STEM教育下高中信息技術學科素養(yǎng)培養(yǎng)研究

茅賽梅

【摘要】在高中信息技術新課程標準的核心素養(yǎng)包括信息意識、計算思維、數(shù)字學習與創(chuàng)新、信息社會責任四個部分。隨著新課程標準的出臺和實施，根據(jù)新課程標準研究高中信息技術學科素養(yǎng)的發(fā)展與研究具有十分重要的意義。本文主要解讀信息技術學科素養(yǎng)以及如何在STEM教育下培養(yǎng)信息技術學科素養(yǎng)。

【關鍵詞】STEM教育? 高中? 信息技術學科素養(yǎng)? 培養(yǎng)

【基金項目】2020年7月至2022年6月仙游縣縣級課題：《STEM教育下高中信息技術學科素養(yǎng)培養(yǎng)研究》，編號：XYZXKT2059。

【中圖分類號】G633.67 ? 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2021）24-0063-02

一、高中信息技術學科素養(yǎng)主要要素分析

（一）信息意識

信息意識的重要性主要體現(xiàn)在兩個方面：一是能否及時認識到信息的產(chǎn)生、發(fā)展和變化，即對信息的敏感性;二是能否對信息的價值做出正確的判斷，即評估信息的價值。今天我們不斷被信息包圍，但不了解信息的人幾乎無法隨時知道信息的存在，無法區(qū)分真假信息，無法高效合理地分析和處理有用信息及價值的信息。因此，只有信息意識強的人才能有效地發(fā)現(xiàn)信息、區(qū)分信息、理解信息和使用信息，并感知信息的變化，過濾信息，制定最優(yōu)策略，進行價值判斷、分享與交流，提高對所接收信息的認知度。

（二）計算思維

計算思維體現(xiàn)在解決問題的過程中學生利用計算機科學領域的知識和技術來發(fā)現(xiàn)問題、提取關鍵點、建立模型、創(chuàng)建、定義、分析和整合各種信息資源，開發(fā)程序并轉向類似的任務，形成計算機思維。

（三）數(shù)字化學習與創(chuàng)新

在信息社會中，有很多數(shù)字資源和工具。如何有效地選擇正確的數(shù)字工具，如何得出結論，如何學習使用其他類似工具，以及數(shù)字軟件中的設計如何把創(chuàng)造力投入其中。數(shù)字化學習與創(chuàng)新不同于傳統(tǒng)的方法，主要以計算機和網(wǎng)絡學習為主。

（四）信息社會責任

信息技術創(chuàng)新為人們提供便利的技術工具，同時賦予人們在數(shù)字環(huán)境中的文化發(fā)展、道德和行為自律方面的社會責任感。這就要求我們正確地處理和使用信息技術，為信息社會承擔責任，負責任地使用信息技術，保持道德標準和自律，減少或避免不利影響，保護合法權益，構建和諧信息社會[3]。

二、STEM教育

STEM教育是在美國提高國家競爭力的迫切需要下發(fā)展起來的，是在教育系統(tǒng)中映射國家需求的產(chǎn)物。在2003年國際學生評估項目（PISA）中，美國學生在科學、數(shù)學和問題解決方面的平均成績比前五名國家低46、55和65分;2005年的ACT（美國大學考試）結果表明，超過一半的美國高中生不打算修讀數(shù)學和科學方面的大學課程。面對上述困境，美國政府提出大力推進STEM教育。STEM教育基于杜威邊“做中學”理論，注重建構主義。在STEM教育活動中，教師應引導學生積極獨立地解決實際問題或參與項目，同時鼓勵學生分組交流與合作，跨學科學習綜合知識;STEM教育強調(diào)學生積極地從現(xiàn)有知識中創(chuàng)造新知識，強調(diào)學生跨越學科界限，通過解決問題獲得知識。STEM教育提倡探究性活動，是指學生在教師的指導下，采用類似于科學研究的方法，分析和調(diào)查問題，獲取知識，提供預測、解讀和成果分享等活動，培養(yǎng)學生的研究熱情、探索精神以及協(xié)作、溝通、解決問題和創(chuàng)新的能力。STEM教育以科學課程為基礎。如今，無論是小學的科學課程，還是高中的物理、化學、生物等課程，跨學科學習的概念逐漸成為其核心概念之一。高中信息技術學科也不例外。

三、高中信息技術學科素養(yǎng)培養(yǎng)現(xiàn)狀分析

（1）學生信息意識素養(yǎng)現(xiàn)狀：高中生已經(jīng)意識到信息的主動搜索、感知、評估、驗證和交流，會主動發(fā)現(xiàn)和解決問題。但是許多學生只在真正需要時才尋求計算機幫助，他們還沒有養(yǎng)成主動獲取信息、獨立發(fā)現(xiàn)和調(diào)查問題、整合信息的習慣，信息意識和敏感性不夠強。（2）學生計算思維素養(yǎng)現(xiàn)狀：高中信息技術課程的算法和編程教學還存在較大問題，學生計算思維的發(fā)展還有很長的路要走。學生在計算機編程和算法編程方面不精通，大多數(shù)學生在老師的幫助下完成這部分的學習，但很少有學生會編程，更不用說自己開發(fā)算法程序了。學生無法利用計算機知識解決現(xiàn)實生活和學習問題，也無法發(fā)展和提高計算機思維和遷移技能。（3）學生數(shù)字化學習與創(chuàng)新素養(yǎng)現(xiàn)狀：許多學生對最新的教學設備和教育理念一無所知。很少使用數(shù)字學習資源和工具，很少參與在線學習，大多數(shù)學生都沒有注意到并且不使用數(shù)字學習工具，學生的數(shù)字化學習和創(chuàng)新機會急需改善。（4）信息社會責任現(xiàn)狀：高中生在信息安全思維不夠成熟，信息安全能力不夠高，仍需教師的積極引導和價值引導，教師應界定學生在信息社會中的責任和價值觀，提高學生信息社會責任感。

四、STEM教育下高中信息技術學科素養(yǎng)培養(yǎng)研究

（一）提高信息意識

信息意識的教育應該從日常生活開始，基本上包括兩點：一是信息的接收，二是信息的識別。教師在信息技術課堂教學時應以信息意識引導學生。首先，要獲取信息，高中生需要學習如何從許多不同的渠道獲取信息。因此，在日常教學中，教師應調(diào)動學生的學習熱情，有意識地教會他們?nèi)绾谓邮蘸吞幚硇畔ⅰＦ浯危R別信息需要學會辨別真假信息。信息社會是復雜而混亂的，有很多詐騙信息，這就需要在接受信息時一定要先確認信息。生活中這樣的例子很多。我們要學會辨別真假信息，不要貪圖小事，保護好自己的財產(chǎn)和生命安全。可以采取以下措施來提高學生的信息意識：（1）情境學習，采用任務導向的方法，鼓勵學生分組探索和協(xié)作，教師可參考課堂實例，讓學生充分參與解決問題;（2）積極開展相關活動，營造活躍的信息氛圍;（3）激發(fā)學生的好奇心，讓學生調(diào)整動機，提高對信息的認識，例如，在培訓過程中，鼓勵學生自主進行計算機操作。

（二）培養(yǎng)計算思維

計算思維仍處于研究的早期階段，目前的高中信息技術教材主要使用VB軟件來學習編程，對此，建議應用項目式學習策略，教會學生參與實際項目實踐，體驗從問題分析到制定解決方案的全過程，有助于提高學生的整體思維，激發(fā)學生的學習興趣。以計算思維為主要重點，培養(yǎng)信息技術學科素養(yǎng)。一種是強調(diào)學科思維，避免多次提示造成的混亂;另一種是利用計算思維解決活動中的問題，支持培養(yǎng)學科教育價值的使命。一旦學生在編程算法方面有了扎實的基礎，就可以讓他們設計具有一些實用價值、有趣的程序。STEM教育下提高計算思維素養(yǎng)培養(yǎng)要注意與其他學科整合，例如，在語文教學中，培養(yǎng)定義和概括概念、分類、總結等能力，在數(shù)學、物理和化學教學中，發(fā)展學生的發(fā)散性和抽象性思維。將各種學科與信息技術學科相結合，利用多媒體設備和技術進行數(shù)字化學習，讓學生在計算機算法和編程的研究中塑造計算機思維，并將其轉化為解決實際問題的能力。教師可以在信息技術教室進行教學，同時通過創(chuàng)設項目活動，營造符合學生認知特點的情境，引導學生走向自主學習和合作學習，提高學生的合作研究意識和能力。

（三）教學數(shù)字化學習與創(chuàng)新

目前，信息技術學科在課程中的地位較低，存在知識更新慢、信息化水平低、教育設備不發(fā)達、軟件更新慢、教師專業(yè)技能不足、創(chuàng)新意識和能力薄弱等問題。學生的數(shù)字化學習和創(chuàng)新能力可以從以下三個維度發(fā)展：一是使用現(xiàn)代多媒體設備和新的學習模式進行教學，比如希沃白板的使用;二是進行教學技能培訓，整改教學模式，傳統(tǒng)的信息技術學科教學方式是教師講解和學生自學，學生對自學不感興趣，沒有足夠的課堂體驗，對此，教師可以從學習情境入手，應用技術，展示成果，把課堂還給學生，教學生主動思考，自己實踐;三是優(yōu)化課堂體驗，利用相關科技進展，創(chuàng)新數(shù)字化學習，比如翻轉課堂是一種學生利用空閑時間在線學習，而不是老師講課的教學方式，微課是一種利用音頻和短視頻講解知識點的教學形式，慕課是學生課后通過互聯(lián)網(wǎng)學習相關教育視頻，然后返回課堂進行學習和交流的一種教學形式，不僅在數(shù)字學習工具的開發(fā)和微視頻創(chuàng)作方面提高了教師的實踐技能和創(chuàng)新創(chuàng)造力，而且能夠提高學生識別、選擇和使用數(shù)字學習資源的能力。此外，現(xiàn)有的課堂教學也面臨挑戰(zhàn)。當前的信息技術課堂主要采用任務導向的學習方式。先由教師演示，然后學生模擬練習或按照教師的演示技巧完成相應的任務。在教學中，教師必須解釋數(shù)字軟件的使用，并連接到其他類似或相關的軟件應用程序。

（四）發(fā)展信息社會責任

信息社會的生活必須承擔一定的信息責任。筆者認為，信息社會的責任主要包括信息安全意識和信息倫理，有必要對學生進行信息安全教育，正確識別課堂德育的出發(fā)點，培養(yǎng)學生在信息社會中的責任感。信息技術學科主要素養(yǎng)體系的四個學科素養(yǎng)層次是相互滲透、相互關聯(lián)的。在相關學科素養(yǎng)的形成中，在高中信息化方面，要加強各個要素之間的關系。在信息社會激發(fā)高中生的信息意識和責任感，從多方面入手，共同推動中學生信息素養(yǎng)的發(fā)展。

五、結束語

根據(jù)社會和時代的發(fā)展，提供基本的信息技術素養(yǎng)。信息技術學科素養(yǎng)的四個部分：信息意識、計算思維、數(shù)字學習與創(chuàng)新、信息社會的責任感并不是相互獨立的，它們密切相關，相互作用，每個部分都值得信息技術教育工作者認真研究和討論。信息技術教師應將學生學科素養(yǎng)的培養(yǎng)納入常規(guī)學習過程，使學生適應未來和國際發(fā)展的需要，滿足終身學習的需要。培養(yǎng)和提高學生的信息素養(yǎng)是非常重要的，考慮到各地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平、教學理念和學校資源的差異。在現(xiàn)代信息社會中，應該與時俱進，吸收和應用教育信息化領域的最新理念和成果，在STEM教育下培養(yǎng)高中信息技術學科素養(yǎng)。

參考文獻：

[1]張國立，王國華.計算思維：信息技術學科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的核心議題[J].電化教育研究，2018（5）.

[2]李維明.普通高中信息技術學科教學中核心素養(yǎng)的培養(yǎng)[J].中國電化教育，2017（5）：26-29.