STEAM教育理念下小学信息技术教学实践与探索

范竹青

摘要：STEAM理念浪潮下，教育教学方式正发生很大的变革。本文以steam教育理念为依托，以信息技术校本课程《自制噪声监测装置》项目为例，阐述我校开展六年级scratch+物联教学实践中的一些收获与不足，建设性地探索该教育理念下教学创新的实践。

关键词：STEAM教育理念   scratch+物联   校本课程   创客教育

中图分类号：G4 文献标识码：A

前言

国际竞争日益激烈，创新是竞争的核心，培养和提升学生的创新能力是当今教育的核心目标。2016年6月，我国首次将“STEAM教育”写入“十三五”规划，“积极探索信息技术在“众创空间”、跨学科学习（STEAM教育）、创客教育等新的教育模式中的应用，着力提升学生的信息素养、创新意识和创新能力，养成数字化学习习惯，促进学生的全面发展，发挥信息化面向未来培养高素质人才的支撑引领作用。”[1]。迄今五年过去，开展STEAM教育正如火如荼进行，塑造综合型创新人才已成为世界各国教育界的共识。

STEAM教育理念与创客教育

STEM教育内涵包含科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineer）、数学（Mathematics）的教育，是上个世纪80年代美国提出的一项国家教育战略，意在打破学科边界，综合培养学生理工素养。经过一系列发展后融入艺术教育，STEM教育逐渐发展为STEAM教育，直至今日的STEAMs，随着越来越多学科加入，STEAM教育更是发展为包容性更强的跨学科综合素养教育，成为培养学生创新能力、综合素养重要教育理念。

创客教育起源于创客运动与创客文化，伴随着互联网和信息技术的发展，是一种将数字技术融入学校教育、逐渐发展起来的一种新兴教育方式。创客教育的背后是实用主义理论，是一种能力导向的教育。“创客教父”李大维先生是中国第一家创客空间创始人，他说过“创客空间是一个科普高科技的地方，它是把高科技拉到平民化，创客的出现是一种去精英化的过程”。笔者认为，创客教育是将某些现代技术，以一种学生能够理解和参与的方式，呈现在其眼前，进而让学生触摸真实的世界。

Scratch+物联相关介绍

当下，国内兴起一大批图形化编程平台，这些平台大多都是基于scratch内核或谷歌的blockly进行的二次开发，m-designer就是一款这样的软件，该软件由美科科技公司开发，加以配套的智能硬件产品，降低了技术应用的门槛，从而实现“人人都是发明家”的伟大愿景[2]。

本文所指的scratch+物联指利用m-designer图形化编程平台结合mcookie核心模块、功能模块、扩展模块、通讯模块实现计算机与开源硬件通信。mcookie核心板即控制模块，结合拓展板可连接多种传感器，通过USB接口与计算机相连接，利用电脑端生成的虚拟串口上传编程程序至mcookie核心板，进而实现对创意装置的控制。我校在六年级学生中开展scratch+物联的课程教育，意在培养学生利用信息技术解决问题的意识，提升其创新设计的能力。

“自制噪声检测仪装置”教学实践

学生用餐期间存在的讲话声大、纪律差的问题，有悖于文明用餐礼仪，如何解决这一问题？“自制噪声检测仪装置”就是以解决这一真实問题而展开的项目，该项目以STEAM教育理念为指导，让学生从解决实际问题出发，体验声音传感器在生活中的应用，从而培养学生利用信息技术解决问题的意识和能力，全面提升其信息素养。

1、教学情况

（1）教学内容。能够利用mcookie核心板、声音传感器、一定的输出设备结合编程实现项目方案，利用声音传感器是的数据输入，实现输出装置的显示。

（2）学情分析。学生已经掌握了声音传感器工作机制，前面已制作过智能声控的灯装置，具备一定的针对声音数据判断应用的编程基础。

（3）解学目标。学生能够根据指定的方案，选择合适的硬件器材，通过m-designer图形化编程平台与mcookie核心板设定程序实现方案，通过实践体验基于问题解决的项目设计的过程。

（4）教学重点与难点。根据既定的方案，选择合适的器材优化实现方案。

2、教学实践

（1）问题导入

播放一段中午食堂用餐时段视频，嘈杂的用餐环境影响食欲也违背文明用餐的礼仪，长期生活在噪声环境影响听力和大脑神经系统的发育。

提出问题：如何解决这一问题？

学生在教师引导下提出：制作噪声监测装置，提醒用餐同学注意用餐礼仪。

（2）项目分析

自制的噪声监测装置需要实现什么功能？可以借助什么硬件帮助实现？

学生思考装置应该分为两大功能块：获取环境声音值与反馈噪声情况。学生提出利用声音传感器检测环境中的声音大小，用不同的输出设备显示噪声情况。

教师提示：检测装置选择不同的输出硬件，任务难度不尽相同，根据自己的实际情况进行设计选择。教师给出一些输出装置：LED红绿灯、数码管、蜂鸣器……

（3）设计制作

小组合作，三人一组，讨论确定本组要实现的噪声监测装置方案后，细化任务，每位成员完成各自的部分：程序搭建、硬件连接、作品展示主讲，任务执行有难度的成员可在微视频的支撑下完成学习。

（4）测试与优化

程序搭建完成之后上传至mcookie核心板，根据运行效果，调试优化程序。成员们留意项目制作过程中遇到的问题。教师巡视指导需要帮助的小组。

（5）评价总结

小组展示分享本组的装置作品，师生从作品的程序设计、性能效果给出评价与建议，畅想如何进一步优化作品？

教师总结课堂内容，鼓励同学们留意生活动相关问题的解决方法，为进一步优化设计做准备。

（6）课后延生。

问题来源于生活回归于生活，引导学生在用餐时段将装置放在食堂进行测试，实地观察装置性能效果。如何让更多的人注意到噪声监测装置的噪声显示，从而自觉遵守用餐纪律？为打造更美好的校园环境建言献策。

总结与反思

STEAM教育理念下的教学，是有显著学科综合性、问题解决为导向特征的教学。关于情境问题，需要教师精心设计情境问题，问题来源是生活而回归于生活，让学生真正接触真实世界;关于小组合作学习，笔者发现，一味地追求组间同质会导致学习水平低学生在合作学习中的边缘性参与，真正的学习应是每一位学生都学有所获，因此后期笔者适当允许组间差异的存在，学生学习热情大有提升。只有关注学习者的差异性，才能真正做到因材施教;关于教师，STEAM教育理念下的教学要求教师不断探究教学模式，抓住信息时代的机遇，在探索的道路上继续优化教学，为真正实现创新人才的培养而努力。

参考文献

[1]教育部.教育信息化“十三五”规划[EB/OL]http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/201606/t20160622_269367.html

[2]百度百科美科科技公司

[EB/OL]https：//baike.baidu.com/item/%E7%BE%8E%E7%A7%91%E7%A7%91%E6%8A%80%EF%BC%88%E5%8C%97%E4%BA%AC%EF%BC%89%E6%9C%89%E9%99%90%E5%85%AC%E5%8F%B8/20855291？fr=aladdin