STEM教育理念下初中信息技術教學策略研究

【摘" 要】 STEM教育理念有利于培養具有創新思維、解決問題能力和團隊合作精神的人才，為未來社會的發展做出貢獻。初中信息技術是培養初中生信息素養的主要陣地，將STEM教育理念用于課堂教學，能夠突出學生的主體性，使其能夠全身心專注于教學活動，最終實現全面發展。基于此，文章將圍繞STEM教育理念的內涵，對STEM教育理念下初中信息技術教學策略進行研究，以期為初中信息技術教學改革提供有價值的參考依據。

【關鍵詞】 STEM教育理念；初中信息技術；教學策略

信息化時代背景下，信息素養成為學生全面發展中不可缺少的素養，而初中是學生接受信息技術相關知識的重要階段，僅憑傳統教學理念與教學模式，則難以取得較好的教學效果，特別是學生會逐漸失去學習興趣。STEM教育理念為初中信息技術教學革新與實踐指明方向，非常有利于提升課堂教學效率與質量。

一、STEM教育理念

STEM理念是一種綜合的、跨學科的教育理念，強調科學、技術、工程和數學的融合。目標是培養學生的創新思維、解決問題的能力和團隊合作精神，以應對日益復雜的現實世界。其特征體現在：一是跨學科整合。將不同領域的知識和技能有機地結合起來，通過跨學科整合的方式培養學生的綜合能力。二是實踐導向。強調通過實際問題解決和實驗探究等方式來激發學生的興趣，并讓他們親身體驗科學與技術的應用。三是創新思維。鼓勵學生獨立思考、勇于探索、提出問題并尋找解決方案，培養他們的創造力和創新精神。四是問題導向。以真實問題為導向，引導學生運用所學去分析、解決問題，提高解決實際問題的能力。五是合作與交流。注重培養團隊合作能力，通過小組合作、項目實踐等方式讓學生學會與他人合作、分享和傾聽，根據學生的興趣、能力和需求，提供個性化的學習機會和資源，鼓勵學生發揮自己的特長和潛能。

二、STEM教育理念在初中信息技術教學中的應用價值

（一）激發學生的興趣和動力

傳統的信息技術教學往往以知識傳授為主，容易讓學生感到枯燥乏味。通過引入STEM教育理念，將信息技術與科學、技術、工程和數學等領域相結合，可以使學生更加主動參與到實際問題解決中去，并體驗到信息技術在現實世界中的應用價值，從而激發他們對信息技術的興趣。

（二）培養創新思維和解決問題的能力

STEM教育注重培養學生的創新思維和解決問題的能力。在初中信息技術教學中，可以通過設置各種項目任務和實踐活動，讓學生在團隊合作中運用科學、技術、工程和數學的知識，分析、設計和解決問題。這樣可以培養學生的創新意識、邏輯思維和批判性思維等。

（三）提升綜合素質

信息技術作為一門綜合性較強的學科，需要運用多種知識和技能進行分析、設計和解決問題。通過引入STEM教育理念，可以在信息技術課堂上設置各種跨學科的實踐活動，讓學生在實際操作中學習和運用科學、技術、工程和數學的知識，培養他們的創新思維、溝通能力、問題解決能力等綜合素質。

（四）培養合作意識和團隊精神

STEM教育強調團隊合作，通過小組合作的方式進行項目任務的完成。在初中信息技術教學中，可以組織學生參與到小組項目中，讓他們共同協作、交流和分享經驗。這樣可以培養學生的合作意識和團隊精神，提高他們與他人協作的能力。

三、STEM教育理念下初中信息技術教學策略

（一）項目驅動的學習

1. 選擇項目主題

選擇項目主題。根據學生的興趣和實際需求，選擇一個具有挑戰性和實踐性的項目主題。例如，可以選擇設計一個智能家居系統、開發一個簡單的游戲應用程序或者建立一個社交媒體平臺等。同時，組建團隊，將學生分成小組，并確保每個小組都有不同的技能和專長。這樣可以促進合作學習和互相幫助，讓學生在團隊合作中共同解決問題。

2. 設計與規劃

一方面，引導學生進行項目設計與規劃，包括確定項目目標、功能需求、資源要求等，幫助他們制定詳細的計劃，并明確每個成員在項目中承擔的角色和責任。另外一方面，讓學生根據項目需求深入研究相關的信息技術知識和技能，提供必要的指導和資源，幫助他們掌握所需的編程語言、軟件工具或硬件設備等。

3. 實施開發與測試評估

一方面，讓學生著手實施項目，并逐步開發出產品或解決方案，鼓勵他們進行迭代和改進，以提高項目的質量和效果。另外一方面，讓學生在完成項目后進行測試和評估，可以通過用戶反饋、功能測試、性能測試等方式對項目進行評價，并根據結果進行必要的修正和改進。

4. 展示與分享

組織學生展示他們的成果，并邀請其他同學、老師或家長參觀。讓學生向觀眾介紹項目背景、設計思路、實現過程和成果展示，也可以接受觀眾的提問和建議。同時，引導學生對整個項目過程進行反思與總結，包括遇到的問題、解決方法、團隊合作等方面。幫助他們發現自己在項目中取得的成長和收獲，以及需要進一步提升的地方。

對于九年級的學生而言，以“設計和制作一個簡單的交通信號燈控制系統”項目為例，可以實施項目驅動學習。首先，設計階段。學生團隊討論和研究交通信號燈工作原理，并確定所需材料和組件。同時，學生根據設計要求繪制電路連接圖，并選擇合適的電子元件（如LED、面包板、導線等）。其次，制作階段。按照設計圖紙進行實際電路連接，使用面包板固定元件。由教師指導與幫助完成簡單的代碼編寫，包括含交通信號燈各個狀態（紅燈、黃燈、綠燈）之間的轉換規則。對系統進行測試和調試系統，確保交通信號燈能夠按照預期工作。最后，展示與改進。一方面，團隊展示他們的交通信號燈控制系統，并解釋其工作原理和代碼邏輯。另外一方面，討論并提出改進控制系統的想法和建議。例如，可以添加傳感器來檢測車輛或行人等。

STEM教育理念下的項目驅動往往具有一定的挑戰性，需要根據學生的興趣和能力進行調整和擴展。通過這樣的項目，學生不僅能夠在實踐中學習信息技術知識，還能培養他們的創造力、解決問題的能力和團隊合作精神。

（二）跨學科整合

在STEM教育理念下，初中信息技術可以與其他學科進行跨學科整合，促進學生全面發展和綜合素質的提升，具體來講：

1. 與數學整合

信息技術和數學密切相關，可以通過編程和數據分析等方式將兩者結合起來。例如，使用編程語言進行數學模型建立和解決實際問題、利用電子表格軟件進行統計分析和圖表繪制等。

2. 與科學整合

信息技術可以用于科學實驗的數據采集、處理和分析。例如，利用傳感器和編程設備記錄溫度、濕度等數據，并使用軟件對數據進行可視化分析。同時，與工程設計有很多交叉點。通過使用計算機輔助設計（CAD）軟件、3D打印等工具，可以讓學生將自己的創意轉化為實際產品或原型。

3. 與藝術、社會整合

一方面，信息技術可以被應用于數字藝術創作、音樂制作、動畫制作等方面，例如，利用圖形設計軟件創建藝術品或設計網頁界面。另外一方面，基于信息技術收集社會調查數據、分析社會趨勢和模擬社會系統，例如，通過網絡調查問卷軟件進行民意調查、使用模擬軟件進行經濟或環境影響評估等。

通過跨學科整合，初中信息技術不僅能夠幫助學生更好地理解和應用相關知識和技能，還可以培養他們的綜合思維、創新思維和解決問題的能力。此外，跨學科整合也可以增加學科之間的聯系與互動，提高學生對知識的綜合運用能力，并促進他們在實際問題中的主動探索和實踐。

（三）探究式學習

在STEM教育理念下，初中信息技術可以通過探究式學習的方式進行。探究式學習強調學生的主動參與和自主學習，通過實際問題解決和實踐經驗積累來培養學生的創新思維、問題解決能力和團隊合作精神。具體而言：

1. 問題導向

通過提出具有挑戰性和現實意義的問題來引導學生進行探究。例如，在教學“規劃與設計網站”相關知識，涉及網站開發的基本過程、規劃設計、選取素材等知識。基于STEM教育理念，可以進行問題促進探究，可以提出問題：如何設計一個網頁？如何編寫一個簡單的游戲程序？這樣的問題可以激發學生的興趣，并引導他們主動尋找解決方案。

2. 實踐性任務

在學習程序相關知識時，可以給予學生實踐性任務，讓他們在實際操作中應用所學知識。例如，讓他們設計并制作一個電子產品原型、編寫一個小型軟件應用等。通過實踐任務，學生能夠更好地理解知識，并將其應用到實際情境中。同時，給予他們一定程度的自由度，在指導下自行選擇研究方向、收集相關資料、嘗試不同的解決方法。這樣能夠培養學生的獨立思考和問題解決能力。

探究式學習可以激發學生對信息技術的興趣，并提高他們的實踐能力和創新思維。它使學生從被動接受知識轉變為主動參與者，從而更好地理解和應用所學內容。同時，探究式學習也培養了學生在信息社會中必備的綜合素質，為未來職業發展打下堅實基礎。

（四）教學評價改革

STEM教育理念下的初中信息技術教學，不僅是教學方法、教學內容等方面的改革，而且還要對教學評價引起重視，需要緊跟先進理念而改革，以適應學生創新思維和實踐能力的培養，具體來講：

1. 多元化評價方式

傳統的考試和筆試評價方式難以全面評估學生的創新思維和實踐能力。例如，在項目驅動學習、小組合作學習等過程中，可以引入項目作品展示、口頭報告、小組合作評估等形式，更加全面地評價學生在實際項目中的表現。

2. 重視過程與方法

傳統評價注重結果，但在STEM教育中，過程和方法同樣重要。除了關注學生最終完成的作品，還應關注他們在解決問題過程中采取的方法、思考的深度和合作能力的發揮。

3. 引入自我評價與同伴評價

鼓勵學生進行自我評價，并接受同伴對其作品和表現的評價。這種互動式評價可以激發學生主動反思和改進，并培養他們接受他人意見和建議的能力。

4. 綜合性評價標準

制定基于STEM教育目標和內容特點的綜合性評價標準，包括知識掌握、創新思維、實踐能力、合作與溝通等方面的評價指標，以更全面地評估學生的綜合素質。

5. 引入實踐性考核

除了理論知識的考核，可以引入實踐性考核，例如可讓學生設計和制作一個簡單軟件、完成一個小型工程項目等。這樣能夠更好地評估學生在實際應用中的能力和創新思維。

6. 建立學習檔案

建立學生的個人學習檔案，記錄他們在信息技術教育中的成長和發展情況。通過持續記錄和反饋，幫助學生認識自己的優勢和不足，并提供個性化指導。

7. 鼓勵多元化表達形式

允許學生通過視頻、圖片、演示文稿等多種形式來展示他們的創意和成果。這樣可以鼓勵學生以自己擅長的方式進行表達，展示出獨特的創造力和想象力。

改革初中信息技術教學評價需要關注學生創新思維和實踐能力的培養，打破傳統評價模式的限制，注重過程與方法，并采用多元化、綜合性評價方式來更好地反映學生在STEM教育中的學習成果。

四、結語

綜上所述，STEM教育理念下初中信息技術教學策略的實踐，需要重點關注融入實際問題和項目、強調跨學科整合、提供多樣化的學習資源、鼓勵創新與設計思維、實踐與演示、培養團隊合作精神、關注社會影響與倫理問題等。通過這些方法，初中信息技術教學可以更好地貼近現實需求和實際應用，培養學生的創新思維、解決問題的能力，使其具備應對未來社會挑戰所需的綜合素質。

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