面向stem的创新课程创设实践与思考

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1、面向STEM的创新课程创设实践与思考【摘要】目前，以提升学生科学、技术、工程、数学等学科综合素养为目标的STEM教育方兴未艾。笔者在小学信息技术课堂教学中践行STEM教育理念，创设需跨学科解决的问题情境，一些创新课程设计取得预期效果。【关键词】STEM教育；Scratch编程；3D建模打印；虚拟现实；全息投影【中图分类号】G434【文献标识码】A【论文编号】1671-7384(2017)02-0071-06现代科技的发展越来越需要跨领域的学科知识的整合应用，基因测序、纳米技术、可再生能源、量子计算

2、等技术的发展无不印证了横跨数学、物理、生物、信息等技术融合的必要性。人类科技的发展需要培养STEM复合型人才。而中小学现在最广泛应用的课程模式还是分科教学模式，很少重视学科之间的联系。STEM教育代表了课程组织方式的重大变革。学习者接受STEM教育有助于对数学和科学等内容更加深入的理解；同时也有助于培养他们在真实世界中应用这些知识解决问题的能力，因为这些问题本质上就是跨学科的。STEM教育的课程设计应该使用整合的课程设计模式，即将科学、技术、工程和数学乃至艺术人文等诸多学科整合在一起。目前来看，制

3、约STEM教育开展的瓶颈之一是STEM的课程建设，上海、温州等城市的许多中小学都已率先开设了STEM研究实验中心，尝试STEM课程进入课堂的实践研究。笔者在信息技术、科技创新、创客教育方面有着多年经验，进行了面向STEM的课程开发实践研究，取得了预期成效。全景图制作让学生零距离接触虚拟现实技术2016年作为“虚拟现实”元年，各行各业都在尝试连接VR技?g。让心脏转身，带你在心脏的各个心室参观，跟着血液在动静脉中“坐过山车”一一这一切得益于VR技术。它能让你体验到立体生物教学的“魔幻魅力”，帮你生成

4、一个逼真的视觉、听觉、触觉一体化的三维虚拟环境，使参与者获得与现实世界一样的感受。这是一个运用VR技术制作的生物课件。类似的利用VR制作的一些互动体验感强的学件、课件频频在各大公司展台展示，但是真正应用于教学的目前仅是极少数。VRplatfrom、Vega、Unity3D、Quest3D等软件都是实现虚拟现实技术的途径，但是对于中小学生来说，技术的难度系数较高。虚拟现实似乎离我们很遥远。笔者尝试设计全景图课程，让学生亲手制作一个虚拟现实作品，让它走进信息技术课堂。全景图制作流程包括全景模型选择、图

5、像釆集、图像拼接、图像缝合以及全景图展示浏览五个步骤。事实上，制作技术的低门槛，已经让百度全景街景地图服务在短短三年时间覆盖了424个城市。而之所以发展如此迅速的秘密还在于百度圈景，百度圈景是百度地图全景上传平台。百度全景采用众包的模式，将全景采集的人群扩展到每一个人，通过每一个人的力量来共同建设百度全景。制作三维全景照片的软件有许多，如C00L360、QuicktimeVr、PhotoVista等。笔者认为，其中的PhotoVista比较适合小学高年级学生学习掌握，它是目前PC端制作影像式虚拟实

6、境网页工具功能最强大的工具之一，可以制作出具有360度全景式的影像虚拟实境，并自动输出网页。笔者在小学信息技术教学实践中结合“压缩与解压缩”与“软件的下载与安装”的教学，将虚拟现实技术“整合”进入课堂，让学生亲身体验PhotoVista2.0全景图制作。《PhotoVista2.0全景图制作》这一课要用到素材库的解压缩、PhotoVista的下载安装使用以及运用Frontpage对其生成的图档进行修改设置。在上课之前，还需要组织学生在校园内或到附近景点拍摄相关的素材照片，这里涉及选景策划、照相机手

7、动调焦、三角架的使用等。学生需耍在迈出双腿的同时完成此项全景图制作任务，还需耍跨学科的知识技能的支撑。有的学牛还在旅游景点拍摄了素材并合成了全景图上传百度圈景并被录用，获得了成功的体验。应该说，这是提升学生STEM素养的一个成功案例。Scratch创新课程设计让趣味编程走向趣味创造2016年1月30日，奥巴马对公众发布了^ComputerScienceforAll"的倡议，鼓励美国中小学生尽早地学习计算机科学的知识，为未来的人学学习和职业成功做准备。在奥巴马的这次倡议里，“计算机科学”在很大一部分

8、等同于“编程学习”。我们的小学信息技术课程也有一些编程模块的课程规划，比如五六年级有Scratch编程的课程安排等。但是课程的安排大多局限于让学生在屏幕上操作，很少涉及工程设计的理念。从Scratch官网上，我们可以找到Scratch的核心思想是Imagine（想象）、Program（编程）、Share（分享），寓意利用Scratch激发儿童的想象、培养儿童的思维，并在智慧分享中共同提高。笔者认为，在STEM教育视野下信息技术课程需要变革，因此编著了《面向STEM的Scratch创