例谈信息技术课堂中实现STEM教学设计的策略

2020-02-10 04:02:35 中国信息技术教育 2020年1期

朱仲平

STEM教育思想的核心由综合性、整合性和探究性三部分组成。在信息技术课堂上,信息技术本身具有的工程性和操作性则为实施STEM教育提供了很好的条件和平台,可以很好地实现STEM教育的基本要求,实现STEM教育思想的核心要素。

下面,我就以Flash动画制作中的“遮罩层的应用”为例,从五个方面来阐述实现STEM教学设计的策略。

学习任务分析

学习任务分析是STEM教学设计的核心。STEM是基于项目的教学模式,因此,教师必须根据教学任务进行教学分析,在教学分析的基础上,形成需要解决的问题或需要完成的项目。STEM的学习任务分析主要是教师对教学目标、需要的学科知识以及学情的分析。其中,教师要更多地注意对学情的分析,突出学生的主体性,还需要设置情境代入,在特定的情境中呈现学习任务,让学习任务和真实的情境相融合,加深学生的情感体验。

例如,在Flash动画制作中,遮罩层的应用是一项重要的动画制作方法,教学目标是理解遮罩动画的原理,掌握遮罩动画的运用。根据学生的学情,大部分学生都已掌握了动画补间和形状补间动画,并对帧和图层的概念有了较好的理解。在此基础上,我将教学任务情境化,结合神舟十一号飞船发射成功的重大事件,设计了宇航员景海鹏、陈冬在天宫二号看到地球自转这一情境,要求学生制作出地球自转的动画。在这一情境下,我综合运用到了地理、信息技术、空间几何、绘图等学科知识,实现了STEM教学项目设计。

思维设计分析

在完成项目设计之后,就要围绕项目进行思维设计,其中包括工具资源设计和支架设计两个部分。

项目的实施或问题的解决要求学习者运用多种工具和资源进行自主学习和思考,进而对原有的知识进行重新构建。因此,在教学中,教师要设计丰富的学习资源和工具,包括学习的资源、信息搜索的工具、协作的工具以及管理评价的工具等,以供学生使用。

具体到“地球的自转”动画制作项目中,我提供了Flash软件、Google地球以及网络搜索工具等,动画制作中的帧、图层和动画补间、形状补间动画等前置知识也是工具的组成部分。此外,还设计了运用“极域”电子教室进行分组协作的机制等。这些工具都为实现探索性教学提供了保障。

作为教师,我们在STEM教学中要充当积极的指导者,成为建构的帮助者、促进者,要针对学生问题解决过程中遇到的困难,提供支撑、联结和承载等作用的支架,为探究活动的顺利进行提供帮助和指导。因此,在进行STEM教学设计时,要进行学习支架的设计。一般来讲,学习支架分为情境型、问题型、实验型、信息型、知识型、程序型、范例型、训练型等,教师要根据不同的项目和学生选择运用。

例如,在“地球的自转”动画制作项目中,我为学生提供了两个学习支架:范例型支架和问题型支架。首先,我为学生提供了“探照灯”动画设计及说明,这个范例可以让学生了解遮罩层的作用和使用方法,解决技术上的问题。其次,针对“地球的自转”动画这个具体的问题,我又提出了在Flash中如何实现平面移动向球面移动转变这个问题,为学生在探究过程中设置了梯度,对项目的完成起到了引导的作用。

学习活动设计

STEM教学需要学生通过一系列的活动来获取知识和技能,因此,教师要根据教学目标、教学内容、教学情境和学情来合理设计学习活动。学习活动是学生自主获得知识的手段和方法,是关系到STEM教学能否取得良好效果的重要环节,也是最能体现教师的价值和作用之所在。学习活动通常需要对小组分工设计、探究事件设计、协作方式设计、工作计划制订等进行设计和规划。

例如,我在进行“地球的自转”项目学习活动设计时,采取了小组学习的方式,每个小组的1号为组长,负责召集讨论,2号负责记录,形成方案,3号负责方案实施,4号负责形成成果并汇报。这样每位学生都能够明确职责,在活动进行时各司其职又协同配合。同时,我还对探究事件進行了设计,把整个项目分解成“地球是如何自转的?”“如何在Flash中插入图片?”“遮罩层有什么作用?遮罩层和被遮罩层是什么关系?”等几个问题,这些问题为项目的制作设置了合理的台阶和梯度,让学生通过自己的努力和实践,跳一跳就能够得着,同时也对学习活动做了很好的导引。

学习评价设计

在STEM教学中,虽然强调学生的自主学习和探究,但是教师也要及时了解学习活动的进展情况,对活动中产生的问题及时做出评价和指导,有时候还要对教学实施方案进行修改和完善。因此,在整个学习活动过程中要不断进行形成性评价。形成性评价可以是教师做出的,也可以结合小组学习的模式,由小组之间相互进行评价和小组内成员之间相互进行评价。评价要改变注重结果的评价方式,强调过程性评价。评价要以学生在学习过程中能否取得收获、能力是否得到提升为标准。

例如,在实施“地球的自转”动画制作项目时,我事先对评价模式和评价标准进行了设计,制作了评价量化表。具体来说,我要求每个小组从以下几个方面进行评价和反馈:项目完成情况如何?项目进行过程中有哪些问题?如何解决的以及解决的效果如何?是否有更好的方法?通过在学习活动过程中不断地进行评价和反馈,修正学习活动方案,对学习活动的完成情况进行评估。

教学总结设计

在STEM教学中,当项目结束后,教师要及时对学习活动进行总结。通过教学总结,可以促进学生把探究过程中获得的零散知识系统化,可以将具体问题概括上升到理论层面,让学生形成结构完整的知识体系。在进行教学总结设计时,可以由教师来进行总结,也可以由学生或小组进行总结。

例如,在完成“地球的自转”动画制作后,我为这个项目设计了如下教学总结:首先,由各小组进行总结汇报,通过各小组的汇报,了解其他小组的做法,以取长补短,实现项目学习活动效益的最大化。其次,由教师对整个学习活动进行总结,对活动中探究的情况和应掌握的知识进行整理。同时,我在总结时还布置了遮罩层的更多应用,用强化练习的方法让学生能够举一反三,在练习中提高对知识和技能的理解和掌握,最终达到符合教学目标要求的知识体系建构。

STEM教学设计充分体现了学科整合和综合的特点,同时,通过项目化的学习设计,给予学生充分自主的操作体验,实现了STEM实践性的特点。虽然STEM教育在我国还刚刚起步,我们也是在前人的基础上探索前进,所形成的方法和理论还有很大的缺陷和不足,但是随着实践的不断积累和STEM理论的发展,相信STEM教育一定可以在我国的教育领域发挥更大的作用。

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