基于STEAM理念的初中信息技術教學設計

【內(nèi)容摘要】在我國基礎教育改革期間，綜合教學與分科教學成了教育探索與研究的重點。同時也有很多專家學者逐漸意識到了我國現(xiàn)階段初中教學過程中信息技術教學所面臨的問題與挑戰(zhàn)。雖然說學生在面對考試題目時能夠游刃有余地進行解答，但是在面對實際問題時往往就會有力不從心的感覺，缺乏一定的創(chuàng)新能力。而STEAM教學理念是培養(yǎng)復合型人才的一種跨學科教學手段，不僅能夠提高學生的綜合能力，還能夠強化學生的思維能力與創(chuàng)新能力。因此，本文從STEAM理念出發(fā)，對初中信息技術教學設計進行了深入研究。并以STEAM教學理念為指導，展開信息技術教學設計，同時結合實際情況設計具體案例，以此促進信息技術教學的有序開展。【關鍵詞】STEAM理念

初中信息技術

教學設計前言近幾年來，我國制定并頒布了《普通高中信息技術課程標準》，該標準中對信息技術課程的教學目標、教學內(nèi)容、課程實施以及教學評價等方面均提出了新的要求，同時也將信息技術課程教學推入到一個新的發(fā)展階段當中。但是從當前初中信息技術教學現(xiàn)狀層面來看，存在著教學目標不具體、教學方法單一等問題，所以在初中信息技術學科教學中逐漸滲透新的教學理念，探索新思路顯得尤為必要。而STEAM教育理念一經(jīng)出現(xiàn)就引起了眾多學者的重視及關注，并且STEAM教育理念的發(fā)展與成熟也在一定程度上為我國基礎教育改革提供了發(fā)展思路，所以將STEAM教育理念與初中信息技術教學相融合對于初中教學而言是培養(yǎng)新型人才的有效途徑。一、初中信息技術教學存在的問題首先，初中階段在開展信息技術教學時缺乏具體的教學目標，而教學目標的模糊、不具體會導致學生在完成課后作業(yè)時積極度不高，甚至課后作業(yè)的完成率極低，導致學生本身也無法確定自身的學習目標，所以在學習時會逐漸失去動力，甚至產(chǎn)生一定的抵觸情緒。其次，初中信息技術教學與實際生活相脫離。由于信息技術課程是一門實踐性較強的應用課程，與學生們的日常生活有著息息相關的聯(lián)系。特別是在信息技術飛速發(fā)展的時代下，人們的學習與生活中隨處可見信息技術的蹤影①。但是傳統(tǒng)的信息技術教學方法過于重視理論知識教學，并未與實際生活建立聯(lián)系，以至于很多學生錯誤地認為信息技術課程是沒有實際作用的，所以學生的學習興趣較低，且學習效果也非常不理想。最后，教學方法相對較為單一。目前初中信息技術教學就是以傳統(tǒng)教學手段為主，教師為教學主體，口頭講述與黑板板書為主的教學形式，導致學生始終處于被動接受的地位。雖然說可以在課程上得到一定的鍛煉機會，但是卻因?qū)處煹囊蕾囆暂^大而失去了自主學習的空間。二、基于STEAM理念的初中信息技術教學設計本文選擇ADDIESE設計理論作為基礎，嘗試著構建一個基于STEAM理念下的人工智能模塊教學設計，該設計中包括以下幾大要素：STEAM整合目標設計、教學內(nèi)容設計、教學活動開發(fā)設計、教學活動實施設計以及教學活動評價設計等。1.設計教學活動模型ADDIE模式是現(xiàn)階段系統(tǒng)化教學設計中廣泛應用的一種模式，主要包括：分析、設計、開發(fā)、執(zhí)行以及評估等五個階段。其中分析階段的任務就是對教學目標進行確認并完成學情調(diào)查以及環(huán)境分析等;設計階段則是對信息技術的學習內(nèi)容、每一個階段所需要達成的目標、教學方案以及評價方式等進行設計;開發(fā)階段是以選擇合適的教學模式為主，并開發(fā)一些必要的圖形及動畫，擬出相應的評價題目及活動;執(zhí)行階段需要選擇出確定數(shù)量的學習者，完成教學內(nèi)容的測試，并收集結果反饋完成教學活動優(yōu)化;評估階段主要是改變學生的空間及適用性，可以通過問卷調(diào)查的方式來了解和改善學生，并判斷學生是否進步②。2.確定教學活動要素（1）STEAM整合目標設計所謂的教學目標實際上就是學生通過參加教學活動后從中得到的成長預期。由于過去的教學目標為三維目標，包括過程與方法、知識與技能以及情感態(tài)度價值觀。一般來說教學目標不僅是教學活動的起點，同時也是學習活動的基礎，所以在STEAM整合目標設計前提下，需要將人工智能模塊設計作為促進學生STEAM學習的重要載體，同時教學目標的設計需要在STEAM基礎上形成二維矩陣。實際上STEAM教學理念下的教學目標設計并非是按照常規(guī)分科條件當中的教育價格為核心進行設計的，而是結合實際課程學習環(huán)境，并按照課程模塊內(nèi)、活動以及情景等整體設計中所構建出來的。（2）教學內(nèi)容設計在開展教學內(nèi)容設計需要從活動內(nèi)容和活動流程兩個方面入手。從活動內(nèi)容展開設計時，第一，任務設計。以STEAM整合方式為基礎，選擇慧魚機器人為案例，幫助學生了解機器人主要電子元件，并在掌握可以適用于知識性STEAM整合;并在對慧魚軟件進行編程時，可以通過設計以解決問題為基礎的教學活動，確保STEAM整合項目能夠為初中信息技術教學活動提供主線。第二，規(guī)則設計。就對于具體的任務展開細化設計，教師或?qū)W生在參與活動時的權限設置;以及活動期間發(fā)生突發(fā)狀況的應對機制等③。第三，分工設計。目的就是對學生以及教師在教學活動過程中所負責的任務及扮演的角色展開具體的規(guī)定。第四，工具設計。在STEAM整合人工智能模塊教學活動當中，需要設計出虛擬現(xiàn)實教學活動中的AR、VR眼鏡等合成工具和3D打印機等。從活動流程方面來說需要幫助教師在相對輕松的教學活動當中保證教學活動方向處于計劃內(nèi)，避免因情況差異導致教學活動偏離計劃。（3）教學活動開發(fā)設計基于STEAM教育理念基礎上的人工智能教學活動開發(fā)設計一般包括教學環(huán)境、活動支架以及教材開發(fā)等。其中教學活動開發(fā)的主要目的就是為教學活動的開展場地提供軟件及硬件建設，而本研究的教學活動環(huán)境主要是指空間實體環(huán)境與數(shù)字化環(huán)境;教學活動支架開發(fā)是為學生及教師在開展教學活動期間提供可以構建任務、劃分規(guī)則以及分工的具體工具，例如：任務清單、項目表格等。教材開發(fā)是教學活動過程中會涉及大量的知識要點講解材料，一般教材的內(nèi)容是多種多樣的，既包括文檔形式，也包可以微課視頻與多媒體課件等;可以是線上也可以是線下，目的就是為學習者提供更好的自主學習條件。（4）教學活動實施設計教學活動的實施就是將新理念設計中的教學活動實施的整個過程。在實施期間需要根據(jù)具體的學情調(diào)查、課堂表現(xiàn)、活動參與積極性以及對問題情景的理解程度的調(diào)整。STEAM教學理念當中包括多種教學模式，例如：情景化教學、項目式教學、合作小組教學、問題教學、認知學徒制以及探究式教學模式等。作為信息技術教師可以從中選擇出適合信息技術課程且符合學生特征的教學模式。（5）教學活動評價設計一般來說，教學評價活動的主要目的就是考查教學活動后，學生的適用性及需要從哪些維度來改善和優(yōu)化教學活動設計。同時教學活動設計也是評價學生與教師參與教學活動情況的主要依據(jù)。課程評價模型包括：團隊協(xié)作、創(chuàng)造力、問題解決、學習動機、工程應用、基礎學科以及自動識別科學技術元素等維度。三、基于STEAM理念的初中信息技術教學設計案例以知識型STEAM整合方式為基礎，將人工智能模塊與STEAM教學方式進行整合，并以傳統(tǒng)的知識型傳授模式為核心。選擇的LEGO作為硬件裝備SCRATCH作為軟件裝備，以此來設計出一個可以滅火的小車。學生方面需要對該案例的相關知識進行學習和掌握，例如：熟悉SCRATCH程序界面操作、掌握一定的LEGO組建經(jīng)驗。該教學案例的時長設置為90分鐘。1.活動流程第一，情景導入（5分鐘）：選擇滅火場景開展分組實驗，學生通過實驗了解二氧化碳如何在燃燒的蠟燭上致使蠟燭熄滅，以此為基礎促進學生知識拓展，通過講述“火三角”三元素以及燃燒不同分類怎樣利用三元素滅火;而后讓學生通過思考與探討來闡述二氧化碳滅火原理。第二，滅火小車的搭建及程序設計（30分鐘）：將小組學生及一步分為搭建組與程序設計組。先以老師講解為主，而后讓學生動手操作，最后開展問題答疑。第三，小車滅火實踐（40分鐘）：教師通過知識闡述的方式進行講解，學生按照教師的講解內(nèi)容來搭建和設計程序代碼，最后教師需要對學生在實際操作過程中產(chǎn)生的典型問題進行解答。第四，案例成果發(fā)表（15分鐘）：教師選擇出典型的案例，讓學生進行發(fā)表。發(fā)表的內(nèi)容包括：任務分析、搭建與運行演示、問題的解決及反思，教師與學生發(fā)表內(nèi)容的評價與總結。2.任務說明表學生根據(jù)任務說明表中的任務描述及數(shù)據(jù)記錄等內(nèi)容進行操作，幫助學生在實踐過程中能夠一直圍繞著計劃展開。3.活動評價本案例的人工智能教學活動是以知識型STEAM學科整合為基礎，所以知識和技能都是評價重點。評價方