基于STEAM教育理念的Mind+编程校本教材开发与运用

摘要：STEAM教育理念作为一种综合学科背景下的国际性教育思潮，在培养学生动手实践、解决问题能力与创新创造精神等方面具有重要的作用。本文结合笔者主持编写校本教材《Mind+趣味编程》的经验和认识，对以STEAM教育理念为导向的Mind+编程校本教材开发与运用相关问题展开探析。笔者认为，可以采取对校本教材进行系统设计、合理整合STEAM跨学科知识、合理编排教材内容、开发实用的校本教材资源等对策实现教材的有效开发;可以通过活用校本教材、落实多元评价、巧借工具平台、加强应用反思等途径实现教材的有效运用。总之，在校本教材开发与运用过程中，教师要重视融入STEAM教育理念，使之成为Mind+编程教学的一道亮丽风景。

关键词：STEAM教育理念;Mind+编程;校本教材;开发;运用

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2021）S2-0051-04

STEAM教育理念主张跨学科学习，注重融合运用各学科知识，培养学生的综合能力。而当下最受青年少年欢迎的编程软件是Mind+，它作为一款面向对象的可视化编程工具，简单易学，能很好地综合运用各学科知识进行教学，落实STEAM教育理念，提高学生的学科知识整合、创新设计、问题解决等综合能力。然而，笔者通过问卷调查、查阅文献、面谈等方式发现，虽然本地区各小学都开展了Mind+教学，但绝大多数学校仅按照现行的中山市版教材那点“单薄”的内容象征性地开展教学，缺乏系统实用的校本教材。纵观市面上的Mind+教材，还普遍存在缺乏教学设计理念、内容单一（如过分偏重游戏）、未能较好融入STEAM教育理念等系列问题。下面以我们学校课题组开发的校本教材《Mind+趣味编程》为例，对基于STEAM教育理念的Mind+编程校本教材开发与运用这个关键问题展开探究。

STEAM教育理念内涵概述

STEAM教育理念旨在加强科学（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Arts）和数学（Mathematics）之间的联系，其核心是打破学科界限，实现跨学科知识融合。通过知识的情境化，学生综合运用学科知识，创造性地解决实际问题。具体而言，STEAM教育理念强调，不仅仅是学习这五个要素的相关知识，更要注重学习与现实生活的联系，让学生动手完成感兴趣的且与生活相关的作品，学生在这样的过程中获取各学科及跨学科知识，培养学生多方面的认知和技能，增强学生的主动探索精神和创新创造精神。

基于STEAM教育理念的Mind+编程校本教材开发策略

1.对校本教材进行系统设计

（1）校本教材课程目标设定

以STEAM教育理念为指导，在小学开展Mind+编程课程教学，实现跨学科知识融合，培养学生的计算思维和综合能力。这也是学校层面实施核心素养教育的一个新亮点。

（2）校本教材整体内容设计

校本教材《Mind+趣味编程》整体框架分为六个单元，每个单元含若干课时，共22课时，还设计了附录一和附录二（如图1所示）。每个课时列出学习任务要点，设计了“范例”“想一想”“探一探”“练一练”“评一评”等相关内容和环节，既可以让学生迅速明确当堂课的学习重点，又便于他们对自己的学习情况进行检测和评价。同时注意做到前后课时知识的连贯性。例如，第一单元“基础篇”，主要是让学生认识Mind+界面、坐标系统，学会添加删除角色或背景，并会运用动作等模块的指令来设计简单的小游戏，初步培养学生的学习兴趣;第二单元“情景篇”，引导学生结合第一单元知识，主要运用外观模块指令和声音模块指令，联系校园生活实际完成“多彩的舞台”及“我们的运动会”两个作品的创作;第三单元“绘画篇”，引导学生结合前面两个单元学过的指令和知识，主要引用画笔模块指令和侦测模块指令搭建脚本，完成漂亮图案的设计和绘制。前五个单元主要突出动作、外观、声音、画笔、侦测、数据、数字与逻辑运算等模块指令的运用，并将事件、控制等模块指令贯穿其中，最后通过第六单元项目，综合运用前五单元的知识和技能来设计创作作品，使所学内容得到全面巩固。

2.在校本教材中合理整合STEAM跨学科知识

教材注意以学生认知规律为基础，合理整合跨学科知识，融入生活内容促进学生理解（如表1）。例如，第一单元，考虑到三年级学生没有接触过坐标的概念，于是在第1课时加入了坐标系统相关知识点，为后面学习做好铺垫;第二单元可以联系生活，设计自己喜欢的场景;第三单元4个课时都结合美术以及数学知识（画正多边形的方法、时钟旋转角度计算等）;第五单元4个课时都结合数学知识（判断数的奇偶性、加法计算器、求和等），第六单元综合项目“红灯停绿灯行”，既联系了生活，又需要应用到数学、工程、艺术等多个方面的知识。这些内容源于学生的实际，都是他们喜闻乐见的，且有些项目与跨学科知识融合，有一定的挑战性，有利于学生体验编程的乐趣，培养他们的编程思维和综合运用知识解决问题的能力。

3.从学生认知规律出发，合理编排教材内容

（1）遵循由浅入深的规律

如校本教材《Mind+趣味编程》，在内容先后顺序编排上，考虑到了编程所需知识的循序渐进——从基础的编程入门到稍有难度的绘画篇再到难度较大的游戏和算法篇，最后到难度最大的综合项目。

（2）加强编程教材内容与生活的联系

传统的编程教材内容编排大多偏向“纯编程”，与生活脱节，缺乏启发迁移性和趣味性。而让学生通过编程去解决生活中的问题或者引入生活元素融入编程学习，有利于学生理解编程的价值，从而调动他们学习的积极性和主动性，有助于触发学生的想象力，并在此过程中达到知识融合创新的目的。例如，在“红灯停绿灯行”一课中，就是让学生联系生活来创作程序作品的，还设置了拓展性的练习（可以选一个主题来完成，也可自拟主题）：①利用Mind+软件，将平时校园发生的故事制作成游戏，以引起学生的共鸣;②以“校园导游”为主题，介绍校园文化;③以关注班级卫生的“整理教室”为主题创作程序作品;④以提高安全意识的“火灾自护”为主题创作程序作品。

（3）在教材中渗透学法指导

授之以鱼，不如授之以渔。在Mind+编程中，如何引导学生对角色动作或者程序算法进行分析是很关键的问题。教材中介绍了列表法和借助流程图两种很好的方法（如表2和图2所示）。

4.开发实用的校本教材资源

真正实用的Mind+校本教材，应该有STEAM教育理念的支撑，注重融入各学科和跨学科知识;应该是既可以满足教师的教和学生的学，又便于推广分享学习。因此，开发与校本教材匹配的教材资源尤为关键。笔者曾组织课题组老师结合教学实践开发了校本教材系列资源，反响非常好。也就是围绕教材每个课时，准备好课堂实录、教学设计与反思、教学课件、微课、程序作品等配套数字资源，注意在分配任务时将每种资源的评价标准和要求交待清楚，如引入生活元素，与各学科知识融合，渗透德育等，并将资源上传到微信公众号平台分享。

基于STEAM教育理念的Mind+编程校本教材运用

融入STEAM教育理念的校本教材《Mind+趣味编程》主要运用于林东小学电脑社团以及三至六年级各班，教师可根据学生实际选择合适的内容，采取灵活的手段和方法来组织教学。

1.活用校本教材

教无定法，贵在得法。在校本教材应用过程中，教师不宜过分依赖教材，而应深入钻研教材，结合自己的教学实际，对教学作出适当的调整，并灵活运用任务驱动法、分层教学法、合作学习法等多种教学方法，从而更有效地落实STEAM教育理念，实现因材施教。例如，在教学第8课“画正多形（1）”时，笔者没完全按照教材顺序来进行教学（在导入环节演示正多边形），而是先出示漂亮的万花尺图案让学生欣赏，从而激发他们的学习兴趣和求知欲，并提出本课的学习任务。接着引导他们搭建脚本画正四边形、正三角形等（在此过程中注意发挥小老师的帮扶作用），再借助多媒体课件罗列出多边形边数、旋转度数、边数乘旋转度数的积，逐步引导学生小组讨论探究，从而发现规律：360°是多边形外角和的度数，绘制n边形，旋转度数=360°/n。在练习环节还设置了不同层次的练习。又如，在教学第17课时，如果全部按教材来教学，会显得有点单调，而某教师却以“开关灯”的生活实例引入，让学生探究开关状态与开关次数的关系，引出奇数和偶数，再引导学欣赏“开关灯”作品，并创作此作品为课堂教学主线，整节课教学环节非常流畅，生机盎然，课堂效果非常好。

2.落实多元评价

教材每个课时都编排了“评一评”环节，关注到了教学评价。但在实际教学过程中，教师注意灵活采取学生自评、师生互评、小组评价、教师自评等多种评价方式来评价学生课堂表现、作品完成情况、作品融合学科知识点等，努力实现评价内容多元化、评价标准多元化、评价主体多元化，发挥评价应有的功能和作用，让多元评价成为用好教材、落实STEAM理念的一道亮丽风景。

3.巧借工具平台

校本教材部分课时安排了一些拓展性内容（有一定难度，要运用跨学科知识），这些内容如果安排在校时间集中授课一般难以落实，于是笔者利用钉钉平台建立了“Mind+编程社团群”，并将与教材配套的教学资源上传到该平台，方便学生平时在家长监督下进行学习。在这个平台上，师生、家长可交流互动，展示和点评作品，进一步拓展了校本教材资源的应用。

4.加强应用反思

校本教材在应用过程中，难免会出现STEAM跨学科知识融合不合理、知识性错误、編排不科学、语言表达不通顺等问题，而且往往还可以根据教学实际对教材进行优化。因此，教师在使用教材过程中，要注意加强反思，发现教材中存在的问题，提高的改进或优化建议，及时反馈并做好记录，以便对教材进行修订。

结语

本研究以STEAM教育理念为导向，结合笔者的课程开发经验体会，提出Mind+校本教材开发的有效策略，同时还提出校本教材的应用建议。然而，在后续的深化研究过程中，教师仍需要结合教学实践努力探索，不断对校本教材进行修订完善，只有这样才能让STEAM教育理念更好地融入教材、融入教学，从而在促进教师专业发展的同时更有效地培养学生的综合素养。

参考文献：

[1]金元君.创客背景下的校本教材开发研究与实践[D].上海：上海师范大学，2014.

[2]胡卫平，首新，陈勇刚.中小学STEAM教育体系的建构与实践[J].华东师范大学学报（教育科学版），2017.

[3]叶天萍.STEAM课程的五大教学策略[J].中小学信息技术教育，2016.

[4]戴奕雯.利用儿童生活空间开发MIND+德育课程[J].华夏教师，2015.

作者简介：张超金，任教于广东省中山市坦洲镇林东小学，小学信息技术高级教师，黄伟祥名师工作室成员，广东省第三批骨干教师培养对象，广东省信息技术学科带头人，中山市优秀教师，中山市师德标兵，中山市进修学院培训讲师，出版15万字专著《教海探航》，主编校本教材《可视化趣味编程》，在国家省市刊物发表论文20多篇。