基于“创客+STEAM”教育的信息技术教学实践与探索
廉欣 李博
21世纪是信息高速发展的时代，知识和技术更新发展十分迅速，科技创新的作用愈加凸显，新时代迫切需要创新型人才。近些年，基础教育领域已经意识到这一现状，愈加重视学生核心素养的培养，愈加重视创新教育，因此，steam教育、创客教育这类创新的学习模式应运而生。
● 开展“创客+STEAM”教育的缘由
STEAM教育主张多元学科知识的整合，从而培养能够综合运用多学科知识解决实际问题的复合型人才。创客教育强调实践创造，利用各种工具动手实践自己的想法，自主制造并快乐分享。笔者在这两种创新教学模式的实践探索中，发现这样的实际情况：单纯的STEAM课程更注重融合多元学科知识，能让学生更全面掌握知识，但对学生动手实践创造力的培养稍显薄弱;单纯的创客课程更注重学生的实践创造能力，但缺少多元学科的理论支撑。由此看来，虽然二者都提倡创新实践，但STEAM教育注重的是跨学科的“知识融合”，创客教育注重的是动手实践，而信息技术学科作为一门科技创新和实践性很强的综合学科，在开展STEAM教育和创客教育的课程方面有着很大的优势和价值。基于以上思考和具体实践，笔者在信息技术课程中将创客教育和STEAM教育进行有机融合，以便更好地开发新型教学模式，更高效地培养学生的创新意识和实践能力。
● “創客+STEAM”教育的实施过程与实践结果
笔者认为，构建基于“创客+STEAM”教育理念的信息技术课程，应注重培养学生多学科综合应用的能力，鼓励学生动手实践，树立创新意识。在教学中，将创客教育与STEAM理念引入信息技术课堂，引导学生进行自主学习，在信息技术课堂中融合各学科相关知识，培养学生综合运用各种软硬件工具来解决问题与“造物”的能力。在这种思维模式下，信息技术课堂成了一个载体，教学模式不断发展和完善，教学内容也伴随着师生的实践探索而不断深入与拓展。
结合学校的实际情况，经过不断尝试，笔者逐渐摸索出了一套适合当下中小学的信息技术校本课程体系。课程内容涵盖创新思维开发、编程设计与开发、智能物联网应用、空间结构设计、数字化工具的使用、音视频的采集与加工、机器人编程与设计、计算机艺术设计等领域，形成了独具特色的校本课程。
1.“创客+STEAM”课程在信息科技社团中的实践研究
立足当下信息技术前沿领域并结合信息技术教师自身的特长，笔者所在学校创办了不同方向的信息科技社团，如机器人社团、微电影社团、动漫社团、3D创客社团、校拍社团、C语言编程社团和航模社团。信息科技社团课程不仅涉及前沿领域信息技术，让学生体验科技发展的力量，而且在尝试融入“创客+STEAM”课程理念。例如，三叶草微电影社团是以微电影为架构、以电影拍摄为主要活动方式的社团，而电影是一门综合类艺术，融合了文学、美学、表演等多种技能的综合类学科，因此社团设立了剧本、道具、拍摄与后期几个分社，对微电影的拍摄任务进行层层分解。又如，机器人、3D建模、编程等创客社团，每年都结合“创客+STEAM”课程的理念，开展创意项目设计活动，设计出很多创意发明作品。“水质监测净化系统”就是社团的作品之一，这是一款能在水塘中移动行走的水质监测仪器，利用化学中的PH试纸监测水质，当水质受到污染时，机器人会自动投放活性炭包等物质吸附水中杂质。在创作这个作品的过程中，学生真正做到了自己动手将想法变成现实，他们利用乐高零件拼搭出设备的结构，自己动手喷制，裁剪外观装饰，自己动手缝制炭包，为模拟水塘充气。学生在创作过程中遇到问题时，通过咨询教师、自主学习、积极思考，逐一解决，并学到了很多化学学科和机械方面的知识和技能。
不能让学生们只是为了造物而造物，更不能让学生完全依据教师的想法来完成任务而失去了创造性的思想，而是要让他们发现问题，并创造性解决问题，让他们意识到创造对生活的重要性，体验并经历自主设计创造的过程。这样，学生今后才能真正具备创新的意识，并把这种意识、思维和习惯带到今后的学习和工作中。无论学生今后是否从事创造类的工作，创新精神都是非常宝贵的品质，这才是真正地培养学生的综合素养，才是为学生的未来而设计的教育，才是“创客+STEAM”教育所要培养的学生核心素养的关键。
2.“创客+STEAM”课程在信息技术常规课中的实践研究
课堂是学生学习知识的主要场所，同时也是培养学生创新思维的主阵地，在有了信息科技社团的成熟经验后，笔者继续探索将社团“创客+STEAM”创新课程有机融合到信息技术常规教学中。通过不断摸索，笔者逐步将3D模型设计（7年级）、Micro：bit开源硬件（6年级）、微电影制作（7年级）、趣味编程（5年级）等创客课程内容发展成为信息技术常规课程。
如何利用好课堂上的40分钟，根据信息技术课程内容融入“创客+STEAM”教育，让信息技术教学不再是单一知识的讲解，而是多元知识的综合实践？通过实践研究，笔者将“创客+STEAM”教育的信息技术课程分为信息技术与文科课程融合、信息技术与理科课程融合两大类。
基于“创客+STEAM”教育，开展信息技术与语文、历史、思品、美术等文科学科融合的课程，旨在培养学生发展核心素养中的人文底蕴、健康生活和责任担当，培养信息技术学科核心素养中的信息意识和信息社会责任。例如，《3D再现活字印刷》是依据信息技术课程核心素养，结合3D技术，模拟再现中国古代四大文明之一活字印刷术的一节创新课。结合“创客+STEAM”教学策略，笔者在本节课融入了科技的3D打印技术、历史的活字印刷术、美术的版画和语文的古诗等多个学科的内容，让学生利用现代3D打印技术体验活字印刷术的制作工艺和流程。在“创客+STEAM”教学理念指导下，本课不仅激发了学生对现代科技3D设计的学习兴趣，而且让学生感受到了我国历史文化的独特魅力，培养了学生的动手实践能力和在信息时代的社会责任感。又如，《计算机网络》一课，不仅从信息技术角度讲解网络的构成和使用方法，还从道德与法制学科的角度，向学生灌输网络社会的安全道德，使其树立良好的网络道德观并增强网络安全意识。再如，《PS再现古诗意境》一课，利用Photoshop图像合成技术，设计中国古代诗歌的意境画面，不仅使学生学习了图像处理的技术，还使其加深了对古诗的理解和审美情趣。诸如此类学科融合课程，在培养学生信息素养的同时，也培养了学生文化、历史、美学方面的素养和正确价值观。
信息技术与科学、数学、物理等理科学科融合的课程，旨在培养学生发展核心素养中的科学精神、学会学习和实践创新，培养信息技术学科核心素养中的计算思维、数字化学习与创新。例如，《智能停车位》是一节信息技术与物理学科整合、解决生活中实际问题的学科融合课。针对生活中实际存在的停车难问题，学生分组实地调查引出设计智能停车位的项目。学生提出根据物理学超声波测距原理，探测车位上是否有车，再用不同的灯光进行提示，并将这种构想借助信息技术手段来实现（借助Makeblock开源硬件及软件编程实现这一设计）。本节课在发现问题、分析问题、解决问题的整个学习研究过程中培养学生的综合素养，引发学生深度思考，将理论与实践相结合，实现学科融合的有效教学。又如，信息技术与数学学科整合，用VB程序语言解决实际生活中的数学问题。教师通过分析实际生活中物流公司运送货物收费的问题（数学分段函数问题），利用VB程序中的if条件判断语句解决这个问题，从而引导学生学会学习，学会借助信息技术手段来解决实际生活中遇到的问题。这类创新课程对培养学生动手实践能力和创新意识有很大的帮助，也为培养创新人才奠定了基础。
● 探索“创客+STEAM”教育模式的意义
在探索“创客+STEAM”教育前期的科技兴趣班中，全校只有几十名学生能够参加科技课程体验，成立科技创客社团后，全校有几百名学生参与科技社团课程，“创客+STEAM”课程进入信息技术常规课中之后，每个学期都有2000余名学生在进行科技创新课程的探索和学习。我们在不断努力，缩小科技创新课程与学生之间的距离，让每个学生都能学习最新的信息技术，让每个学生都能体验更自由的学习模式，让每个学生都能更公平地接受教育。
笔者通过基于“创客+STEAM”教育理念的信息技术课程建设，让学生围绕一个又一个的项目，亲自动手去实践创造，将培养学生终身发展和学科核心素养落到实处，让学生在学习的过程中更加立体化地学习，促进学生全面发展，培养多角度、多维度、多层次的创新型人才;通过基于“创客+STEAM”教育理念的信息技术课程探究，将艺术与科学、感性与理性、理论与实践有机结合，通过研究实践为教育教学提供了全新的视角，以期培养出综合素质高、创新能力强、全面发展的新时代学子，培养出现今社会需要的具有创新性思维和能力的综合型人才。
