基于STEM教育理念下的小學(xué)編程思維的培養(yǎng)

肖忠湛

摘要：STEM教育是對科學(xué)、技術(shù)、工程、及數(shù)學(xué)的整合[1]， STEM 教育以培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)為目標(biāo)，對學(xué)生創(chuàng)新能力、思維能力、實踐能力、探究能力的提升發(fā)揮著重要的促進(jìn)作用?；诖?，我校作為省級信息技術(shù)示范校，在學(xué)生的創(chuàng)新思維培養(yǎng)、學(xué)生動手能力、實踐創(chuàng)新中一直走在區(qū)域的前列。我校在實際信息技術(shù)教學(xué)過程中，運用STEM教育理念，通過編程游戲啟蒙、可視化圖形編程等課程，培養(yǎng)學(xué)生的計算編程思維和創(chuàng)新解難能力，同時激發(fā)學(xué)生的探索意識，引導(dǎo)學(xué)生主動思考、重視編程知識體系的養(yǎng)成。

關(guān)鍵詞：STEM教育理念;信息技術(shù)教學(xué);可視化圖形編程;編程知識體系

引言

2016年教育部出臺的《教育信息化“十三五”規(guī)劃”》中明確指出有效利用信息技術(shù)推進(jìn)“眾創(chuàng)空間”建設(shè)，探索STEM教育、創(chuàng)客教育等新教育模式，使學(xué)生具有較強的信息意識與創(chuàng)新意識，養(yǎng)成數(shù)字化學(xué)習(xí)習(xí)慣，具備重視信息安全、遵守信息社會倫理道德與法律法規(guī)的素養(yǎng)[2]。時至今日，STEM教育已從最初關(guān)注或集中于高等教育，逐步延伸至中小學(xué)乃至幼兒園，從面向提升國家競爭力的人才培養(yǎng)演變?yōu)閷W(xué)習(xí)方式的變革。從表面上看，人人都在談STEM教育，像是找到了一把打開教育改革之門的金鑰匙。作為STEM教育的推動者和實踐者，我們需要在“STEM教育熱”中保持冷思考，對STEM教育有清醒的認(rèn)識。而STEM教育的重要載體——編程學(xué)習(xí)在今日顯得尤為重要。

一、培養(yǎng)學(xué)生編程計算思維，實現(xiàn)學(xué)科整合

計算機編程在國外，早已盛行，編程思維應(yīng)從娃娃抓起，我國也逐漸重視這方面的教育。教育部門多次出臺相關(guān)政策，提倡中小學(xué)開設(shè)編程相關(guān)課程，沿海地區(qū)還把信息學(xué)編程納入高考考試科目范圍。種種跡象表明，我們的教育在向發(fā)達(dá)國家看齊，而編程教育正是其中一個很重要的學(xué)習(xí)方向。編程的學(xué)習(xí)價值是通過具體應(yīng)用來實現(xiàn)的，編程在生活中無處不在，從最普遍的電腦軟件到高端精密的大型計算機，計算機編程滲透著我們生活的方方面面。教師需要適當(dāng)?shù)貙⒁恍┡c工程相關(guān)的內(nèi)容納入課堂，以便在編程學(xué)習(xí)的初期，可以讓學(xué)生看到編程的魅力，并積極地投入到學(xué)習(xí)當(dāng)中。

美國相關(guān)科學(xué)教育專家指出，以往STEM各學(xué)科多以分科的形式出現(xiàn)，實現(xiàn)STEM不同學(xué)科之間的整合要以學(xué)科核心概念和學(xué)科實踐為基礎(chǔ)。許多STEM教育活動往往更多關(guān)注于以學(xué)生為主體的動手與實操，而忽略了對跨學(xué)科概念及學(xué)科概念的傳遞。澳大利亞相關(guān)科學(xué)教育專家學(xué)者比較不同國家的STEM教育后認(rèn)為，STEM教育強國基于創(chuàng)新的課程設(shè)計較為完善，在STEM教育中給予學(xué)科知識更多的關(guān)注。Nathan等研究者提出整合STEM的方法，即圍繞學(xué)科重要概念，在科學(xué)和數(shù)學(xué)表征、技術(shù)和工程學(xué)目標(biāo)、設(shè)計和構(gòu)建活動等方面展開整合。以學(xué)科概念為基礎(chǔ)引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注活動表象下深層的概念結(jié)構(gòu)和關(guān)聯(lián)，以支撐相關(guān)概念的意義構(gòu)建、建立新舊概念之間的聯(lián)系等。

二、培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力

計算機編程具有強烈的抽象性和邏輯性，以往的教學(xué)經(jīng)常限制學(xué)生思想的發(fā)展。通過一種興趣的激發(fā)，我校根據(jù)實際情況，除了在常規(guī)的信息技術(shù)課普及基本的編程知識外，我們還通過每周周五的社團(tuán)課，進(jìn)行拓展和延伸，鼓勵學(xué)生學(xué)以致用，用所學(xué)的編程知識，聯(lián)系生活進(jìn)行實際的創(chuàng)作。如我校五年級的一個學(xué)生使用編程貓公司開發(fā)的源碼編輯器，利用圖形化編程知識進(jìn)行創(chuàng)作，最終在老師的指導(dǎo)下創(chuàng)作了一個《數(shù)學(xué)問答器》的編程作品，這個作品聯(lián)系生活實際，為小學(xué)階段的學(xué)生提供的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的幫助。

三、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生做中學(xué)

中小學(xué)編程創(chuàng)客教育依托科學(xué)的教育理論而生、基于計算思維、編程技術(shù)教育而建，配合全新的課程內(nèi)容、教學(xué)模式、評價體系，是中小學(xué)創(chuàng)新教育的發(fā)展方向。情趣源于主動，主動性是學(xué)生學(xué)好編程知識的關(guān)鍵所在，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性體現(xiàn)了學(xué)生個人自我發(fā)展的能力，對改善教育質(zhì)量起關(guān)鍵性作用，是實施教育質(zhì)量的客觀條件[3]。老師應(yīng)根據(jù)學(xué)生心理規(guī)律提供科學(xué)方法，以取得良好的效果。

小學(xué)的信息技術(shù)，從三年級至六年級，這門課是一個循序漸進(jìn)的過程，首先教會學(xué)生學(xué)習(xí)打字，也就是初步認(rèn)識并掌握電腦基本操作知識。其次要學(xué)會使用常用的基本軟件，比如常見的辦公軟件，如word、PPT、excel等軟件的使用。到高年級之后，就開始接觸一些基本的編程知識，當(dāng)然小學(xué)階段，計算機編程主要以圖形化編程為主。基于此，我們學(xué)校結(jié)合自身優(yōu)勢，開設(shè)了編程社團(tuán)，挑選一批感興趣且有潛力的學(xué)生進(jìn)入社團(tuán)，利用STEM教育方式，慢慢培養(yǎng)學(xué)生的編程思維。

通過社團(tuán)課的滲透，以及STEM教育方式的培養(yǎng)，我們讓學(xué)生體會到了做中學(xué)的樂趣，在學(xué)生的腦海中，無形地形成了一種編程思維的意識。同時，我們鼓勵有能力、有想法的同學(xué)，參加每年的全國中小學(xué)電腦制作比賽活動，通過參賽使學(xué)生對編程知識有了進(jìn)一步的認(rèn)識，以比賽的方式檢驗我的教學(xué)成果，真正地發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性，充分激發(fā)了學(xué)生的編程思維的潛力。

四、結(jié)束語

在運用STEM教育教學(xué)的編程社團(tuán)課中，我們探索了多種教學(xué)方式，運用了多種方法的結(jié)合，因材施教，拓寬了學(xué)生的視野，也激發(fā)了學(xué)生的興趣。我們緊跟時代的步伐，努力為學(xué)生打造自由、開放、自主的教育教學(xué)環(huán)境，以小學(xué)編程為切入點，結(jié)合STEM教育理念，培養(yǎng)了學(xué)生的編程思維，通過系統(tǒng)性學(xué)習(xí)，把邏輯性很強的編程知識活學(xué)活用?？傮w而言，STEM教育理念為信息技術(shù)老師提供了一種新的教育理念，從而使學(xué)生逐步養(yǎng)成編程行為習(xí)慣。

參考文獻(xiàn)：

[1]包靜.基于STEAM教育理念下的小學(xué)數(shù)學(xué)綜合實踐活動課探究[J].好家長，2019：106-106.

[2]教育部關(guān)于印發(fā)《教育信息化“十三五”規(guī)劃》的通知[Z].中華人民共和國教育部.2016-06-07

[3]程言平.淺談如何提高小學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性[J].教育教學(xué)論壇，2014：56-57.