基于STEM理念的Python课程开发与应用

李珍珍

【摘 要】为适应我国的教育发展，促进学生学习思维和创新能力的成长，在展开Python课程的教学时，教师应当主动地以情境创建、分组讨论等方法作为支撑，将Python课程与学生的实际生活进行联系，引导学生收获跨学科的知识，发展逻辑清晰的程序性思维。

【关键词】STEM理念;Python课程;学生

STEM教育是伴随课程改革而来的一种新颖教学理念，强调学生在科学、技术、工程、数学等方面的综合技能，同时也体现了对学生学习思维的影响。在初中信息技术学科中，教師通过将STEM教育运用到Python课程的教学中，不仅可以提升初中生的学习兴趣，还可以帮助学生深层理解Python的内容，达到启迪学生思维、提升学生信息素养的教学目的。

一、创设情境，打造趣味导入

STEM教育思想指出教师应当主动地让学生发现问题，从而解决问题。所以，在教授Python课程的内容时，教师不妨利用情境的创建进行趣味导入，引导学生产生思维活动。教师可以结合学生已有的认知经验，以及学生的身心特点出发，为学生提出一些贴近实际生活的案例和感兴趣的小知识，以便激发学生的求知欲望，引导学生主动地发现问题，促进学生思维的活跃。

例如，初中阶段的学生正处于身高不断变换的黄金时期，在课堂中，教师可以先结合学生的身高变化情况，向学生提出“相较于去年，你是否长高了呢？”的问题，让学生主动从自己身体变化情况出发，向教师回答这一问题。结合学生的答案，教师再向学生提出“那么你知道自己的身高变化情况是正常的吗？”的问题，引导学生展开积极的讨论。当学生进行随意的讨论后，学生会沿着问题情境的思路，主动提出“我们这样按照自己的标准去评判，很难形成统一的意见，是否有一个软件可以直接进行测试呢？”的问题，在教师发现学生提出这一问题后，教师顺势为学生引入“Python”的程序语言，激发学生使用Python程序思考如何测试身高成长是否符合标准。

可以看出，教师围绕学生的实际生活，向学生提出一些问题，打造课堂的问题情境，能够让学生基于问题产生探究知识的欲望，从而生成进行Python课程学习的积极性。

二、分组讨论，促进任务驱动

在教师为学生讲解了Python程序语言后，会为学生设定一定的任务引导学生进行实践操作，真正地利用Python程序语言进行问题的解决，然而学生自身的信息素养和编程能力是存在一定局限性的，如果教师单纯地让学生个人进行Python程序的设计，那么势必会减缓学生完成程序设计的进程。所以，为了加快教学的进程，使得学生在独立设计之余，发展合作能力。

比如，在教师向学生讲述了Print（）函数的常用格式，带领学生区分了字符串和数值后，教师为学生设定如下任务：1.使用Print（  ）函数输出3+5;（4+5）×3÷2的表达式计算结果;2.使用Print（  ）函数输出“teacher”;“wang”;“teacher”+“wang”等字符串表达式的计算结果。之后，教师先组织学生展开自主思考，培养学生的独立学习能力，使得学生主动区分“字符串”和“数值”之间的不同。随后，教师再为学生划定合作学习的小组，让学生在小组内进行相互讨论，共同商讨如何进行“字符串”和“数值”的区分，如何有效利用Python完成任务。

显而易见，教师为学生组建合作交流的小组，让学生将自己的想法与同伴进行共享，能够有效强化学生的主体位置，促使学生在与同伴进行信息的交换中，实现合作能力和信息素养等综合素质的成长。

三、程序设计，完成新知探究

学生在进行Python程序语言的理论内容学习后，只能在头脑中建立初步印象，为了帮助学生进行知识的内化，教师应当组织学生进行程序设计，以便将原本抽象的内容转变为具象化的设计任务，使得学生在进行算法的输入中，真正地认识到Python程序语言，找到解决问题的关键切入口，在顺利完成程序编写和运行中，提高对新知内容的探究能力。

以“分析胖瘦”的案例来说，在教师引导学生提出使用Python测试一个人的体重是偏胖还是偏瘦的任务时，教师可以组织学生思考解决问题的步骤，从而让学生完成对程序的设计。具体来说，学生先分析问题的关键是测试体重偏胖、偏瘦，之后，学生根据自己学习的Python程序语言内容，结合自身的程序设计思维特点，进行如下步骤设计：第一步：学生输入weight和height;第二步：计算BMI值=weight/pow（height，2）;第三步：输出体重指数;第四步：判断BMI值，紧接着，学生按照上述步骤进行操作，并自主分析使用if语句进行求解。这样，学生不仅掌握了使用Python进行程序设计的方法，也锻炼了自己的逻辑思维能力，能够在未来的程序设计中更有条理地进行操作。

教师根据提出的程序设计任务，引导学生分析程序设计的步骤，能够转变学生的思维，让学生将原本掌握的理论知识转变为实际的操作行为，从而真正完成对Python程序语言的内化。

四、整合归纳，实现总结提升

在教师组织学生进行Python程序语言的学习后，学生也会产生一定的想法，会对自己的学习过程和学习结果建立积极的思考，而这些反思的内容可以成为学生不断改进自我的有力支撑。因此，在完成教育活动后，教师也要通过巩固练习和归纳总结等方式，促使学生对所学内容进行进一步地强化，提高学生坚持处理和解决问题的勇气。

例如，在学生完成对循环结构知识的学习后，教师可以先根据循环结构的内容为学生设定一些习题，引导学生检验自己的学习成效，使得学生基于实践操作的结果，明确地认识到自己对循环结构知识的认识还存在哪些疑惑，以及自己对for循环的格式等内容是否有疑问等。随后，教师再让学生逐条总结自己本节课学习的知识，如明确循环的次数，我们应当选用for…in…的循环;学会for循环的格式等。之后，教师也可以让学生以小组为单位围绕总结的内容进行相互交流，使得学生结合同伴的话语，回顾课堂学习的过程，切实地反思自己在学习行为上的缺失，以及自己在学习过程中的不足之处，使得学生可以根据同伴的建议，主动地调整自己的言行，以便在之后的Python程序语言学习中作出良好的表现，有效奠定高效的基础。

显然，教师引导学生进行学习成果的检验，组织学生对学习过程进行反思，能够让学生直观地认识到自己在Python程序语言课程学习中存在的问题，促使学生在反思中进行改进，获得成长。

总之，将STEM教育理念渗透到Python程序语言的设计中，能够让Python课程的教学具有方向，使得整体课程的教学目标更加明确，然而纵观当前Python课程的教学实况我们可以看到，存在许多教师不知道如何有效在Python课程中体现STEM教育的现象，对此，作为一线的初中信息技术教师，我们应当主动地探索STEM教育理念的特点，并在Python课堂上找寻落脚点，不断提高Python课程的教学效果。

【参考文献】

[1]崔校义.浅谈优化初中信息技术课堂管理质量的有效策略[J].新课程（中），2019（05）：120

[2]杨华.生本课堂理念下初中信息技术教学[J].新课程导学，2019（17）：72

（江苏省海安市海陵中学，江苏 南通 226600）