基于STEM理念的高中信息技术课程设计.docx

?

?

基于STEM理念的高中信息技术课程设计

?

?

廉文如宁晓芳张明明

摘?要高中信息技术课程旨在培养学生的信息素养，以帮助其更好地适应未来信息社会。STEM教育注重通过跨学科教育培养学生在真实情境中的问题解决能力和实践能力，有利于高中信息技术学科核心素养的培养。以“算法与程序实现”为例，从设计思路、内容设计和课例设计三方面对融入STEM教育理念的课程教学设计进行探究。

关键词STEM教育;高中信息技术;学科核心素养;课程设计

中图分类号：G632.0??文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2021）11-0081-03

1?STEM教育与信息技术学科核心素养

我国核心素养的发展起步较晚。2016年9月发布的《中国学生发展核心素养》明确了学生应具备的必备品格和关键能力。2017年发布各学科课程标准，其中《普通高中信息技术课程标准》中明确提出信息技术学科核心素养为信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任。

为了应对社会对综合型人才培养的要求，STEM教育理念受到广泛关注。2010年左右，STEM教育理念传入我国，并因其培养学生解决真实问题和创新等适应未来社会的能力素养而逐渐受到重视。STEM教育鼓励学生将多学科知识有机融合以解决真实问题，尽可能多地获得各学科知识并内化为自身能力[1]。信息技术学科教学通常以学生已有学习和生活经验为切入点，在使用信息技术解决真实问题的过程中发展学生的计算思维，增强其信息社会责任。

2?STEM教育理念下的“算法与程序实现”内容分析

2.1?从课程标准的角度分析

根据新课标要求，“算法与程序实现”部分要求在之前学习的基础上，可以使用算法程序解决真实生活问题，在解决问题的过程中深入体会真实问题抽象化的过程，了解算法的特征，掌握算法编程的应用与优化。

2.2?从教材内容组织的角度分析

2.2.1?培养学生算法解决问题的思维?“算法与程序实现”以问题为主线，要求学生可以使用编程解决;理解穷举法和排序法等基本算法思想;能够掌握解析法、递归的算法思想，能够用数学模型帮助问题的解决。

2.2.2?培养学生的综合素养?在STEM视角下的“算法与程序实现”教学中，学生从真实的问题情境出发，通过搜集资料、分析问题、讨论解决方案以及方案的实施等整个过程中，积极参与学习活动，充分思考并在问题解决中发挥自身能力。学生在思考交流、动手实践中习得各种知识、技能，学会多学科知识内容的迁移应用。

3?STEM教育理念下的“算法与程序实现”内容设计

3.1?设计思路

3.1.1?设计课程内容?信息技术课程教学强调学生在解决问题的过程中能够有效处理数据信息、熟练使用信息技术软件，培养学生的信息素养。在信息技术课程中，程序设计的内容难度较大且抽象。从学生认知发展水平来看，信息技术课程内容应结合学生生活经验和生活情境[2]，让学生体会使用编程解决问题的简便快捷。通过程序设计的过程，提升学生信息技术学科素养，体会计算机、人与社会的关系。

3.1.2?设计课程内容结构?信息技术课程教学内容多与当前社会所需技术相关，如之前学习的Word、Flash等技术软件，目前热议的掌控板、3D打印等内容。在信息技术课程内容结构方面，以学生思维培养为目标，以技术工具的教学为依托，进行课程内容的结构设计。在“算法与程序实现”中，可以以编程软件的使用为基础，以问题解决的实践探究为中心环节，以学科核心素养为根本目标，进行课程内容设计。

3.2?内容设计

在“算法与程序实现”中共六节内容，前两节为算法方法的讲授，中间三节为基本算法程序的讲解，还有一个综合活动的内容。各小节内容首先通过真实问题的内容分析、设计算法、编写程序和调试程序得到问题解决，提出本节所学内容的概念和基本思路等，最后通过实践练习巩固知识。

3.2.1?问题设计?在真实情境下学习到的知识，可以灵活迁移到其他问题的解决。STEM课程中的问题情境来源于真实场景，学生需要运用多学科知识、跨学科思考以解决实际问题。在STEM课程中，学生是课堂的主体，通过小组协作讨论等活动，综合考虑问题的方方面面，解决真实情境下的问题[3]。在此过程中，学生运用多学科知识小组协作真实解决问题，培养跨学科思考、协作学习和问题解决的能力。

3.2.2?内容设计?基于STEM理念进行“算法与程序实现”的教学设计，以真实问題导入，学生通过任务驱动、小组合作探究解决问题。将每小节问题引入和学生的知识背景或生活经验联系，开展教学和合作探究，具体内容见表1。

3.3?5E教学模型

5E教学模型是STEM教育在与其他学科整合过程中形成的，包括参与（Engagement）、探索（Exploration）、解释（Explanation）、阐释或延伸（Elabor