新課程與學(xué)生之間的距離，讓每個學(xué)生都能學(xué)習(xí)最新的信息技術(shù)，讓每個學(xué)生都能體驗更自由的學(xué)習(xí)模式，讓每個學(xué)生都能更公平地接受教育。

筆者通過基于“創(chuàng)客+STEAM”教育理念的信息技術(shù)課程建設(shè)，讓學(xué)生圍繞一個又一個的項目，親自動手去實踐創(chuàng)造，將培養(yǎng)學(xué)生終身發(fā)展和學(xué)科核心素養(yǎng)落到實處，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中更加立體化地學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，培養(yǎng)多角度、多維度、多層次的創(chuàng)新型人才;通過基于“創(chuàng)客+STEAM”教育理念的信息技術(shù)課程探究，將藝術(shù)與科學(xué)、感性與理性、理論與實踐有機(jī)結(jié)合，通過研究實踐為教育教學(xué)提供了全新的視角，以期培養(yǎng)出綜合素質(zhì)高、創(chuàng)新能力強(qiáng)、全面發(fā)展的新時代學(xué)子，培養(yǎng)出現(xiàn)今社會需要的具有創(chuàng)新性思維和能力的綜合型人才。