融合STEM理念，构建高效信息技术课堂

    罗娴

    摘 要：STEM理念是将科学、技术、工程、数学等多学科知识进行交叉融合，旨在促进学生掌握多种知识与技能，并实现迁移与应用。文章作者提出，在高中信息技术课堂，教师要借助于STEM理念让学生拓展学习思维，增强解决问题的能力。

    关键词：高中信息技术;STEM理念;高效课堂

    中图分类号：G633.67?文献标识码：A?文章编号：2095-624X（2020）29-0042-02

    引言

    在信息技术课堂上，如何呈现知识、技能，才能获得更好的教学实效？信息技术课程实践性强，对学生的信息意识、创新思维、计算能力要求很高。传统的高中信息技术课堂，知识点机械化呈现，操作技能训练单一，过多的理论性讲解，脱离了学生真实生活环境与经验，使得学生被动学习，课堂陷入低效。STEM理念的本质在于知识的有效整合，将之融入信息技术课程中，可以推进高中信息技术学科改革与创新。而且，STEM理念注重课堂的开放性，强调从真实问题入手，为学生自主实践、合作探究、创新应用提供了有力保障。

    一、STEM理念在高中信息技术课程中的实施思路

    STEM理念的目标在于培养学生立足信息技术学科实际，活学活用，增强解决问题的综合能力。STEM理念在信息技术课程中的应用方式很多，要体现其跨学科性、协作性、体验性、趣味性、情境性、设计性、艺术性、实证性、技术增强性九大核心特征。它通过利用整合思维来促进不同知识、技能的融合。在应用实践中，教师要立足于信息技术学科特点，强调对学生主观能动性的激活。

    1.注重跨学科整合，体现STEM理念特征

    STEM理念，实则是对科学、技术、工程、数学等四门学科的深度融合。其借助于学科知识点的整合理念，将之与信息技术课程进行关联，突出学科知识、技能的一体化教学，在问题解决中发展学生的跨学科整合能力。不同学科，其知识点、教学体系具有差异性，教师要打破学科界限，以整合的眼光审视多种学科的横向交叉。同时立足学生，考虑学生的认知水平，设计和优化学习问题，让学生从问题中学习，发展创新实践力。如在教学“信息技术基础”时，该节主要介绍了音频、视频、图像等信息，包括信息的采集、加工、处理技术。从教材内容设置上，有理论、有实践，综合性强。教师在导入课程与组织教学活动时，要强调该节知识点与其他学科知识点的关联与融合，以“信息综合处理”为突破口，引导学生发散思维，从信息处理实践中解决问题，强化学生信息处理成就感。

    2.注重知识与生活关联，体现学以致用

    在STEM理念下，教师对信息技术知识点的教学要联系学生生活，以真实的项目任务来贯穿信息技术知识点，让学生运用所学知识，解决实际问题。在STEM理念下，高中信息技术教师要围绕“问题”来展开课程设计，找准与学生生活紧密相关的实际案例，让学生体会到信息技术学科的实用性。例如，在学习“网络技术应用”时，该节主要介绍局域网的组建流程、方法。如组建局域网需要哪些硬件設备;组网完成后，需要哪些软件系统;进行网络的配置要如何设置网络参数，使用局域网要如何实现资源共享，等等。事实上，在教学局域网组建方法时，教师可以以“组网”为任务，以分组方式，交由学生自己去认识局域网，了解局域网的结构、特点，学习和利用现有网络设备、软件系统来组建局域网，从而培养学生的动手实践能力，提高信息综合素养。

    3.注重问题情境与体验，提高学生主动参与性

    对于STEM理念，体验性是核心要素。高中信息技术教师要走出单一讲解理论知识的窠臼，要重视学生动手实践与操作体验。在课堂情境创设上，教师要结合教学目标选取实际生活中的问题，让学生在情境中动手解决问题，促进知识的内化。在教学“因特网技术的应用”时，教师可以请学生思考：平时在进行网络聊天时，是不是对因特网的一种有效应用？并请学生比较和说明常见的聊天软件，并思考它们能够解决哪些问题。如我们可以利用聊天软件展开异地语音通话，与对方进行文字交流，还可以将文件通过网络传输给对方，促进资源共享。接下来，教师可以设置网络信息交流环境，鼓励学生通过因特网来相互交流，传输文件或信息，对比不同即时通信软件工具的优劣势。

    4.注重合作学习，拓展学生信息思维

    在STEM理念下，协作性也是其核心要点。在高中信息技术课堂，教师可以围绕某一话题或任务展开合作讨论与互助学习。如在教学“数据与算法”时，教师要让学生认识到“数据”的重要价值。“数据”是什么？“数据”有何价值？如何利用“数据”？教师可以围绕淘宝“双十一”促销活动，让学生以小组协作的方式展开相关数据调研和收集，对获取的营销数据进行交流，分享利用“数据”的方法。紧接着，请学生针对“双十二”营销活动进行策划。运用“双十一”活动产生的海量数据资源，学生可从“商品种类”“商品销售分类”“商品消费人群年龄段”“支付宝交易金额”等方面展开合作探究，从这些大数据中挖掘有价值的规律，再利用这些规律来优化现实营销方案，真正发挥“数据”的价值。通过合作学习，学生学习对存在的问题展开交流，协同来解决问题，在思维碰撞中提高创新能力。

    二、STEM理念在高中信息技术课堂中实例运用

    《全民科学素质行动计划纲要》提出，“鼓励高中探索开展科学创新与技术实践的跨学科探究活动，来推进高中阶段的科技教育”。信息技术教师在响应教育改革实践时应该梳理各学科知识的内在关联性，运用STEM理念，培养高素质、综合性人才。STEM理念主张学生自己动手，营造良好的实践氛围。我们以“计算机组装”主题为例，对SETM理念与信息技术课程的融合进行探究，以激发学生的动手兴趣，促进学生从计算机组装中获得学科信息素养。

    1.确立课程设计思路

    将“组装计算机”作为项目主题，教师在运用STEM理念时，要围绕“组装计算机”的基本内容，将相关学科知识点进行整合。STEM理念的特色是知识整合，那么，“组装计算机”会涉及哪些知识点？如何将理论与实践知识进行衔接？在科学素养方面，计算机组装需要物理学知识，如电路结构、电子技术、计算机工作原理等，教师要让学生认真学习相关课程知识，为组装计算机奠定理论基础。同时，组装计算机遇到问题时，学生也需要从相关课程知识中去寻找解决方法，形成科学精神。在技术素养方面，教师要让学生认识和学习计算机相关软硬件设备，了解不同设备的功能、作用，并能够通过动手组装的方式学会组装硬件、安装软件，对计算机系统进行调试。在工程素养方面，在系统工程设计与装配中，教师要让学生了解不同设备的型号、参数及功能，增强学生系统集成能力。如不同型号的计算机主板必须配置与之对应的零部件，才能更好地发挥其性能。在数学素养方面，要让学生通过组装计算机学习与计算机相关的知识点，了解计算机的工作原理，特别是二进制编码方式，让学生理解二进制、八进制、十进制的特点，并能够进行灵活转换。要让学生了解计算机的逻辑运算规则，特别是学习ASCLL码与汉字的编码方法，发展学生数学素养。

    2.编写课程实施内容

    生活中，计算机应用广泛，对计算机的选购也很常见。计算机由哪些部分构成？计算机是如何组装的？对于这些问题的解决，需要我们全面了解计算机。由此，我们设置了“计算机知识库”，让学生了解计算机的组成部分，认识计算机的工作原理。计算机在运行中是如何在程序指令下对相关数据进行存取的？首先，从程序中读取指令，将指令进行译码，按照指令的逻辑操作或运算，向控制器发送指令。指令通过调用输入输出设备，从存储器中调取原始数据，CPU通过运算，将数据回传给输出设备。接着，再读取下一条指令，对数据进行操作，以满足计算需要。在整个计算机工作过程中，主要的硬件设备有控制器、指令寄存器、指令译码器、计算器、运算器、内存、外部存储器、输入输出设备等。

    3.认识不同的硬件设备，辨识并参与组装

    学生学习组装计算机时应该准备哪些工具和设备？通常，组装计算机需要用到螺丝刀、尖嘴钳、镊子、毛刷、导热硅胶等。在组装计算机之前，要对所需的各类硬件进行分类、梳理，确保齐全。在进行计算机组装时，一般流程如下：第一，打开机箱，了解机箱侧面板的结构，并利用毛刷进行清洁处理。第二，安装主板，根据机箱构造，对主板进行辨识，并在恰当IO挡板位置下固定主板。安装主板时要找准固定槽，并拧紧螺丝，确保稳定。第三，安装电源，电源是整个主机供电系统，个头较大，在整个机箱的电源架上，找准螺丝孔，依次拧紧螺丝。第四，安装CPU和散热器。对于主板，找到CPU插槽位置，打开保护盖，仔细观察CPU的针脚布局。在拿CPU时，要用大拇指、食指夹住CPU边缘，按安装标识正确扣在插槽里。CUP安装后，要加装散热器。在安装散热器前，要将硅胶涂抹在CPU背部，均匀涂抹，然后将散热器固定在CPU上。第五，安装内存、硬盘。对内存的安装，需要注意以下几点。①先对内存槽进行清理，除去灰尘等杂物;②打开两端固定锁，观察内存银脚布局，与插槽对应。③垂直方式插入内存槽，听到“咔哒”一声，表示内存安装到位。对硬盘的安装，注意是固定硬盘，拧紧相关螺丝，将电源线、数据线正确接入硬盘接口。第六是安装显卡，显卡在主板上，体型相对较大，多在最后安装。找准显卡插槽，对准显卡银脚与卡槽，插入槽中，并将显示器的数据线连接在显卡数据接口上。第七，对主板及跳线进行整理。正确辨识主板各跳线的接口，确保正常开机。

    4.测试并总结

    对主机组装完成后，连接电源，并打开主机，聆听到“嘀”的一声，代表系统组装成功。接着，进入系统界面。如果计算机发出“嘀嘀”声，则说明某些部件装配不当或安装不到位，需要进行重新检查，并再次测试。

    結语

    在STEM理念下，信息技术教师通过多学科知识整合，带领学生在合作交流、活动探究、问题解决中，增强协作与分享，提升课堂教学质量，促进学生信息素养的全面提升。

    [参考文献]

    [1]方嘉文，陈 琦.高中信息技术课堂教学分析研究[J].教育信息技术，2020（6）：54-57.

    [2]杨浩杰.以STEM教育理念为载体 构建高中信息技术课堂教学新模式[J].中国教育技术装备，2019（15）：88-90.

    作者简介：罗 娴（1981— ），女，江苏南通人，中学二级教师，本科。