STEM课程开发中学生探究能力的培养与实践

程然

【摘要】STEM理念支持下的无人机课程是利用跨学科知识，对无人机教育方式进行重新思考和整理设计的课程，能够将最新的飞行科技与现代工艺，以及教育思想、匠人精神、合作品质等进行整合，从而强化学生对无人机学习的质量，助力学生探究能力的发展。

【关键词】STEM课程;无人机;信息技术

STEM课程起源于美国，强调跨学科和动手实践操作的教学形式，这与我国打造创新型国家的发展方向是相适应的。无人机是STEM课程的重要领域，为了促进STEM课程的落實，有的学校将飞大疆看作无人机创客教育，有的学校将几十年的航模教育模式照搬出来当作STEM课程。显然，这些模式在设计工艺和教学理念等层面已经落后于当前社会的发展需求，不能促进学生探究能力的发展。而随着现代社会的不断进步以及信息化趋势的不断加快，传统对学生进行技术培训的形式已经不能满足国家发展的需要，创新能力、探究能力以及综合素养等方面成为人才评判的最新标准。所以，教师有必要在深入分析STEM课程理念中切实打造有效的无人机教学方式。

一、健全各项准备，做好课程前提

在开发STEM课程时，为了让课程更有条理地开展，使学生探究能力的培养可以有条不紊地落实，教师有必要做好教学准备的工作，奠定施教的基础。在一般的信息技术课程教学前，许多教师认为提高教学成效的关键是在课堂，因此常常忽视备课的过程，只在课堂上针对学生的反应给予反馈，以至于经常呈现出手足无措的状态，造成最终信息技术课程教学质量的不理想。所以，为了更好地在无人机的教学中体现STEM课程的优势，促进学生探究能力的成长，打造出多学科融合的状态，教师应当在施教前进行多元素准备，从而奠定教学基础。

例如，在组织学生参与无人机的STEM课程前，教师先对学生的学习情况进行分析，指出学生对无人机内容的知识储备情况，学生的动手实践操作能力发展情况，学生是否有过无人机的制作经验，以及学生喜爱的无人机学习方式等，并将此作为施教的基础。紧接着，教师对无人机的教学内容进行分析，明确电脑作图和激光雕刻机的使用，以及无人机木板切割和零件分类，无人机的机架结构等是课程的主要知识。随后，教师进行教学目标的设计，指出最终期望的教学状态，以及学生需要实现的智力和能力成长方向等。之后，教师再安排无人机教学的活动，增强教学的针对性。最后，教师根据之前的分析和安排，为学生准备上课时需要的课件和材料等，如课堂施教的PPT、电工工具箱、飞行配件元件等，为学生有序完成无人机的开发和探究能力的发展奠定基础。

可以看出，教师在展开无人机的教学前，对教学对象、教学内容、教学活动和材料等进行准备，做到心中有数，更有条理地展开无人机STEM课程，促使学生按部就班地进行无人机内容的学习，从而在教师的健全准备下实现探究能力的有效成长。

二、注重灵动展示，刺激探索欲望

基于STEM课程对学生进行探究能力的培养时，如果教学形式相对灵动，学生会轻易地转移自己的目光，主动地进行课程内容的探索;而当教学形式单一和枯燥时，学生会在课堂的一开始就丧失进入课堂的动力，以至于探究能力得不到有效的培养。所以，为了增强学生对无人机进行深究的意愿，使学生基于无人机的学习实现探究能力的发展，教师有必要在进行无人机的教学时，为学生设定灵动的导入模式，以便激发学生的探索欲望。

比如，在向学生介绍无人机之前，教师先使用多媒体为学生播放介绍无人机的动态视频，以便学生基于不同种类的无人机形成直观的感受，生成探究的主观意识。在课堂上，教师先为学生播放准备好的无人机介绍视频，让学生通过对视频的观看，认识到无人机的分类和基本结构，以及无人机在当前社会的广泛应用等，引导学生认可探究无人机制作方法的实用价值。在视频播放结束后，教师可以在视频的末端制作一个无人机虚拟动画形象，并借由这一动画形象之口说出“让我们一起来做一个无人机吧！”的话语，引导学生产生制作无人机的欲望。随后，透过这一欲望，学生顺势思索“要制作哪一个种类的无人机？”“如何进行无人机的制作？”等问题，沿着这些问题产生探究的思路，从而在不断解决问题中完成对无人机制作方法的学习，实现探究能力的有效提升。

显而易见，教师在导入环节进行灵动资源的展示，能够有效调动学生的学习欲望，让学生主动生成进行无人机探究的主观意愿，使得学生产生探究的思路，明确探究的方向，从而在问题的分析中切实提高解决问题的能力，体现出STEM课程在培养学生探究能力上的教育优势。

三、展开团队合作，实现有序操作

个人的能力是有限的，集体的力量是无限的。学生在对无人机进行自主探究时，个人能力是有限的，对无人机知识的掌握程度是较低的，在进行无人机的搭建时，有许多项目是学生依靠个人的能力无法完成的。而展开项目合作是当前社会的发展趋势。因此，为了更好地促进学生探究能力的成长，让学生在独立探究之余拥有合作探究的机会，教师可以为学生创建团队合作的空间，促使学生集中各方智慧，共同探索无人机机架的拼装和配件的安装等，实现有序操作。

就拿无人机的机架拼装来说，教师先组织学生探究无人机机架的基本结构，让学生认识到无人机是由哪几部分组成的，以及这几部分应当如何进行组装等。之后，教师根据之前的教学观察，对学生的情况进行分析，指出哪些学生对无人机机架结构的掌握程度较好，哪些学生对无人机的机架机构掌握程度一般。此外，教师可以结合以往课堂上学生表现出的动手实践操作能力，对学生进行进一步的定位和分层。随后，教师按照优势互补的原则，安排各个小组的人员，使学生之间具有一定的差异性。紧接着，学生在小组中进行合理的分工，不同的学生负责相应的任务，如对机架结构掌握程度较好的学生可以负责拼装细节的任务，以便保障整体拼装活动有序落实。

不难看出，教师围绕学生的不同能力，按照互补性的原则进行合作学习小组人员的安排，能够让各个小组的学生都合理地展现自己的长处和优势，使得学生在无人机制作活动中找准自己的位置，彰显自己的优势，从而促进自身合作探究能力的有效提高。

四、融入竞赛元素，活跃学习氛围

兴趣是学生获取知识，发展能力的强大动力，也是推动课堂活动顺利展开的必要条件。而趣味性是STEM课程中不可或缺的元素，也是调动STEM课程活力的“调味剂”。初中无人机课程开展的目的之一就是让学生对无人机的学习产生浓厚的兴趣。这就要求初中信息技术教师在教学形式和教学内容上进行趣味性的创建，以便调动学生的学习积极性，进而收获事半功倍的教育成效。因此，在组织学生进行无人机的学习时，教师应当主动将竞赛等游戏活动设定为教学形式，激发学生参与无人机学习的动力。

以团队协作安装无人机配件的教学来说，在引导学生以小组为单位进行无人机配件安装方法的学习和测试后，教师创建竞赛游戏，进一步强化学生对无人机配件安装方法的熟练程度。首先，教师为学生讲述游戏的基本规则：学生以小组为单位参与比赛，最先完成配件安装任务且全部安装正确的一组获得游戏的胜利。随后，教师组织学生按照既定的游戏规则来展开活动，从而在紧张、刺激的游戏氛围中增强参与配件组装活动的积极性。

通过游戏活动的设计，学生参与无人机学习的积极性被极大地调动起来，也会为了获得游戏的胜利而主动进行无人机配件安装方法的探究，从而满足STEM课程中对学生探究能力的要求，使得学生在获得学习动力的同时，实现探究能力的有效成长。

五、重视结果呈现，收获学习成就

在STEM理念指导下，教师组织学生学习了无人机的内容后，学生也会制作一定的成品来反映学习的效果。所以，初中信息技术教师应当主动地利用学生制作的无人机来展开结果呈现的环节，让学生围绕自己制作的无人机，向其他同伴讲解自己的学习过程和探究过程，使得其他学生在理解的基础上提出建议，帮助学生进行改进。此外，通过结果呈现，学生也会获得一定的成就感和满足感，从而坚定学习无人机的信心，在未来的学习活动中仍日保持对无人机进行探究的积极性。

例如，教师在组织学生完成了无人机配件的安装后，引导学生熟悉遥控器，并利用电脑进行仿真飞行模拟。随后，教师为学生创建结果展示的平台，让学生讲述自己学习无人机和制作无人机的过程，并将自己做好的无人机进行展示，让其他学生进行直观的认识，以便收获成就感。紧接着，教师组织学生展开评价活动，使学生根据同伴的评价意见获得改进的方向，在不断精进无人机安装技术中，提高探究的成效。

显然，教師引导学生进行结果的呈现，并组织学生围绕最终制作的无人机进行互评，能够让学生在获得成就感之余，认识到自己的问题，并在明确的改进意见中进一步深究，从而发展探究能力。

总而言之，在信息技术课程教学中，教师引导学生利用椴木木板设计、制作卯榫结构无人机，组织学生将遥控飞行系统引入无人机之中，并让学生进行无人机外形的美化设计，能够有效融合美工、电工等多个工种，促进学生将多个技能进行整合，从而让学生基于STEM课程实现应用一张木板飞上天的梦想。

【参考文献】

[1]邱书涵.初中信息技术高效课堂的建设探讨[J].名师在线，2020（ 11）：29-30.

[2]邢春娇.关于初中信息技术课堂中学生自主探究能力的思考[J].天天爱科学（教育前沿），2020（ 04）：188.