stem课程案例教学设计

stem课程案例教学设计（精选4篇）

stem课程案例教学设计 篇1

stem STEM是科学（Science），技术（Technology），工程（Engineering），数学（Mathematics）四门学科英文首字母的缩写，其中科学在于认识世界、解释自然界的客观规律；技术和工程则是在尊重自然规律的基础上改造世界、实现对自然界的控制和利用、解决社会发展过程中遇到的难题；数学则作为技术与工程学科的基础工具。由此可见，生活中发生的大多数问题需要应用多种学科的知识来共同解决。

2016年教育部出台的《教育信息化“十三五”规划”》中明确指出有效利用信息技术推进“众创空间”建设，探索STEM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，养成数字化学习习惯，具备重视信息安全、遵守信息社会伦理道德与法律法规的素养。小学

科学问题本就源于自然，源于某一现象的问题，如“为什么杯子里的热水会变凉？”工程学则源于需要解决的某个难题，例如“怎样让房子更保暖？”这两个貌似不相同的问题，其本质却都是热学中能量的传递问题。当教学围绕这个本质展开时，就有了一条隐形的线索，将科学和工程问题有效地结合在一起。可见，STEM的教学并不是简单地将科学与工程组合起来，而是要把学生学习到的零碎的知识与机械过程转变成一个探究世界相互联系的不同侧面的过程。

stem

在科学、技术、工程、数学之间存在着一种相互支撑、相互补充、共同发展的关系。如果要了解它们，尤其是它们之间的关系，就不能独立其中任何一个部分，只有在交互中，在相互的碰撞中，才能实现深层次的学习、理解性学习，也才能真正培养儿童各个方面的技能和认识。

可见，当教师在考虑如何将STEM教育引入中小学科学课堂时，必须将它们看作4种彩线，交织在一起，融合在一起，才能织出绚丽的画卷。

美国一项最新研究表明，如果父母经常和孩子沟通数学和科技的相关信息，会在潜移默化中帮助孩子提高学习竞争力和对此类职业的兴趣。

这个研究于2017年1月17日发表在《美国国家科学学术发展》。

其研究显示，提供给父母“如何有效传达STEM重要性”的方法后，他们孩子在数学和科学ACT的成绩上升了12%，而且孩子会对STEM职业产生兴趣，同时会大学里选修STEM课程。

建立一个强大的STEM人才输送系统，是美国经济增长和全球竞争力的关键。而如何鼓励更多的学生投入STEM领域的学习呢？美国芝加哥大学博士后Christopher Rozek，以及西北大学、威斯康星-麦迪逊大学、佛吉尼亚大学的同仁们共同为国家政策决定者提出了新见解。

“父母是潜在的一个尚未开发的资源，他们能够很大程度提高孩子们对STEM的认识和兴趣。” 我们可以通过鼓励父母和孩子们多进行关于数学和科学类话题的谈话”。该研究的主要作者Rozek说道。

此外，Rozek和他的同事们正在广泛的研究“期望价值理论”，更详细点来说，就是在做眼前或者未来的目标时，人们会潜意识的根据相关性和或有用性来做决定。而父母在孩子成长中形成的潜意识里有着巨大影响。

美国威斯康星大学有一个开展超过10年的父母参与的研究项目，父母被分成两组，其中一组为研究组（父母拿到了材料），另外一组是对照组。研究者们多年来持续跟踪并取得了数据结果。在2012年首次发布的研究报告显示，研究组比对照组的学生多选读了近一学期的STEM课时；而最新的研究中，研究员们还发现研究组不仅数学和科学ACT考试成绩提高了，而且大学选读STEM课程、从事STEM职业生涯以及全面认识STEM领域的价值的学生数都有所提升。

在此项研究中，研究人员设计并提供给了家长“如何在日常生活中与孩子讨论STEM领域的应用”等相关材料，我们从中选出几个案例如下：

1.讨论数学、物理与日常生活的联系

父母亲子休闲运动能力时，就可以和孩子就数学的实际运用理论建立话题。比如，如果我们懂得几何和三角学原则（角度、形状、切线）的话，可以帮助孩子提升在挥杆高尔夫球、沉击台球、传反弹球，或快速短跑上的能力。

或者，当我们与孩子一起观看赛事时，也可以灌输物理知识，因为不管是旋转中的足球、被棒子击后棒球、挑高干被撑起的弯曲、或举重时的肌肉收紧，都无不在反映物理的基本定律。如，动量、平衡、速度、动能、重心、抛射运动、摩擦等。

2.生物、化学与日常生活的联系

在生物领域，我们都知道可以利用细菌和真菌来制作抗生素。对于微生物学家来说，他们还可以对植物进行基因移植，改变其植株形态和果实形态。基因的微小变化，也可以产生巨变。

比如，大多数我们日常生活中所吃的食物，都是经过很长时间的选育，以至于看起来和它们最早的原身相去甚远。其中，最戏剧的是曾经的南美野生蜀黍在经过栽培驯化后，变成了我们现在所食用的玉米。这就是一个很好的话题切入点和引导方向，来激发孩子的学习兴趣。

除此研究发现外，该研究还在很大程度上挑战了一些普遍公认的假设。如“父母与孩子谈论数学和科学重要性”的无用论，以及“高中生的思想已经固化”等假设论调。

Rozek说：“许多青少年的家长不认为他们还可以改变孩子们的想法和动机，但这项研究表明，父母仍然可以有实质性的影响。”

这项研究结果为联邦政府政策决定者们提供了新的视角。即，通过父母来培养学生对STEM信念的重要性，以及它还是一个非常具有成本效益（低成本高效益的实用主义）的方法。不经意地将STEM融合到日常生活的情境中

研究表明：

无论孩子天赋如何，STEM对所有的孩子非常有利，也对所有学科领域都很重要。让我们尝试以这样的方式来认识这一点：当我们学习新技能时，大脑将整合之前已有的技能与经验，用来解决问题，应对挑战，然后在过程中反过来获得新的技能。STEM技能对发展其他多元技能至关重要：当孩子们有机会收集证据并解决科学问题时，他们也在建立着更强大的技能，而这些技能可以以多种方式运用到现在及未来的生活中。

你可以做些什么？

您可以思考如何不经意地将STEM融合到日常生活的情境中。比如，当孩子正在尝试拿一个她无法够到的东西，此时家长与其把东西直接拿下来给她，不如通过解决问题的方式来和她沟通，如“为什么你够不到那个东西呢？是因为你不够高？你可以借助什么东西让自己变的更高呢？”通过这种方式鼓励孩子尝试一些不同的思路和解决方案，如果她因此变的不知所措或者沮丧，家长还可以及时地给出一些建议来引导她。这都是一些简单的方式，但可以助你培养孩子们的独立性、批判性思维能力、STEM和语言发展等等。

家长的任务是建立简单的学习支架，鼓励孩子发挥

研究表明：

孩子是天生的科学家，但他们需要大人们的支持才能发展和扩大STEM能力和素养。就像我们之前采访过一位研究人员所说：“幼儿天生有能力做好高中生能做的科学探索和实践：他们会观察和预测，进行简单的实验、调查、收集数据，理解他们所发现的内容。”例如，对于刚出生几个小时的婴儿，实验观察发现，婴儿认识到如果把自己的拇指放在嘴里，会给自己带来更舒服的感觉；幼儿还会反复把吸盘从高脚椅的边缘上来回推挤，来测试重力的极限。学前儿童们也会渴望去了解为什么他们的衣服大小不再合适了（生命科学领域），并且痴迷于公共零食的公平分配（数学），这些看似自主的行为其实也是在暗示他们潜藏的能力。

你可以做些什么？

孩子们的STEM能力发展和大人的介入密切相关。继续使用上面的例子，当孩子因为身高不够拿到某样东西时，我们就可以在这个时刻简单地建立学习支架帮助发展孩子的批判性思维，你可以通过比较高度来带入数学，鼓励尝试不同的实验来体会科学，帮助它思考选择和使用工具来带入技术，提出一个解决方案来培养创造力，以及通过把她的解决方案实现到现实生活中而带入工程。除了所有的这些之外，你还可以在自我控制和持续关注的执行功能方面给予了她很好的支持。这就是STEM的基本理念运用。

成年人可以通过观察孩子对STEM的参与，注意到孩子不仅能够实现目标（获得对象）而且能够在你的支持下迎接挑战（解决问题），然后你就可以利用这些挑战的机会，让孩子们参与并鼓励他们进行科学调查的互动。STEM学习无时无刻不在发生着，家长的任务是为他们提供所需的工具，让他们进行发挥，鼓励他们继续努力，不要放弃，从而培养出被隐藏的潜在科学家。

在日常生活中，多向孩子问“6W”方面的问题

研究表明：

在多种不同的环境和给予孩子更多学习STEM的机会，才能更熟练STEM。正如语言环境会让语言学习变得流利，同理孩子们也需要在许多不同的环境中和被给予更多的机会，才能让他们的STEM学科变得精通。如果我们在儿童成长环境让STEM的学习可以变得随时随地，那我们就能看到孩子对STEM的兴趣和流利度都会提升，遗憾的是我们目前的整个社会支持系统是零碎的。

你可以做些什么？

父母对孩子们生活的长期影响，可以帮助在学校内外建立起STEM学习和应用的联系。如父母可以通过家庭内外的相关活动来激活孩子在校学习的成果，比如前往博物馆、科技馆、阅读STEM资源图书或者鼓励孩子参加STEM相关的课外活动（例如编程、科学秀、新技术体验等），父母支持对儿童参与数学和科学活动产生了积极的影响。

父母真正支持孩子STEM学习应该是这样的：不是整晚都在家中做大量的科学、数学作业，也不需要做大规模的科技项目，或把父母练成STEM专家。相反，父母应该从根本上支持孩子们的STEM学习，将STEM与他们的日常生活捆绑，在日常情况下引导孩子的好奇心，多向孩子问“wh”（why、who、what、when、where）方面的问题。

成人最重要的事情之一就是模仿参与和对周围世界的好奇心

研究表明：

很多人对支持孩子STEM学习感到焦虑，几乎三分之二的家长对自己的科学知识不够自信，或者误认为STEM是非常高深的科技，自己没有能力支持孩子们在家实践。但是父母和老师对STEM的看法对孩子有着深远的影响，如果他们认为科学、技术太难了，或者不像其他科目那么重要时，孩子们就会跟着也这么认为。

支持孩子在STEM上的学习和发展并不意味着你必须成为一名专家。事实上，成人最重要的事情之一就是模仿参与和对周围世界的好奇心。通过提出问题和求证，把自己当成一个共同的学习者和引导人的角色，鼓动起孩子们的好奇心，以及渴望探索和实验的动力。我们应该多提出问题，而非问题的解答者，只要我们愿意和孩子们一起学习，一起试图找出答案，这才是培养孩子正确学习的基石。

你可以做些什么？

充分利用网络上一些好的免费资源，来丰富自己对STEM的知识和建立作为引路人的自信。还应该正确的理解和传播“STEM”这个词，并且早点开始培养孩子的STEM意识，孩子需要更多的机会去探索他们生活的方方面面，而你完全有能力支持他们的成长和进步！

stem课程案例教学设计 篇2

下面是STEM教育的一个案例:淋漓湖游船。

STEM教育整合了多学科知识, 对于中小学信息技术教学而言, 需要把握各方面知识点的整合交叉, 需要分析学科的整合对于我们实践教学带来的挑战和压力。淋漓湖游船的案例中对于科学、技术、工程和数学的相关知识点脉络明确清晰, 从中我们可以感受到各学科知识在信息技术教学中的整合之美。我们结合学校所在地淄博博山的特点, 基于Scratch语言的另外一个版本BYOB, 开设了一组体系完整的校本课程, 并给BYOB起了一个有博山特色的名字“博贝”。

1. 教学设计

本节课选用旅游区“淋漓湖”作为故事讲述的背景, 不同地区的教师可以选择不同背景, 不同的教师可以根据自己的爱好和特长, 发掘不同的STEM知识, 知识的融合程度要根据学习者的具体情况而定, 总之这里强调的是知识, 不仅仅是简单的相加。

2. STEM的契合点

3. 具体知识点

教学中使用一款名为BYOB的软件, 它能够实现简单的动画创作、角色和背景图片的处理, 很方便学生利用其来模拟现实生活中的情景, 在计算机程序学习中, 也能从STEM的整合学习中对于科学技术工程和数序素养进行提升。

我们通过模拟小船在湖面上的移动和漂浮是对于科学知识的掌握, 而小船是软件中的一个角色 (在案例中称为“演员1”) , 小船的方向和坐标值是对应于数学知识的坐标系, 同时角色和背景图片对于学生来说可能需要通过网络来查找, 并能够进行简单的图片处理, 这也体现了技术层面的知识点。最终通过编写程序体现一些动态性, 提高学生对程序设计知识的掌握程度。在整个设计过程中, 我们的学生其实是在做一个“导演”的工作, 负责整个项目的流程控制、步骤要求、评价和反思, 这就仿佛是学生在和同伴合作完成一个工程, 于是工程的概念在学生的脑海中也就自然呈现出来。在经过教师讲解演示、学生自主创建程序后, 学生们大多都能编写出程序代码, 同时运行程序并控制小船的移动, 舞台上会显示出动态的效果。学生们不仅仅学习了STEM各方面的知识, 也创作出了自己的小项目, 内心的成就感油然而生。

stem课程案例教学设计 篇3

一、STEM教育的概念

STEM即科学、技术、工程、数学英文首字母的缩写，最早由美国国家科学基金会提出，但其提出伊始并未受到人们的重视，直至近些年来，美国在科学、技术、工程、数学领域的人才日益匮乏，这才引起了美国政府的重视，并由此投入大量资金发展STEM教育以培养STEM人才。2015年STEM教育法案出台，其对STEM教育设定了新的发展动向，并从不同视角出发对其做出了详细规划。

二、STEM教学在小学科学课程设计中的应用模式

笔者依据STEM教学具体教学目标的不同，将小学科学课程设计中的应用模式划分为验证型、探究型、制造型与创造型四种不同的模式，并结合相关案例分别予以探讨。

（一）验证型应用模式

对于验证型应用模式，其教学目标是完成对定律、现象等已知结论的验证。明确问题、设计方案、评估方案、实施方案、分析数据、分享反思构成了该应用模式的基本步骤。比如在《验证牛顿第二定律——力使物体获得加速度》的课程设计，其基本应用流程应该如下：（1）明确问题：外力的作用促使物体运动状态发生改变，并通过亲身实验对此做出验证；（2）设计方案：利用相关工具，包括打点计时器、砝码、小车等，并分组对此做出相应的方案设计；（3）评估方案：通过老师或同学间的相互探讨，对此方案予以改进，以保证其可行性；（4）实施方案：对方案进行合理化分工，有步骤地对其做出验证；（5）分析数据：利用智能工具对数据做出处理，筛选出有效数据，并做出细致分析，以保证结果的科学性；（6）分享反思：对实验活动予以分享，做出互相评价，并在他人的建议下对实验步骤做出反思与改进，此外，老师对此要做出积极的点评与总结。

（二）探究型应用模式

对于探究型应用模式，其教学目标是对未知现象予以发现或做出解释。发现问题、收集证据、分析数据、解释结论、分享反思构成了探究型应用模式的基本步骤。对此，笔者结合美国科罗拉多大学博尔德分校工程学院关于空气污染的STEM课程做出具体分析。其步骤如下：（1）学生通过对空气的构成、性质等知识的调查或了解，利用果拼图和饼状图对空气成分予以展示；（2）通过学习对空气质量指数概念有清晰的认识，基于此创制反映空气质量指数信息的图表，对图表的应用方法做出合理化解释，并对空气污染的来源做出探究；（3）了解大气运动对污染物移动的影响；（4）制作简易模型，对溫室效应做出了解释；（5）对地球臭氧空洞的成因及其影响做出讨论，并研究工程师所采取的弥补措施；（6）对室内污染物来源予以识别，并研究其防范或减轻措施；（7）建立、观察治理空气污染的简单模型，使学生对治理和、防止空气污染技术予以认识与体验。该STEM课程以工程学为着眼点对与我们生活有密切联系的空气污染问题做出了探究，对学生使用该方法认识和解释问题起到了强化的作用。

（三）制造型应用模式

制造型应用模式以综合运用STEM知识对已有形态物品做出生产或改良为其教学目标，以培养学生的工程实践能力。对于其基本步骤，包括情境引入、设备培训、模仿制造、知识讲解、协同改进、分享反思。对于该应用模式，笔者结合MIT动手创新课程中制作电报机的课程做出具体叙述。（1）情境引入：古今是如何进行远距离信息传输的呢？（2）设备培训：通过培训增强学生对电报机的认识与了解；（3）模仿制造：基于相关知识的掌控，制造电报机简单模型；（4）知识讲解：老师对电报机的原理及其构成进行详细讲解；（5）协同改进：对各组所制造的发动机模型做出讨论，并分析其需要改进之处；（6）分享反思：学生对实验活动提出看法，引导学生做出进一步思考，比如保证电报机传播的有效路径等。通过制造过程，学生将知识与实践做出了融合，对学生的兴趣也得到了提升。

（四）创造型应用模式

创造型应用模式是指通过对STEM知识的综合运用以实现学生对创新物品的设计或创造。情境引入、创新引导、协同设计、制造验证、应用改进、分享反思构成了该模式的实施步骤。对于此，笔者将结合波士顿科学博物馆EiE项目做出具体阐述。EiE项目作为STEM教学的典型，融合了工程、技术与科学学科，其具体的教学步骤如下：（1）情境引入：为学生讲解Emily报警器的故事，使学生对工程设计有初步的认识；（2）创新引导：引导学生对电的基本知识予以认识与理解，并进一步引导其对电路的基本构成、工作原理等予以掌握，同时要求其绘制电路的工作原理图；（3）协同设计：绘制报警电路系统图，并对报警电路系统做出设计，并对其设计原理做出合理化解释；（4）制造验证：通过实践检验与讨论，对报警电路系统验证，看其能否有效工作；（5）应用改进：通过讨论，发现其需要改进之处，并进行优化；（6）分享反思：对创新作品予以分享，并通过与观众的交流，反思其该如何进一步予以优化。创造型应用模式为学生提供了一个头脑风暴的平台，有利于学生综合技能的提升。

三、结束语

STEM教学以培养学生综合处理现实问题能力为其目标，而这一目标也是我国教育所忽视的，我国虽然并不缺乏STEM独立学科的设置与学习，但我国学习者STEM素养普遍欠缺，这与我国长期对知识理解与应用的不重视不无关系。因此，我国应借鉴美国的相关经验积极推进STEM教学。如今 STEM教学在我国的建立了相应的试点并在全国逐渐展开，这对中国教育与人才培养而言无疑是有利的。

stem课程案例教学设计 篇4

●STEM视野下信息技术课程变革的趋势

1. 信息技术课程的难度会加大

信息技术学科的合理性成立的一个指标是在学校教育中学生需要学习的内容相对于其心理发展水平和知识水平有合理的距离，处于学生学习的最近发展区，学生在学习过程中有一定的难度。这种难度既是学生获取自我成就感的需求，又是一个学科发展的需求。在STEM视野下信息技术学科的教学内容不仅仅局限于创作一个作品过程中的各种操作，将会把科学探究中的工具设计、各种软件环境的比较分析，编写程序研究科学和数学问题这类问题有机地融合到信息技术的课程体系中，其课程的难度会比现在大。但是难度增大的同时，对学生的综合能力的要求可能会更具体，相比于现在的评价手段，可能会更具操作性。

2.信息技术课程的教学有效性会增强

教学的有效性决定难度提高的信息技术课程能否落实，如在最早的程序设计教学中，许多教师发现，程序语言的学习对于学生而言难度很大，而程序教学又缺乏足够的指导资料，使得教师不能够有效地指导学习能力稍弱的学生达到平均水平，教学的有效性不足导致了早期的程序设计课程普及度不高。为了提高教学的有效性，在内容设计上要有明确的有一定难度的知识或任务，在课程评价上要有很明确的可操作的量规，对于学习能力较弱和很强的学生都要有详细的支持手段，只有这样才能够提高教学的有效性。只有教学的有效性提升了，技术学科的学科地位才能够得到提升，学生在不断的头脑激励中体会成功的快乐，而教师能够有效地组织教学，设计教学环境。教学的有效性很大程度上受到教师能力的影响，因此课程支持材料的一个重要作用就是提高教学能力一般的教师的课堂教学有效性，因为他们决定着整个学科的教学有效性。

3.信息技术课程的课程结构的稳定性会增强

作为一门迫切需要成熟需求的学科，许多专家学者试图探索信息技术课程结构的稳定性，最近，南京师范大学李艺教授指出，有必要研究信息技术学科特有的科学思想方法。但信息技术又是一个不断求变、不断求新的领域，似乎存在着某种矛盾，因此这里有必要对社会和教育视野中的信息技术做一个区分，在社会视野中的信息技术更多的是一种工程化的思维方式：信息技术如何高效地解决问题。因此，当Windows XP出现之后，自然很少有人会继续选择Windows 98，但是在教育领域特别是基础教育领域当中，我们更多的是要教授学生一种科学化的思维方式：不同的信息技术手段在解决问题的过程中的区别和联系是怎样的。因此，有必要让学生比较Windows平台和Linux平台下同样的Office软件，区分其相同点和不同点，并从成本和产出的角度做出选择，就有了教学的必要。因此，对于不断变化发展的信息技术前沿技术而言，中小学信息技术教育存在着两条比较稳定的课程主线：一是同一款软件或者系统不同版本的比较抑或满足同一功能的不同软件的比较，二是在信息技术领域中偏向科学领域的知识，如编码、通讯技术和感测与控制技术。这些比较稳定的课程主线的背后，是更为稳定的学科思想方法，即人类用计算机增强其智能的共性规律。

4.信息技术课程必修和选修的功能区分会更加明确

信息技术领域可以讲授的内容，比任何一个传统学科都要更多一些，其原因在于计算机已经深入到社会的各个领域。单就选修课的开设角度就可以有：新软件的应用、信息技术手段和其他学科整合、运用信息技术进行艺术创作、机器人与感测控制技术、从某项职业的工作需求出发介绍其常用软件等。正是这种角度的差异，使得信息技术选修课的内容可以非常丰富，信息技术教师的业余爱好也可以在选修课当中得到最大限度的体现。其实这些选修课代表着信息技术课程的各个可能的维度，每个维度都希望自己能够成为必修内容。但是，必修内容应该是相对稳定的教学内容，而且课程容量有限，因此，应该将比较反映信息技术核心思想方法的相对稳定的内容，以一种高效的有一定难度的方式呈现给学生，与此同时，又不能够让必修内容变成没有难度的基础内容，还不能够让必修内容变成僵化的八股内容，恐怕这是最难处理的问题。因此，有必要对必修的内容和教师开设的校本选修内容做功能上更加明确的区分，并且建立一个合理的选修─必修的通道，使得必修内容在结构相对稳定的同时保持活力。

●信息技术课程各个学段学习过程的变化设想

在这里使用学习过程的概念，是期望规避目前信息技术学科常常被误解的问题：为什么小学、初中和高中都在讲Word？下面的设想，是期望学生在不同学段的信息技术学习过程中，有一个适应其心理发展特点的并且有一定梯度和不同侧重点的学习过程，目的是提升学生的学习能力。当然，这些过程只是笔者从STEM视野下信息技术课程变革的需求出发的一些不成熟的推论，而这些设想也受到我国区域间教育发展不均衡的制约，权作抛砖引玉。

1.小学：可以尝试在综合应用环境之下的创意表达

随着发达地区学生家庭电脑的普及，学生在家庭中完成信息技术作业已经有了基本的硬件保障。在小学阶段，很多内容是综合讲授的，如科学和社会学科。信息技术的教学也可能是综合的，如一个综合的活动中可能围绕着一个智能风扇的建议项目，要涉及装置的制作、程序的编写、图片的拍摄和处理、宣传影片的制作、说明文档的写作等一系列的综合任务，以表达一个创意为主线，串联起技术的珠链，让学生在综合应用的环境中学习技术，可能是小学高年级的一种重要的学习方式。有必要将颠倒课堂的模式引入小学的信息技术教学中，让学生在遇到一个软件的使用细节时，能够通过资源包来自学，以创意表达为核心而非以技术细节为核心的教学，可以在最大程度上符合小学综合实践活动课程的设计初衷。但是，这样做需要增加信息技术课的课时，目前在小学，信息技术课被压缩、占用的现象很严重，因此有必要对课程的内容做重新的整理，让教学效果和学生综合能力的提升作为小学阶段课程合理性的支撑。值得注意的是，创意类的课程，需要的案例往往不是一本教材就可以解决的，它需要的是综合情境下的解决方案的库。因此，应该组织教学解决方案的分享平台，让更多的老师有更多的教学选择。

2. 初中：可以尝试规范而言之有据地对各种信息技术工具和平台进行比较

有一个事实往往被忽视：我们生活在一个软件的地球上，而其中被大部分人熟知的软件的比例比我们地球上陆地面积的比例还要小得多，绝大部分的应用软件都失败了，他们被埋葬在软件行业竞争的深海当中，失去了社会价值，但是这些软件是有教学价值的，最大的价值是比较的价值。例如，通过对因为被收购而势微的Fireworks和Photoshop之间的比较，就可以体会到两种不同的图片信息处理方式，如果再把Photoshop跟Windows画图板进行比较，就可以发现这些图片处理工具的共性内容，并且思考一个信息技术工具设计是如何体现以人为本的。其实不单单是一些小公司的软件，就连微软自己的写字板软件相对于其记事本和Word而言都很少被人使用，那么从记事本到写字板再到Word，这些文字信息处理工具都做了哪些功能上的改进，它们有哪些相同的功能，经过这个分析，学生就能体会到什么是一个信息处理工具最基础的功能。又如，从ACDSee3.0～6.0之间哪些功能发生了变化，界面做了哪些调整，功能有了哪些变化，都可以写一个详细的分析报告。这种比较，可以选取一个比较小的应用软件来对学生进行测试，如比较三款截图软件的功能，并且根据一个需求情境对软件的选用作出判断。这种教育领域的软件比较适合教学的需求，使得一些已经沉没的软件重新找到用户，更重要的是让学生从软件的使用者转变为软件的选用者，而且分析测试报告的写作，也是一个综合能力的锻炼过程。此外，程序语言的学习也不是对一种语言的简单理解，而是对于完成同一个任务，各种语言的语法规则和执行效率的比较，相比于小学，又上了一个台阶。

3. 高中：可以尝试在学理上对信息感测、编码、通讯与控制进行实验研究并加以综合应用

在高中阶段，基础教育中的信息技术课程，由于在小学阶段已经有了比较好的基础，有了一定的图形化编程的认识，并且在初中阶段学生自学软件的能力得到了比较好的锻炼，接触到了一些代码语言，因此在高中阶段，做比较深入的涉及从模拟量到数字量的感测、编码、通讯和控制的学习就有了可能。通过程序设计语言编写实验工具，通过具体的信息技术实验，来研究上述过程中稳定的现象、效率的比较，在这个过程中分析、建模和设计这些面向21世纪的高阶思维能力以及问题澄清假设检验这些科学探究的过程，都可以通过信息技术实验教学的过程得以体现，之后从不同的角度如新软件的应用、信息技术手段和其他学科整合、运用信息技术进行艺术创作、机器人与感测控制技术、从某项职业的工作情境出发介绍其常用软件等角度开展某些深入细致的综合应用。这样，学生能够在学理上对信息技术中比较原理性的概念有一个较为深入的理解的基础上，对信息技术的相关的科学、工程、数学和艺术领域做一个初步的了解，为大学之后对于某一领域的专业学习奠定学习基础，而这是基础教育中其他学科所难以涉及的。

●信息技术课程变革的环境保障

如果上面的课程结构是一个比较理想化的课程畅想，那么这种畅想还是需要有效的教学环境作为保障，这种保障包括课程自身价值的明确，课程实施过程中实验仪器的配备，当然，最重要的是教师围绕着课程的支撑条件、评价体制和圈子文化的建设，通过这种建设，在使信息技术教师的整体水平得到提高之余，整个团队也呈现出一种和而不同的面貌，从而促进信息技术课程的变革。

1.明确信息技术课程对学习能力的促进作用

东北师范大学董玉琦教授指出，信息技术对学生学习能力的促进作用是制定高中信息技术课程标准时体现信息技术合法性的一个重要论据，而对于学习能力的促进作用则需要通过具体的教学内容来实现。正如前文所设想的那样，在小学阶段学生通过综合项目学习，体会各种教学软件和硬件在一个综合任务下的使用过程，提升自身的学习能力。在初中阶段学生通过各种软件环境的比较，从一个应用软件和硬件的使用者转变成为依据数据和具体的指标做出选择和分析的选用者，全面提高自身适应新信息技术环境的学习能力。在高中阶段对信息技术学理性知识进行深入研究，其准确的实验素质的培养，是区别于科学领域的实验教学的一类新的更具有广泛性和普适性的学习过程，其后的对信息技术相关领域的深入学习的过程，有助于明确自己的特长和兴趣，为今后大学的学习打一个良好的基础。因此，在上述的各个学段的学习过程中，教师始终都要把信息技术课程对学生的学习能力的促进作用作为一个明确的要实现的目标。

2.明确信息技术实验的仪器设备的合法性

信息技术教学过程中的硬件不仅仅有机房的计算机，随着课程的深入，需要更多的硬件作为教学仪器进入中小学信息技术教师的配备标准中。在这一过程中，需要课程标准的制定者、教材的编写者和教学仪器标准的制定者的合作和配合，使得信息技术课程更加符合社会发展的要求，课程的内容也更为稳定，教学更为有效。这一过程中，作为教学仪器出现的硬件平台，应该是针对教学需要专门设计的、成本比较低、稳定性比较好的教学仪器，并且在小学、初中和高中都应有适合该学段特色的相应设备。

3. 课程体系对教学处于弱势的教师应该提供有效的支撑

决定教师整体水平的永远不是最优秀的特级教师的教学水平，而一定是刚入职的教师或者教学中处于弱势的教师的教学水平。以数学教学为例，一个刚刚入职的教师可能在教学方法上还不熟练、在教学技巧上还欠些火候，但是数学学科长期以来积累下的习题体系会给他以支撑，意思是说，他可以把重点放在对习题的掌握上，这种对数学习题的深入理解会给他带来最初的教学自信。而信息技术课程则缺乏对教学能力稍微欠缺的教师的有效支撑，教学内容上应该有一定难度，应该有一定的体系和比较容易定量操作的指标来对学生的学习结果作出评价，而作为初中阶段的软件分析报告和高中阶段的信息技术实验论文在这方面就更容易操作一些，此外还需要丰富的课程解决方案，这样才能够整体地提升教师的教学有效性。

4. 教师评价体系应鼓励优秀教师对选修课程的贡献

在信息技术学科的课程中，选修课程的建设非常重要，其重要性远远超过传统学科，应在教师的评价体系中有所倾斜。特别是从高级教师到特级教师的阶段，能够开发并研制几门可在小范围内推广的选修课程，应该成为评选特级教师的一个重要指标，因为作为特级教师，其教学风格和教学特色受天资的影响很大，其他人很难学习和继承，而在课程领域则不同，积累下的教材、教案、学案、有声读物和微视频组成的课程资源支持包，能够帮助感兴趣的教师开展该选修课程的教学。此外，以课程为导向的教师评价机制还有利于让那些公开课不那么突出的教师脱颖而出。

5. 促进信息技术教师差异化课程小圈子的组织和文化建设

围绕着特色选修课程的建设，通过网络平台形成信息技术教师的差异化的课程小圈子，跨地域完成讨论和课程研讨，将感兴趣的人聚集起来，让信息技术教师在选修课程的建设过程中收获个人兴趣与职业成长的双丰收。以Scratch语言教学为例，其典型的几种教学流派和自己的小圈子在QQ群的组织下形成了自己的课程圈子和尊重、分享的课程文化，这种圈子和文化极大程度上促进了Scratch在中国的推广，也促进了圈子中刚刚进入到Scratch教学的教师的水平的提高，以2013年Scratch教学研讨会为例，来自全国各地的教师以民间自发的形式来参加教学研讨会，大部分教师自费参加教研的情况在全国是很少见的，这正是围绕着课程的教师圈子力量的体现。今年，创客教育（www.edumaker.org）网站将致力于建设以明星教师课程为核心的教师圈子，并形成有效的造血机制。

●从STEM到STEAM：将艺术融入到STEM视野下信息技术课程实施的全过程

从STEM教育视野下看信息技术课程的变革绝对不是要将信息技术课程变成一门干巴巴的理科课程，其中艺术和设计的元素在信息技术课程的教学设计中是一条贯穿始终的线索，因此有学者指出有必要从STEM到STEAM，将艺术（A）和设计的元素融入到信息技术教学中，艺术给了STEM领域的作品丰富的表现力，而设计则连通了从STEM领域到产品原型之间的桥梁。我们之前常用的以学生作品的形式评价学生的做法，好的作品和差的作品之间的差异，往往是其艺术表现力和设计创意之间的差距，在评价方面，如前文所述，在信息技术课程中引入软件比较报告和实验报告这两种评价方式，在这些评价方式中，同样还要将作品的质量和艺术表现力作为一个评价的指标。

●缓进而慢行：以丰富的选修课程逐步促进必修课程的变革