《新课程教学》杂志-基于STEM教育理念的初中信息技术教学实践研究
——以初中信息为例
内容摘要：在我国的教育科技与社会飞速发展的全新形势之下，以往的初中信息技术教学模式的局限和弊端日益增加。基于此，教师就必须正视初中信息技术面临的挑战和冲击，根据实际的教育需求和培养要求，以STEM教育理念为指导，对实际的信息技术教学课堂进行优化和设计。在这过程中，还应多方面的结合初中学生的发展特质和学习能力，有效增加多元化的互动和实践环节，通过趣味性的内容激发学生的兴趣，并进一步的引导其积极的进行信息技术学习、思考、实践，并根据学生的学习动态和发展动态来进行有效的指导和引导。这样不仅能使学生学习到全面的信息技术知识，掌握操作技能，同时也能为学生的综合发展和初中信息技术教学效率的提升提供良好的保障。
关键词： STEM教育理念；初中；信息技术教学；实践研究
当下，教师必须要充分掌握STEM教育理念的特性和特质，结合学生的现状和学情，将STEM理念科学合理地运用在实际的初中信息技术课堂教学中，通过课堂的实践、创新、探究等尝试不断完善信息技术教学架构。同时，还应考虑初中学生的基础知识层次不同和学习需求的个性化，利用能突出主题和重点的教学资源，从易到难逐步的引导学生进行主动学习和自主探索，以确保最大限度的激发学生的主体能动性。另外，教师还必须要充分考虑学生的能力、水平、认知等实际发展动态，结合具体课堂教学情况来调整教学方式和策略，通过现代化教学技术的融入，有效提升信息技术课程教学整体效率和效能。并加强对各阶段的STEM教育理念与信息技术融合教学开展情况的总结和复盘，在借鉴和汲取优秀的教学经验的前提之下，持续不断的进行信息技术课堂教学的全面创新与改革。在全面提升学生的信息技术综合能力与素养的同时，使实际的信息技术教学能与当下的社会发展和教育发展保持同步。
一、STEM教育理念及其在初中信息技术教学中应用存在的问题
STEM教育理念是社会与教育迅猛发展之下衍生出的全新教学模式，其结合了数学、工程、技术、科学为一体。在具体教学时，利用科学知识引导学生更好的了解和认识世界，并能客观、有效的进行自然界客观规律的解释和分析。工程和技术则是在以尊重自然规律和客观发展规律为前提的基础之上，有目的性的对世界进行改造，以确保自然界和人类世界能实现和谐与共处，并且能在一定程度上有效解决社会发展各阶段存在的一些难题和问题。而数学则是上述二者的基础性条件和工具，能通过一定的运算和应用解决相关问题。通过在实际的信息技术教学中应引入STEM教育理念，不仅能打破以往的课堂教学存在的局限，同时也能成为拓展学生的视野，有效培养学生的数学素养、技术素养、工程素养、科学素养。从而为学生的综合发展和全面提升打下坚实的基础。
一，在信息技术教学时，大部分教师都是根据教学大纲或教材内容进行相关的课堂教学设计，引导学生学习相关的概念、操作、理论等内容。但部分教材当中缺乏与当下最新的科技核心技术发展有关的内容或是贴近学生学习生活的元素，教程内容存在一定滞后性。即便教师以此为切入点开展了信息技术教学，并进行了一系列的教学设计和规划，但却难以取得令人满意的教学效果。且有的教师为了不使学生在课堂当中过度的分散注意力，从而混淆信息技术教学的主次，通常不会进行多样化元素的引入。有的教师本身对 STEM教育理念的理解不深入，无法将之和课堂教学内容进行有效融合。即便在课堂上引入了一些拓展性的内容和元素，但却没有从学生的层面出发来进行分析和调整。这样的信息技术内容看似十分的丰富多样，但却难以全面激发学生的学习兴趣。
二，受以往教学理念和课堂教学模式的影响，大部分的信息技术教学课堂更加偏向于理论化和单向灌输化，教师会在课堂上利用更多时间进行信息技术相关理论和知识点的教学，反复的进行重点内容和操作技巧的讲解，或是要求学生对一些重难点进行死记硬背，从而导致实际的信息技术课堂会呈现枯燥、乏味、沉闷的情况。且在学生长期的处于被动学习状态的情况之下，还会对实际的信息技术教学产生一定的抵触和厌倦的情绪。有的教师无法很好的掌握信息技术教学与STEM教育理念的衔接点，难以根据不同的教学目标将二者进行有效融合，也无法根据教学目标来进行有效教学方法的选择与应用。即便教师利用多媒体教学设备开展课堂教学，但更多的是向学生展示相关的操作流程或视频。这不仅会影响STEM教育理念的渗透，同时还会使实际的课堂教学存在较为严重的形式化和表面化现象。
三，一般情况下，大部分初中学生需要具备一定的信息技术水平，但受到家庭、环境、教育、个人等诸多因素的影响，其本身会存在较为明显的差异。这也就意味着在学习过程当中，不同层次学生的知识掌握程度和知识转化率各不相同。但部分教师却习惯于根据学生的综合情况进行单一化、雷同化、相似化的实践练习环节的设置，引导学生根据某些固定的流程和方法进行练习和操作，以确保能全面提升学生的信息技术水平。但其实际的实践活动环节缺乏创新与创意，且没有充分的突出STEM教育理念，难以吸引学生积极、主动的进行参与。且有的教师不会对学生的实践活动过程进行关注，只是在学生完成阶段性的练习或实践之后才进行综合性的指导。在无法掌握学生学习实践动态的情况之下，教师难以有效地提供相关的实践意见和建议，更无法有效的发挥STEM教学模式的引导和助力作用。
二、STEM教育理念在初中信息技术教学中应用的有效措施
（一）有效融合教学内容
在开展信息技术教学之前，教师必须要以STEM理念为指导，以全面促进学生的信息技术能力和综合素养的有效提升为前提，不断的进行信息技术教材的研究。挖掘其中具有趣味性和多元性的元素，并以此为切入点导入实际的STEM式的信息技术课堂教学。教师也需要加强对学生的实际生活情况和社会状况的关注，充分的考虑学生的各方面学习诉求和需求。利用先进技术进行学生生活当中的环境问题、社会问题、科学问题，以及更加贴近于学生实际的生活性和典型性的案例的获取。借助相关的软件和系统对其进行进一步的整合，使之形成具有交互性与融合性的全新教学资源，并在恰当的时间融入到实际的信息技术课堂教学当中。另外，教师也可充分利用网络渠道和大数据技术，合理进行海量的信息技术教学资源，以及STEM教学资源的获取，或访问优秀的教育资源数据库，根据教学主题和目标进行相关资源的提取和筛选，不断的完善信息技术学科体系，激励学生从不同的维度入手进行学习和探索。此外，还需要充分的了解信息技术学科与其它学科之间存在的关系和联系，结合学生的兴趣倾向和教育培养目标进行全面拓展。在实际课堂教学当中有效增加与信息技术有关的生物、化学、物理、地理空间，以及相关的跨领域、跨学科的融合性内容。通过对已收集到的资料进一步的筛选和整理突出信息技术教学的难点和重点，引导学生从感兴趣的层面入手进行有效学习和自主学习。在促使学生形成较为完善的信息技术知识体系和思维体系的同时，使学生对基于 STEM教育理念的信息技术课堂更感兴趣。
（二）科学创新教学方法
在课堂教学当中，教师必须要充分的突出学生的主体地位，遵循STEM教育理念导向原则,对以往的信息技术教学内容各进行科学转化。利用更加直观的音频、图片、视频、动画等信息化元素，进行复杂、抽象的信息技术教学内容的呈现。充分的调动学生的视觉、感觉和听觉感官，提升课堂教学的体验度和交互性。再进一步的围绕信息技术主题来创设基于STEM的信息技术教学情境，营造最贴近课堂的环境与氛围，引导学生循序渐进的进行探索和分析。并在教师的有效指导之下更快的掌握相关的信息技术知识与操作方法，从而能在后续的学习和实践过程当中有效转化和应用。
例如，在进行“家居安全报警系统”的教学过程当中，教师可以为学生创设与家庭环境、家庭消防、家庭防盗等有关的生活情境，并在其中展示家居安全报警系统的作用，引导学生直观的进行观察分析，并结合自己的实际生活经历进行探讨，最大限度的激发学生的求知欲和探索欲。在有效吸引学生目光之后，利用先进技术构建家居安全报警系统的数字化模型，直观的向学生展示报警系统当中的探测器和报警控制器，在其中导入相关的概念和运行原理教学。也可以通过构建小情景的方式模拟当探测器感应到煤气泄漏、烟雾等情况时的反应，引导学生直观进行学习。而在进行报警控制器的教学时，可结合情境进行具体的分析和讲解，使学生能掌握报警控制器的整个运行原理和流程。在进行探测器种类教学时，可制作时长在3-5分钟左右的微视频，直观、细致的向学生介绍红外探测器、煤气探测器、烟雾探测器、磁开关探测器等，引导学生根据自己掌握程度进行反复的学习和揣摩。在学生掌握相关知识之后，可进一步的为学生设置“制作红外报警系统”等小实验。
（三）开展多元合作实践
信息技术教学本身具有较强的实践性、综合性、探索性。因此，教师必须要结合不同层次学生的具体情况，进行教学方式的实践与创新，在原有互动环节中有效引入小组合作学习模式。根据学生的具体情况来进行小组划定，将6-8个学生划分为以同一小组，确保每个小组当中的学生都能够实现优势、能力、思维的多向互补。在全面突出STEM教育理念的前提下，为学生设计难度适中，且具有层层递进式和综合引导式的信息技术学习任务和实践任务。在任务中让小组长引导小组其他学生进行深层次的学习和练习，并在其中增加更具多元化特性的角色扮演、知识竞赛、主题演讲、信息技术比拼等环节，以满足不同层次学生的学习需求和诉求。在这过程中，教师还必须要加强对个体学生的关注，根据其具体表现和实践情况来调整指导策略。
例如，在进行“走进机器人的世界”的教学过程当中，教师可以让学生以小组为单位获取与机器人有关的各项信息和最新资讯，将典型的科技成果以图片或文字的方式行展示，并在课堂上与其他学生进行进一步的交流。在小组学生对机器人产生浓厚的兴趣后，进一步的引导学生学习机器人的定义和理论。可通过PPT课件的方式让小组学生充分的观察和了解机器人，掌握其构成和身体特征。在课堂中有效穿插机器人的发展方向，以及与之有关的数学、化学、物理等内容，让学生围绕主题进行进一步的学习和探索。教师可以鼓励学生大胆的提出存在的问题与困惑，并通过与小组其他同学、教师进行交流探讨的方式解决问题。这样才能确保不同层次学生的发现问题、提出问题、分析问题、解释问题等多种能力都能得到明显提升。在教学完成之后，教师也可以为学生设计与机器人有关的创新设计活动，引导小组学生参与到活动的策划和组织当中。在活动中让各个小组自主选择感兴趣的方向，利用本章节知识辅助设计简单的机器人，或实际动手制作机器人模型。让小组代表来进行作品的介绍和展示，由全体师生共同进行评比。在班级内部进行有效的展示和评比。此外，在完成全部课程的基础上也可以让学有余力的学生撰写与机器人有关的科学博文，在班级内部开展相关的主题演讲活动，或是利用网络渠道进行内容发布。通过引导小组学生进行自评和互评，再让教师综合的对学生进行评价，使其能掌握自身存在的缺陷和不足，并以小组为单位进一步的进行综合学习和实践练习。
结束语
综上所述，初中教师必须要把握当下的教学发展方向和趋势，对实际的STEM教育领域进行深层次研究，以此为导向进行具有前瞻性、创新性、多元性、可行性的信息技术课堂教学方案的制定，以确保能将 STEM教育理念渗透和贯彻到信息技术教学的每个阶段。教师必须要对原有单一化和枯燥化的信息技术教学内容进行全面拓展，加强且有STEM特性的相关教学资源的引入和应用，以全面实现学生激趣和潜能激发。另外，还需在原有课堂教学当中引入全新的教学理论、方法、模式，构建多元化、直观化、动态化、交互化的信息技术课堂。并在考虑STEM教育理念应用的前提之下，以全新教学技术为媒介来对学生进行综合指导，为学生设计具有开拓性、创新性、实践性、探索性的综合实践活动，动员和引导学生进行合作实践和探索研究。这样才能为基于新时期的初中信息技术教学与STEM教育理念的深度融合与协同发展奠定良好的基础。
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