STEAM 教育理念下高中信息技术教学探究

李建军 （甘肃省武威市武威铁路中学）

在高中信息技术教学中积极践行STEAM 教育理念，教师需秉承整体性、操作性、情境性、启发性教育原则，通过具有指向性的教育模式，让学生将各个学科知识迁移到全新课程中来，以使学生思维实现更好的发展。

一、STEAM 教育理念下高中信息技术教学原则

践行STEAM 教育理念，为保证STEAM 教育理念的有效运用，结合高中信息技术学科特点，教师需秉承几点教育原则，将STEAM 教育理念优势发挥到最大。

（一）整体性原则

STEAM 教育理念将多个学科进行融合，打造了具有综合化的学习活动。基于该理念教育特点，“整体性”原则即能在教育过程中，充分体现出“跨学科、跨领域”的学习特点。展开来讲，在高中信息技术课程开展期间，教师不仅仅要让学生掌握本课中基本知识内容，还应将所有内容进行扩散，将其他五门学科知识融入其中，构建具有综合性的学习活动，提高学生对其他学习知识的应用能力。基于此，教师需具备较强的“融合意识”，落实整体性教育原则，让学生在学习过程中实现各个学科间“交叉融合”。

（二）操作性原则

高中信息技术与其他学科具有较大的区别，该学科具有较强的实践性，在学生理解理论知识的基础上，还应当学会实际操作。在STEAM 教学理念的运用中，教师应充分突出“操作性”这一原则，不能将课程活动、所学内容局限于理论理解上，以操作实践为主要模式，让学生在不同实践情境中反复认识、打破框架，将工程、技术、数学、艺术等学科作为教育抓手，在不同操作情境使得学生实现经验重组，对信息技术产生“理性认知”。

（三）情境性原则

在STEAM 教育理念中，知识技能的获得，由学生与问题间的互动诞生。提出问题、作出假设、实践操作、验证猜想、构建框架，是一个完整的思维流程。但学习问题的产生需要设定一个与之相连的情境，通过某种情境诞生学习问题，从而实现深度探究。基于此，在运用STEAM 教育理念展开教学活动时，教师需基于实际情况，为学生构建相对应的学习情境，以情境带动学生意识，进而展开“有意义的学习”。

（四）启发性原则

高中阶段的信息技术学习难度较高，大部分课程会对外延伸拓展，让学生在操作与实践中，了解更多课本外的信息技术。STEAM 教育理念的运用中，教师可遵循启发性原则创设信息技术学习项目，可将学习内容分解处理，呈现“递进式”的学习模式，随着问题的加深逐渐启发学生思维；还可基于课程整体目标，充分把握教学项目中的难点，围绕学习项目设计具有启发性的学习问题，以多学科整合让学生掌握综合应用技巧，在解决问题中达成教学目标。

二、STEAM 教育理念下高中信息技术教学策略

（一）跨学科融合，发展学生横向思维

对比多项教育理念，STEAM 教育理念更加注重学生综合素养的培养，多个学科的整合让学生能力实现全面化的提升。跨学科作为该理念独有的教育特点，教师便可基于理念这一特性适度延伸教学内容，以实际教学活动让学生将不同学科及领域的知识进行融合，使得学生在一项学习活动中实现多项能力的提升，促进其横向思维的发展。基于此，教师应立足教学实际对教材资源科学开发，加大对“学科”与“技术”的融合策略，全方位地提升学生的学习能力，实现教育理念的有效落实。

例如，在粤教版高中信息技术必修1 数据与计算中4.1《程序设计语言的基础知识》一课，该课时重点知识点为“Python 的常量与变量”“Python 的数据类型”“Python 的运算符与表达式”“Python 的函数”思想内容。从知识结构视角出发，通过前期学习，学生已经掌握了基础的“设计算法”，本课在原有基础上延伸了“编写程序”知识内容。在STEAM 教学理念的运用中，立足教材实际情况及学生实际情况，本课教学重点在“理解变量的数学意义”与“知道Python 语言中常见函数的用法”。

基于学生的前期学习经验，教师可以学生所熟知的“数学知识”作为新课导入。比如，让学生运用程序求解“圆形面积”，并为学生准备不同面积数值，如“半径为4cm，面积=？”“半径为7.35m，面积=？”让学生利用前期的算法展开学习，意识到“根据不同题目要求需要反复修改程序”。随后，教师便可引出“常量”与“变量”两个要点，结合数学知识让学生得知“常量”为：程序运行过程中，其值不能改变的量；“变量”为：程序运行过程中，可以改变的数值。借助学生熟悉的数学知识了解课程重点，有效运用STEAM 教育理念中的跨学科特点，以交叉融合式学习提升课堂教学效率。

（二）实践性活动，合作学习积极参与

高中生具有较强的探究思维，其对学习内容具有“自主权”。在运用STEAM 教育理念时，教师要明确自身的角色定位，落实“实践性”教育原则，加强对教学进度的把控，使得学生积极参与到课程活动中来。合作学习活动的构建，需要教师向学生讲解本课的基础学习内容，让学生了解基础学习内容，以此为“跳板”让学生展开更深层次的学习。综合多种情况而言，采取合作式学习活动，合作学习能保证学生学习目标一致，在合作学习的过程中，学生会针对问题交流结果，学习能力也实现了逐步提升。

例如，在粤教版高中信息技术必修2 信息系统与社会3.1《信息系统与外部世界的连接方式》中，在该课时学习中，主要为后续学习模块中的《网络基础》奠定技能准备。本节课程具有较强的人文气息，其将培养学生信息素养设为基础目标，以知识技能为载体，通过项目化学习让学生独立开展自主、协作、探究学习，充分了解信息系统与外部世界的连接方式，感知物联网的传感与控制机制。在合作学习项目的构建中，教师可基于“共享单车”与“京东无人超市”两个社会资源，视为学生合作学习主体。基于这两个学习项目，教师可让学生在小组学习中，收集数据资料及新闻资源，让学生初步了解信息系统与外部世界连接方式，结合实际生活科学探究所学知识。除此之外，在学生交流学习的过程中，教师需让学生独立讲述“物联网的概念及其特征”，以夯实学生的学习基础，让其能充分了解物联网信息系统的传感与控制机制，以合作学习的模式完成本节课程活动，在实践、合作学习中达成学习目标。

（三）设学习情境，推行个性化教学

基于STEAM 教育理念，教师为学生设置具有情境化的教学活动，需要从多个视角出发，学会打破传统教学模式的局限性，实施“1+n”的学习策略，不再讲授传统孤立、独立的学习知识，而是将信息技术知识与实际生活、其他学科结合，借助实际问题及真实情境，增强学生学习的趣味性与挑战性，以情境调动学生对知识内容的探究兴趣，以强化对信息技术的应用能力。基于此，在教学设计环节，教师可基于STEAM 教育理念为学生构建别样的教育情境，让学生在情境中探讨知识、运用知识，推进个性化教育学习，激活学生的学习兴趣。

例如，在粤教版高中信息技术选择性必修1 数据与数据结构1.2《对实际问题的数据抽象》一课，本课学习内容共包含“抽象问题中的数据”“ 分析数据之间的关系”“建立数据模型”三个内容，要求学生能结合实际生活，从问题中抽象出一个适当的“数学模型”，并为其设计一个解决数学模型的算法，尝试编写一个完整的程序。在数学模型的建立中，基于STEAM 教学理念，教师可基于学生其他学科经验，创设简单的学习情境。如将“鸡兔同笼”思维数学模型，让学生了解到该数学模型为“一元二次方程组”，设计一个算法解决此方程组，并编程实现，就解决了这个问题。通过熟悉的数学知识迁移，基于STEAM 教育理念，教师可将课程知识与实际生活结合，为学生创设具有生活化的学习情境，以情境激活学生的学习思路。以“超市数据”为例，教师可为学生距离说明问题解决的目标。如：调查问卷中要设置什么问题？设置问题的依据是什么？设置这些问题可收集什么数据？整理后的同卷数据以什么形式呈现？等，以“超市客户”为特定的数学模型，让学生通过分析数据定位超市经营的策略。除此之外，教师还可让学生灵活调整视角，从不同视角出发，鼓励学生“举一反三”，通过趣味学习推进个性化教学，以进一步激活学生信息技术的应用能力。

（四）创探究项目，积极践行STEAM 理念

在STEAM 教育理念的落实中，教师可基于高中信息技术教学活动，为学生创设具有探究性的学习项目，以项目化学习实现跨学科、综合性教育活动，实现STEAM 教育理念的有效运用。在项目化学习的构建中，教师可基于本课或本单元所学内容，为学生创设一个简单的学习项目，并对项目内容进行创新与调整，将“实践、操作、运用”融为一体，更好地调动学生积极性，以项目化学习加深其对信息技术的理解，更加全面地掌握所学知识，有效提高教育成效。

例如，在粤教版高中信息技术必修1 数据与计算中3.1《体验计算机解决问题的过程》中，本课活动内容上连接了上一章节，是数字化学习的具体表达，同时也作为今后学习编程的学问铺垫与技能预备。在STEAM 教育理念的运用中，教师可基于教材中“项目范例——设计从A 市到B 市耗时最少的旅行路线方案”构建探究学习项目，通过项目探究掌握基础算法，并了解“人工解决问题”与“计算机解决”问题的过程。在课程初始环节，教师可出示数学问题，以“铁路、汽车客运、航空”为例，让学生人工计算出耗时最少旅行路线。在学生计算结束后，教师便可开展第二环节，引导学生回忆已有学习经验，带领其探究“计算机解决问题的算法”，初步引出“算法的概念与特征”，并鼓励学生尝试运用恰当的描述方法和控制结构表示简单算法。在学生了解本章基础概念及学习内容后，教师可将学生划分成4 ～5 个学习小组，并为学生设计参考主题，提供“设计从A 市到B 市交通费最少的旅行路线方案”“设计从A 市到B 市路程最短的旅行路线方案”“设计从A 市到B 市交通费大约相同且耗时最少的旅行路线方案”三个内容，各小组根据项目选题，参照项目范例的样式，利用思维导图工具，制定相应的项目方案。在这一学习过程中，巧妙地将工程、数学、技术融合进课程活动中，通过基础算法的运算，学生参考教材中的案例示范，认真思考并讨论项目内容，共同制定可行性的项目方案，在不知不觉中实现STEAM 理念的有效运用，促进信息技术教育课堂质量的提升。