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STEAM 教学模式在初中信息技术课堂中的应用

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臧美凤

[摘? ?要]steam教学模式注重培养学生的思维能力和动手能力，让学生像工程师、科学家那样思考。目前STEAM教学模式在初中信息技术课堂中的应用还不是很广泛。STEAM教学模式在初中信息技术课堂中的应用通常如下：创设真实而有意义的情境—确定围绕情境的核心任务—设计、实施和改进方案—成果交流展示。

[关键词]STEAM;初中;信息技术;创课;Scratch;趣味编程

[中图分类号]? ? G633.67? ? ? ? [文献标识码]? ? A? ? ? ? [文章编号]? ? 1674-6058（2020）03-0016-03

一、STEAM教学模式的提出背景

我国“十三五”规划中明确提出，要有效利用信息技术推进“众创空间”建设，探索STEAM教育、创客教育等新教育模式，使学生具有较强的信息意识与创新意识。现在的孩子，大概有三分之二会在将来从事目前尚未发明出来的工作，只有具有终身创造力的孩子，才能更好地面对不确定的未来。

二、STEAM教学模式在初中信息技术课堂应用的理论支撑

STEAM是五个单词的缩写：Science（科学）、Technology（技术）、Engineering（工程）、Arts（艺术）、Maths（数学）。STEAM教学模式是由美国政府最先提出来的，旨在加强美国K12阶段关于科学、技术、工程、艺术以及数学的教育。最初的倡议只有四个字母STEM，是美国反思其基础教育在理工科方面渐渐呈现弱势而提出的。近期加入了Arts，也就是艺术，变得更加全面。

STEAM教学模式与传统的学校教育有明显的差别。传统的教育模式是“学科化”的，即关注学科本身的核心素养，而STEAM教学模式弱化了各个学科的界线，更加关注的是“解决实际问题”“以问题为导向的教学”“问题的解决过程”，追求科学、技术、工程、艺术、数学等学科综合，鼓励和培养学习者在多方面全面发展，把培养单一型人才转变为培养综合型人才，让学生像工程师、科学家、设计师那样去思考，从而培养完整的、全面发展的人才。

Scratch软件是由麻省理工学院（MIT）开发设计的，它让刚开始接触“计算机逻辑”思维的少儿和青少年觉得数字世界很有意思，而程序设计是一个奇妙的“游戏”过程。据笔者进行的文献调查，Scratch作为世界排名靠前的面向少儿和青少年的编程工具，在北美和西歐已经非常普及;在亚洲地区，在我国的普及程度是比较高的，但是主要是小学阶段在教学这个创意编程的软件，到了初中阶段，又开始教VB和C++。由于小学阶段的教学深度不够，大多数学生只能算是接触过，会基本的使用方法，仅此而已。由于教学的持续性也不够，学生还不能掌握稍微复杂的程序的编写。

“学习是习惯的养成”，培养自主学习能力和认识数字世界并掌握计算机逻辑思维的能力，是学生将来成功的基础之一，而Scratch恰好提供了培养自主学习习惯所需要的先进教育理念和工具。

STEAM教学模式实际上类似于PBL教学模式（Project Based Learning，基于项目的学习），是项目导向的学习，将无意义的机械式的学习模式，转化为有意义的学习模式，使学生的学习动力更强，教学效果更好。

三、STEAM教学模式在初中信息技术课堂中应用的实例

笔者将初中信息技术的编程课教学内容由原来的VB和C++语法改变为Scratch创意编程，教材为学校自主研发的校本教材：趣味游戏设计之小猪佩奇的奇幻旅行。因为每个少年在他成长的过程中，都会有一个梦想，如做个英雄，仗剑走天涯，或者是用自己的发明和创意来拯救整个世界……Scratch这个软件，就可以给他们的梦想插上翅膀，给他们一个实现自己创意的平台，让他们在把一个个创意转化为代码的过程中收获快乐和自信。这种通过自己动手操作而获得的自信的体验将伴随着他们的漫长人生之路，让他们知道，只要肯动脑，肯动手，就能改变很多东西。

爱玩游戏是孩子的天性，如何引导学生在玩的过程中学到知识、提升能力，形成不畏艰难、勇于挑战自我的优良品性？笔者将课程设计为以学生喜欢的小猪佩奇为使者，以“小猪佩奇的奇幻旅行”为主线，将多个创意编程穿插其中，让学生在解决问题的过程中，掌握编程思想，提升创造力。

整个课程其实包含一个趣味故事：小猪佩奇的爸爸被来自河外星系的大反派“暴君”给抓起来囚禁在苏州的虎丘塔里，小猪佩奇要穿越世界的七大洲四大洋，寻找散落在世界各地的“幸运魔方”。集齐7个幸运魔方，才能救出猪爸爸。勇敢的小猪佩奇带着使命，踏上了征程。她将经历怎样的奇遇呢？第1站在北京故宫，在这里她要完成故宫探险。故宫里面已经被黑暗势力控制，机关重重，只有突破“暴君”设下的道道关卡，才能拿到第1个幸运魔方。第2站来到法国巴黎，在埃菲尔铁塔这里，小猪佩奇要跟狡猾的地鼠作斗争。打退了所有的地鼠，她就可以获得在埃菲尔铁塔顶端的第2个幸运魔方。第3站来到英国的牛津大学图书馆，在这里小猪佩奇要接受大反派的挑战，回答由大反派提出的关于科学知识的问题，她只有两次答错的机会，需要具备一定的科学常识才能顺利过关。挑战成功后，就可以拿到藏在图书馆阁楼里的第3个幸运魔方。第4站来到意大利罗马的大圆形竞技场，在这里小猪佩奇要和植物们一起大战僵尸，战胜了僵尸后，才可以拿到藏在竞技场某个地方的第4个幸运魔方。第5站来到非洲的撒哈拉沙漠，在这里小猪佩奇要独自驾车穿越整个沙漠，路上会遇到很多的障碍和危险，顺利穿越之后，会拿到第5个幸运魔方。第6站来到足球王国巴西，小猪佩奇要跟大反派“暴君”在巴西的马拉卡纳球场进行一场大比拼。小猪佩奇共有5次射门的机会，如果射进了3个球，就可以得到藏在球场某个角落的幸运魔方。第7站来到澳大利亚的悉尼歌剧院，这里有一个时空隧道，穿过时空隧道可以得到第7个幸运魔方，并且借助时空隧道可以直接到达苏州虎丘。小猪佩奇集齐了7个幸运魔方，来到虎丘塔，就可以顺利地救出猪爸爸，一家团聚。

一学期下来，学生对本课程表现出了前所未有的兴趣，之前的编程用VB，对于初中学生来说，难度有点大，不容易理解，而且一节课很难有完整的作品完成，很难有形象直观的互动作品呈现，学生的参与度很低，很多学生昏昏欲睡。Scratch的交互性特别强，学生可以不断测试自己的作品，还可以在教师提供的教程的基础上添加自己的创意，很大程度上增加了学生的自信心和自我效能感。学生的学习热情很高，学习积极性前所未有地高涨，学生更加愿意主动去探究知识。而传统的编程课由于知识点本身给学生带来了比较大的认知负荷，学生很难有精力去主动探究，基本上就是模仿教师，没有新意，也没有创造力，完成的作品也不是学生感兴趣的。

下面以第5站为例，详细地介绍一下Scratch教学模式在初中信息技术课堂中的应用。本例以“穿越沙漠的极速车神”为主题，让学生在教师的引导下，小组合作探究，完成“穿越沙漠的极速车神”程序的设计和开发。教师提供的脚手架包括：1.游戏说明（帮助学生更好地了解学习任务）。2.基本角色素材（学生后期可以根据自己程序的需要自行添加）。3.各个角色的代码（以提前录制好的微视频呈现，有需要的学生自行观看）。4.思考题（帮助学生积极思考，进一步提升自我）。

游戏说明：游戏中，玩家要帮助小猪佩奇控制赛车在赛道上飞奔，既要避免碰到赛道的边缘，又要躲避赛道上出现的障碍。游戏中会随机出现金币，玩家要替小猪佩奇收集更多的金币来换取幸运魔方。想要让游戏更加的刺激、有吸引力，我们要给游戏限定一个时间，玩家必须在规定的时间内完成游戏。

请学生分析他们会用到哪些角色，并且将角色导入程序编辑界面（见图1、图2）。

引导学生思考：游戏中需要设定和保存一些数据，所以我们需要通过“变量”来保存数据。该如何操作呢？

接下来为各个角色写入脚本代码。

“玩家”角色的脚本程序代码如图3—图5。（篇幅有限，只提供部分角色的脚本代码，另外还提供图文教程和视频教程的脚手架给学生，为学生的编程提供指导）

可以让学生尝试看如何修改赛道的颜色。

四、总结与反思

STEAM教学模式在初中信息技术课堂中的应用通常如下：

首先，創设真实而有意义的情境，并且这个情境要能引发学生的兴趣。本课程中，借用了网红小猪佩奇这一个在初中生群体中非常受欢迎的角色，学生非常感兴趣。真实的情境很难预设，具有生成性、不确定性和复杂性，能够给学习者提供综合运用多种学科知识的环境，这与STEAM 教学模式倡导的面向真实世界解决实际问题，像科学家、工程师那样思考相一致。

其次，确定核心问题（任务）。在STEAM课堂中，核心问题是最关键的一个元素，它来源于真实的情境，主要作用是为学生提供探究的思路，为学生的思维提供支持。STEAM教学模式的宗旨就是培养学生解决真实问题的能力以及设计创造能力，所以富有挑战性的真实的核心问题的确定，起着十分重要的作用。

再次，设计、实施和改进方案。科学探究和工程设计的项目式学习，是STEAM 教学模式中的主要学习方式。大多数学者都认为工程是STEAM教学模式的核心。但是，无论是对于科学探究而言，还是对于工程设计的项目而言，方案的制订都是一个必不可少的环节。这里的方案是指一个比较具体、详细和可操作的计划，很大程度上决定了最终的成果是否能够解决真实世界的实际问题。另外，一个可操作、易推广的方案的形成，需要经历一个设计、实施和改进的过程。

最后，成果交流展示。STEAM 教学模式强调的是面向真实世界的实际问题的解决，因而其课堂教学始终是围绕真实世界的问题解决而展开的，最终作品是一个成果，该成果的交流和展示决定了本次任务的实用性。

[? 参? ?考? ?文? ?献? ]

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（责任编辑周侯辰）

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