STEAM教学模式在初中信息技术教学中的应用探究

《义务教育信息技术课程标准（2022 年版）》明确提出重视素养导向的综合评价，由此可见初中信息技术教育正处于从注重技能训练到素养培育的新形势下。长期以来，传统的教学模式主要表现为学生对软件应用程序的重复性和机械化的操作、与学生的生活现实缺少关联性及与其他学科知识的融通联系，学生缺少利用所学知识去解决身边实际问题的能力。STEAM教育思想关注Science（科学）、Technology（技术）、Engineering（工程）、Art（艺术）、Mathematics（数学）的多门学科整合，在一种项目式课堂教学中给学生充分的实践环境。

一、STEAM教学模式在初中信息技术教学中的应用价值

在传统信息技术授课中，教师的内容较为单调，过分强调信息技术的软件操作性，并脱离社会生活实际；教学手段仍以教师讲解，学生观摩模仿为主，学生的创造力得不到提升；学科割裂，学生无法打通信息技术和其他知识的联系[1]。这样的模式使学生掌握信息技术操作技巧，但难以将技术用于解决实际问题。STEAM教学模式从项目出发，把信息技术与科学探究、工程设计、艺术表达及数学逻辑结合，将信息技术学习变成了身临其境、有形可依，有意义、有语境的学习活动。学生在项目实践中，不仅能掌握信息技术技术技巧，还能增强跨学科的思维能力、解决复合性问题的能力，实现由量变到质变，最终由知识向素养的转变。

二、STEAM教学模式在初中信息技术教学中的应用路径

（一）情境导入启思：以生活问题驱动学习动机

首先，STEAM教学应从情境的创设开始，通过提出富有真实性的、有价值的、开放性的问题情境，刺激学生的学习动机，引发学生的跨学科学习，所以教师要选择贴近学生生活的问题，创设有一定难度、具有启发性的、开放性的问题情境，将学生自发学习引导到发现问题、分析问题和解决问题的环节当中来，自然而然地进行多学科知识的学习，建立起知识间的内在关联。

以八年级上册“人工智能初步”单元为例，教师以“校园智能垃圾分类系统”为项目主题。通过展示校园垃圾分类现状的视频资料，引导学生发现现有垃圾分类方式效率低、准确率不高的问题。学生分组调研校园垃圾种类、数量及处理流程，结合物理学科中的传感器原理、数学中的数据分析方法，提出基于图像识别技术为基点的智能分类方案。各组利用Mind+编程平台设计初步构想，并分析技术转化实现的可行性，为后续开发及应用奠定基础。

（二）原型迭代精进：以工程实践深化技术理解

STEAM教学的迭代开发是让学生培养工程思维的必要环节[2]。借助设计—实现—测试—优化，让学生推翻面子看问题的习惯，理解技术规律，学会系统地解决问题，学会应用数学工具开展数据处理，使用科学方法进行实验设计，通过工程技术实现方案优化，获得求真务实的科学精神、精益求精的工程精神。

该智能垃圾识别处理项目在开发阶段，学生首先运用python、OpenCV库进行图像识别模型的训练，在进行早期测试发现识别率为 65% 时，该小组同学结合数学知识进行数据统计，发现主要原因是训练的样本量不够充足和拍摄时的光线不佳导致了较多的错误数据，进而进行组内分工，一部分进行图片数据的采集补充垃圾图片的训练样本数，一部分设计光线补偿算法对识别率进行修正，最终通过四次迭代实验实现了 89% 左右的识别率。并通过自身设计 3D打印出垃圾分类装置的机械框架，对软、硬件进行有效集成，实现了抽象到实际的转化。

（三）成果展演悟道：以艺术表达提升项目价值

STEAM教育中成果输出是技术表达的价值升华及艺术表现的外在表现，采用艺术化展现成果不仅对成果进行美化，更能对项目理念进行内化表达，通过成果的艺术展示使技术成果产生人文的价值表达，具备社会学方面的深层表达，这也促进学生审美能力、表达能力及批判思维能力的发展，使技术表达的教育价值不仅仅是技术层面的工具性价值，而是升华为理念、价值观的认同与输出。

学生们完成项目之后，在学生作品成果展示会中展示“智慧校园·绿色未来”，各组不仅现场演示智能垃圾分类系统使用的成果，而且还完成制作具有可视化多媒体的短视频，讲解设计项目思路及其带来的更大环保效益。通过美术课学习版面设计和美化能力，学生完成精美数据可视化版面，展现系统运用之后垃圾的分类效果和环保价值。在展示答辩时，各组从技术角度、环保的角度以及社会的角度等深层次进行全面阐释，并接受班级同学和老师提问与建议的改进，以便更好地完善学生项目。

结语：

STEAM教学模式为初中信息技术教学注入了生机和活力，以真实项目为核心，基于技术开展多知识学习的应用过程，能够激发学生学习的兴趣与动机、创新思维和批判能力，在真实项目中不仅学习技术知识和技能，更能够培养跨学科思维方式、工程实践能力以及艺术创造思维表达能力。未来要进一步实现理论与实际的融合，研发并本土化的基于当地教科书的STEAM项目案例，提升教师的跨学科教学能力，推进信息技术教学融合STEAM理念培养新时代创新人才。

参考文献：

[1] 彭泽宁. 基于核心素养培养的初中信息技术教学策略[J]. 中学课程辅导,2024(12):93-95.

[2] 李学梅.STEAM 教育理念下的信息技术教学设计及实践研究[J]. 教育观察,2023,12(35):103-106.