融合STEM教育理念的小學信息科技創新教學實踐

在當今科技快速發展的時代，STEM教育理念越發重要。小學信息科技教學需適應這一趨勢，然而當前其應用存在諸多不足。本文旨在探討如何將STEM教育理念融人小學信息科技教學，通過明確目標、鼓勵探究、合理規劃和創新任務等方法，提升教學質量，培養學生的綜合素養和創新能力，使其適應現代社會的需求。

一、STEM教育理念

STEM教育理念，是科學（science）技術（tech-nology）、工程（engineering）和數學（mathematics）四門學科有機融合的教育理念，它旨在打破傳統學科的界限，培養學生的綜合素養和創新能力，以適應快速發展的現代社會。在當今科技飛速發展的時代，STEM教育理念的重要性日益凸顯。科學讓學生了解自然世界的規律和原理，培養他們的好奇心和探索精神；技術則教會學生運用工具和手段解決實際問題，提升他們的實踐操作能力；工程強調設計和創造，培養學生的系統思維和創新意識；數學作為基礎學科，為其他三門學科提供了定量分析和邏輯推理的工具。STEM教育理念注重培養學生的跨學科思維能力。它鼓勵學生從多個角度思考問題，不再局限于單一學科的知識框架。例如，在一個關于橋梁設計的項目中，學生不僅需要運用數學知識計算橋梁的承重力和結構穩定性，還需要運用物理學原理來考慮風力和重力的影響，同時運用工程學知識進行設計，并借助技術手段制作模型。通過這樣的實踐，學生能夠深刻體會不同學科之間的相互關聯和協同作用，從而提高綜合運用知識解決復雜問題的能力。此外，STEM教育理念強調實踐和探究。學生不再是被動地接受知識，而是通過親身參與實驗、項目和研究，主動地獲取知識和技能。這種學習方式能夠激發學生的學習興趣和積極性，培養他們的自主學習能力和創新精神。在實踐過程中，學生可能會遇到各種挑戰和失敗，但正是這些經歷讓他們學會如何從失敗中吸取教訓，不斷改進和完善自己的方案，培養堅韌不拔的意志品質。

二、STEM教育理念下小學信息科技創新教學的必要性

（一）適應時代發展需求

在當今數字化、信息化時代，科技的飛速發展正在重塑我們的生活、工作和學習方式。信息科技成為推動社會進步的關鍵力量，創新能力更是在這個快速變化的世界中越發重要。小學階段是學生認知發展和興趣培養的關鍵時期，引入基于STEM教育理念的信息科技創新教學方式，能夠讓他們從小接觸最新的科技知識和創新思維方法，為未來的發展打下堅實的基礎。STEM教育強調跨學科融合，將科學、技術、工程和數學等多個領域的知識有機結合起來。在信息科技教學中融入STEM理念，能夠幫助學生打破學科界限，培養綜合運用知識解決實際問題的能力。例如，在一個關于智能交通系統的項自中，學生不僅需要了解信息科技中的編程和傳感器知識，還需要通過數學計算來優化交通流量，通過工程設計搭建模型，以及運用科學原理分析交通狀況。這種跨學科的學習方式能夠讓學生更好地理解知識之間的相互關系，提高他們解決復雜問題的能力。

（二）促進學生全面發展

STEM教育理念下的小學信息科技創新教學對學生的全面發展具有重要意義。首先，它有助于培養學生的邏輯思維和問題解決能力。在編程、機器人制作等活動中，學生需要通過分析問題、設計算法、編寫代碼等步驟來實現自己的目標。這個過程能夠鍛煉他們的邏輯推理能力，讓他們學會系統地思考問題和解決問題。其次，信息科技創新教學還能提高學生的動手實踐能力。學生在參與項目制作、實驗探究等活動時，需要親自操作，將自己的想法轉化為實際的作品。這不僅能增強他們的動手能力，還能培養他們的耐心和細心，讓他們在實踐中不斷積累經驗，提高解決實際問題的能力。

（三）推動教育創新與變革

教育需要不斷創新與變革以適應社會的發展和學生的需求。基于STEM教育理念的小學信息科技創新教學為教育的創新和變革注人了強大動力。這種教學模式促使教育評價體系變得多元化。傳統教育評價往往側重于學生的考試成績，而信息科技創新教學更注重學生在項目實踐中的表現、創新思維的展現及團隊協作能力等多方面的綜合素養。評價方式可以包括項目成果展示、小組互評、自我評價等，更全面、客觀地反映學生的學習成果和成長過程，激勵學生全面發展。此外，它促進了教師角色的轉變。在信息科技創新教學中，教師不再是單純的知識傳授者，而是學生學習的引導者、組織者和促進者。教師需要具備更豐富的知識，提高跨學科教學能力，引導學生自主探究、合作學習，激發學生的創新能力。

三、STEM教育理念下小學信息科技教學實踐方法

（一）明確學科目標，突出STEM教育理念融合價值

小學信息科技學科的目標不應僅僅是讓學生掌握基本的計算機操作技能，還應注重培養學生的信息素養、創新精神和綜合運用知識的能力。而STEM教育理念的融合，則為這一目標的實現提供了更為豐富和全面的視角。STEM教育強調跨學科知識的整合，通過將科學、技術、工程和數學等領域的知識相互融合，讓學生在解決實際問題的過程中，理解不同學科之間的關聯和相互作用。在小學信息科技教學中，我們可以引導學生運用數學知識對數據進行分析和處理，利用科學原理來理解信息科技中的某些概念和原理，借助于工程設計的思維來規劃和制作數字化作品，運用技術手段實現創意和想法。這種融合價值體現為能夠幫助學生打破學科界限，建立起整體性的知識體系，培養他們從多角度思考問題、解決問題的能力。同時，其也有助于激發學生對不同學科的興趣，為今后的學習和發展奠定堅實的基礎。例如，教師開展“使用數字設備進行自我管理”教學活動時，可以先將學生分成若干小組。各小組展開討論，列舉出數字設備在自我管理方面的各種作用，如利用時間管理軟件安排學習時間等，這一過程中包含對科學知識的運用。接著，每個小組結合討論結果，運用數學知識合理規劃并制訂一個具體的自我管理方案，明確各項任務的時間分配。隨后，小組成員利用信息科技手段去實施這個方案，如通過相關軟件進行日程設置和提醒。在實施中，教師引導學生思考怎樣運用工程設計思維來優化方案，使其更具有效率和便利性，如設計一個清晰直觀的界面來呈現自我管理的各項細節。

（二）提倡主動探究，優化STEM教育理念融合實踐

在小學信息科技教學中，提倡主動探究是優化STEM教育理念融合實踐的重要途徑。傳統的教學模式往往以教師講授為主，學生被動地接受知識，這種方式難以培養學生的自主學習能力和創新思維。主動探究式學習鼓勵學生積極參與、自主發現問題、提出假設、設計實驗并驗證結果。通過主動探究，學生不僅能夠更深人地理解信息科技知識，還能夠培養問題解決能力、邏輯思維能力和創新能力。同時，這種學習方式也更符合STEM教育理念強調的實踐和探索精神，讓學生在親身體驗中感受知識的形成過程，提高他們對科學、技術、工程和數學知識的綜合應用能力。例如，教師開展“研究與制定簡單的編碼規則\"教學活動時，可以先向學生介紹一些常見的編碼規則，如身份證號、小區樓棟號等，然后引導學生通過觀察、分析、比較等方式自主發現這些編碼規則的規律和特點。在學生對編碼規則有一定的了解后，教師可以提出一個具體的問題，如如何制定一個適合自己的編碼規則等，讓學生結合所學知識，自行設計實驗并驗證自己的編碼規則。在學生進行探究的過程中，教師應給予其適當的引導和幫助，如提供相關資料、提示思考方向等，避免直接給出答案。學生通過自主探究，不僅能加深對編碼規則的理解，還能培養問題解決能力和創新思維。最后，教師可以組織學生進行成果分享，讓學生展示自己的探究過程和結果，并鼓勵他們相互評價、交流和探討。這樣既能提高學生的表達能力，也能促進他們之間的合作與交流，進一步培養他們的團隊協作能力。

（三）合理安排計劃，用好STEM教育理念融合方法

為了更好地將STEM教育理念融入小學信息科技教學過程中，合理安排教學計劃是關鍵。教師應依據學生的特點和課程標準，精心規劃教學內容和活動。在教學內容規劃上，要注重知識的系統性和關聯性。教師應將信息科技知識與其他學科知識有機整合，形成一張相互支撐、相互促進的知識網絡。教學活動要多樣化且具有針對性。可以采用情境教學、問題驅動教學等方法，激發學生的學習興趣和主動性。同時，教師要根據不同的教學內容和學生的學習情況，靈活調整教學方法和策略，確保教學的有效性和適應性。此外，還需合理分配教學時間和資源，保障每個教學環節都能得到充分實施，使學生在有序的學習過程中逐步提升綜合能力。例如，教師開展“探索漢諾塔原理”教學活動時，先讓學生觀察漢諾塔的構造，引導他們思考怎樣用最少的步驟把圓盤從起始柱挪到目標柱。接著，引入數學中的排列組合知識，讓學生通過計算和分析，找尋移動步驟的規律。同時，結合科學課上學到的力的知識，討論在移動圓盤時力的作用和影響。從工程學角度，鼓勵學生設計一款更容易操作的漢諾塔模型，思考如何改進結構讓移動更輕松、快捷。教師還可融入語文課中的故事元素，講述關于漢諾塔的有趣故事，激發學生的興趣。然后，組織小組合作，一起嘗試完成不同難度級別的漢諾塔挑戰，并要求學生記錄過程中的發現和問題。最后，各小組展示成果，交流在跨學科探索中的心得和感悟。

（四）創新項目任務，提升STEM教育理念融合成效

創新項目任務是提升STEM教育理念在小學信息科技教學中融合成效的有力舉措。教師應精心設計具有綜合性和拓展性的項目任務，引導學生將所學知識應用到實際情境中。項目任務要能夠激發學生的興趣和創造力，培養他們的團隊協作能力和溝通能力。在任務設計中，教師要注重培養學生的系統思維和全局觀念，讓學生學會從整體上分析問題，考慮各個因素之間的關系，制訂合理的解決方案。同時，要給予學生足夠的自主空間，鼓勵他們在完成任務的過程中提出獨特的見解和創新的方法。教師通過創新項目任務，能夠深化學生對STEM知識的理解和運用，提升他們的綜合素養和解決復雜問題的能力，為未來的發展奠定堅實的基礎。例如，教師開展“小型擴音系統”教學活動時，首先可以讓學生分組對擴音系統的原理和組成部分進行跨學科研究。在這個過程中，科學學科的知識能幫助學生理解聲音的傳播、放大等原理；數學學科知識則用于計算一些參數和比例；信息科技學科的知識則用于了解擴音系統中涉及的電子電路和信號處理等方面的內容。其次，各小組根據研究結果，運用工程設計的思維來設計自己小組的小型擴音系統方案。他們需要考慮材料的選擇、電路的布局、結構的穩定性等多方面因素，這充分鍛煉了他們的系統思維。最后，小組開始動手制作擴音系統，在制作過程中會遇到各種問題，如電路連接不順暢、聲音效果不理想等。這時候就需要學生運用所學的多學科知識去分析和解決問題，同時培養了他們的團隊協作能力和溝通能力。

總之，將STEM教育理念融人小學信息科技教學中是時代發展的必然要求，也是培養創新型人才的重要途徑。雖然在實踐過程中可能會面臨諸多挑戰，但只要教師能夠明確目標、提倡探究、合理安排、創新任務，不斷探索和優化教學方法，就一定能夠充分發揮STEM教育的優勢，為學生創造更加豐富、有趣、富有挑戰性的學習環境，激發他們的學習熱情和創新潛力，培養出具備跨學科思維和綜合實踐能力的未來人才，為社會的發展和進步做出積極的貢獻。

參考文獻：

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責任編輯：趙瀟晗