在信息技術課堂實施STEAM教育的探索與實踐

江蘇省蘇州市蘇州工業園區第三實驗小學 徐步東

當前，信息技術課堂和社團廣泛地開展了STEAM教育，常見的形式有編程開源創客組件、編程開源機器人等，在搭建和編程中探究人工智能，完成一些有現實意義的任務。所以，在中小學開展STEAM教育的主要目標是使學生掌握基于任務探究的最基本思想，同時培養學生的動手能力及創新能力，以及團隊合作解決問題的能力等。目前，STEAM教育已經在各地小學信息技術教材中得到體現。本文結合筆者多年在信息技術課堂上實施STEAM教學實踐中遇到的困惑和教學方法進行分析，希望能夠為STEAM教育在信息技術課堂上的實施建言獻策。

一、在信息技術課堂上實施STEAM教育的意義

STEAM教育的本質是集合了數學、科學、藝術、信息等多學科內容的綜合性教育。在這樣的教學中，教師需要讓學生掌握最新的科技，但是科技又不是學習的全部目的，教學實施時更強調跨學科的知識學習和運用，這才是STEAM教育的根本理念。以STEAM教育為指導的信息技術課堂，強調的是如何讓學生的學習內容和真實事件進行關聯，在有現實意義的學習情境中進行探究，把信息科技知識和數學、科學、藝術融合到一起，通過知識遷移、應用轉化，最終以某個項目的形式呈現。最終的作品可以是一個程序、一個STEAM案例、一個機器人創意、一個可以打印出來的3D作品。教師在這個過程中要關注的是比最終的成果更加重要的過程，在引導學生實現的過程中，要能夠把數學、科學、藝術、信息的內容融合運用，在這個案例中綜合運用，讓學生能夠進行更深層次的、更深刻的理解，讓學生能夠整合運用已學知識進行自主探究，從而實現學生高階思維能力的訓練，這樣就能體現STEAM教育的價值，這就是STEAM教育的真正理念。信息技術教學實施STEAM教育，可以讓學生真正成為課堂學習的主人，去發散思維、去探究信息技術知識，讓學生逐漸領略到信息技術在創造領域的重要性與意義，同時可以培養學生的創新思維與創造力。

二、STEAM理念在信息技術課堂實施時常見的困惑

由于STEAM教育走進信息技術課堂時間比較短，在信息技術課堂上實施STEAM教育時，教師沒有豐富經驗可以借鑒，只能一邊實施一邊改進，所以在實施STEAM教育的過程中，會遇到很多困惑。

（一）缺少優質的STEAM教學硬件資源

近年來，信息技術課堂上出現了STEAM的教育內容，市場上也出現了種類繁多的STEAM教學開源硬件組裝包和STEAM開源機器人等STEAM設備。教師選用開源硬件時經常遇到這些問題：首先，STEAM教育硬件價格昂貴，一個教學班級配置下來少則幾萬元，多則十多萬元；其次，STEAM設備屬于比較精密的儀器設備，在教育教學中極易損壞。筆者通過幾年的教學實踐發現，如果在班級進行普及性教學，每學期STEAM設備的損壞率達15%，甚至更高，而且設備的穩定性也比較差。

（二）信息技術課堂上STEAM的課程缺少硬件支持

近年來，我國很多地區的中小學都在信息技術課程中安排了STEAM教育內容。但是由于經費不足，很少有學校能夠根據課程配齊、配足對應的硬件設備，由于缺少對應的硬件的支撐，在課堂教學中實施STEAM教育的效果和目標基本不可能達成。筆者所在學校根據教材的內容和教學的需要購置了一批STEAM教學設備。為了更好地發揮這些設備的作用，根據這些年的教學理解，我們認真分析現用的教材，并進行了二次開發，編寫了《信息課堂上的小創客》校本教材，并在小學高年級的信息技術課堂上開展教學。盡可能發掘這些硬件資料，發揮它們最大的作用，這可能也是我們當前解決硬件問題的方法之一。

（三）開展STEAM教育的師資比較緊缺

由于STEAM教育在中小學信息技術課堂剛剛興起，很少有學校配備專業教師，而且缺少專業培訓。可以說，當前所有教師在STEAM教育領域都是新手上任，學校采用邊學、邊教、邊研的方法來提升信息技術教師的STEAM教育能力。筆者所在學校在實施STEAM教育過程中為了進一步鞏固STEAM的教學成果，以筆者為主持人申請了一項STEAM的課題，通過課題引領，不斷完善教育模式，同時通過走出去、請進來的方式，借助STEAM專業領域的專家力量、技術支持，努力提高信息技術教師STEAM課程教育教學質量。

（四）缺乏統一的STEAM教學評價標準

雖然STEAM教育在信息技術課堂中實施，可以在很大程度上依據信息技術學科的教學標準進行評價，但是STEAM教育還有其特性。所以，教師在實施STEAM教育時，還需要依據STEAM的特性對教學效果進行合理評價。任何學科的教學內容都需要對教學過程進行相應的評價，并根據評價的結果去掌握教與學的情況。STEAM教育同樣需要進行有效的評價，教師要根據STEAM內容加強教學效果的評價，同時確保評價過程的科學性與準確性，并以此了解學生的學習情況，從而進一步改進課堂，構建高質量、高效率的基于信息技術課堂的STEAM教育。

三、STEAM理念在信息技術課堂中的實施方法

（一）創設符合學生特性的STEAM教育情境

在信息技術課堂中實施STEAM教育，可以極大地培養學生的創造力。因此，信息技術教師應該根據具體的STEAM教學內容，為學生創設一個個適合的STEAM教育情境，以此來激活學生的創新思維，激發學生主動地去學習，引導學生利用信息技術知識去完成情境中的STEAM教育知識，展開自主探究，進而優化學生自身的知識結構，幫助學生逐漸構建完整的基于信息技術的STEAM教育知識體系。因此，教師需要嘗試將STEAM教育與生活中的一些情境有效結合，激發起學生的探究興趣與創新動力，從而培養學生的創新能力。

比如，筆者在教學“設計橋”這一課時，先播放了一段關于橋的視頻，然后讓學生討論：“你心目中理想的橋是什么樣子的？”接著，筆者讓學生討論如何設計橋，并說出自己的想法。最后，筆者引導學生設計制作一座橋。本節課上通過這個情境的引入，學生的學習興趣立即被激發起來，任務完成得也非常完美。所以在進行STEAM教育時，教師要引導學生構建出生活化的情境，然后鼓勵學生去自主探究、去嘗試、去創新，這樣可以增強學生的自主學習能力，實現學生創新意識與創新能力的提升。

（二）設置分工明確的合作學習

由于STEAM教育所基于的設備比較昂貴，很難做到人手一套，而且開展STEAM教育內容相對比較難，在信息技術課堂上開展STEAM教育一般都是以小組為單位進行合作學習，以此來降低學生學習的難度，減少器材的數量，并且增強學生的課堂學習效率。但在小組學習中，我們要防止小組中出現有學生“出工不出力”的現象。因此，教師要為學生營造出民主、和諧的課堂氛圍，根據具體的教學內容為小組中每個學生設置合作學習任務，引導小組學生全面參與，在合作之中產生思維的碰撞，激活所有學生的創造性思維。這樣既能節省設備資源，又能通過學生的合作來拓展每個學生的思維寬度與深度，從而進一步促進學生的信息素養與綜合能力的全面發展。

筆者在信息技術課堂上開展STEAM教育，就采取小組合作探究的高效教學模式。在教學中，筆者先布置任務，讓每個學生圍繞學習任務展開探究、討論，并在小組內部交流，從而幫助每個學生更加全面地掌握本節課的知識點。接著，筆者根據編號每個小組的隊員布置任務，確保人人有任務，人人都參與。最后，各個小組進行作品展示與點評。我們這一教學模式在多次的教學研討中，受到了教育同行的高度肯定。

（三）基于項目化的教育模式

由于STEAM教育是伴隨著學生完成一個個項目而完成的，我們在STEAM教育中，要開展基于項目化的教學模式。隨著技術的發展，我們身邊有很多STEAM應用案例。教師要想真正落實STEAM教育，就要有針對性地為學生梳理生活中的STEAM案例，讓學生創意地模仿生活中的案例來完成這個項目。在教學中，教師可以先為學生展示生活中的STEAM應用案例，引導學生去研究這些產品的內容、結構與制作的思路等，不斷豐富學生的知識儲備與創新思路，并且鼓勵學生在模仿過程中實現創新。

比如，筆者實施STEAM教育的時候，每節課都會通過一個小項目完成來實施教學。課前，筆者先給學生展示一個產品或者一段視頻，然后讓學生分析這里應用了哪些STEAM的元素，思考自己還有什么創新，最后讓學生去創作完成這個項目。通過一個個項目模仿和進一步創新，學生的STEAM素養將會得到高效提升。

總之，讓STEAM理念走進信息技術的課堂，不僅能夠培養學生的信息素養，提升學生的計算思維，還可以讓學生得到更全面的發展。這樣的學習過程，同時可以激發學生對其他學科的興趣，讓學生領悟到每個學科都有價值，可以讓學生的創造力得到有效的發展和提升，從而使學生的信息技術水平得到進一步發展。