STEAM教育理念对AppInventor教学的启发

1、STEAM教育理念对App Inventor教学的启发【摘要】2015年9月，教育部对未来五年对教育信息化的规划明确提出在教学中 融入信息化元素，探索STEAM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，使信息化教学真正成为教师教学活动的常态。App Inventor是一款快 速开发安卓手机应用的设计工具。本丈将介绍App Inventor及课堂教学，STEAM教育 理念及以STEAM为中心的技术课程。结合教学案例，阐述STEAM教育理念对App Inventor教学的启发。【正文】一、引言国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010 2020年）在战略主题中 明确指出：坚

2、持能力为重。优化知识结构，丰富社会实践，强化能力培养。着 力提高学生的学习能力、实践能力、创新能力，教育学生学会知识技能，学会 动手动脑，学会生存生活，学会做人做事，促进学生主动适应社会，开创美好 未来。促进学生全面发展，着力提高学生服务国家人民的社会责任感、勇于探 索的创新精神和善于解决问题的实践能力。对学主的培养已经从应试能力向立 足于学生全面发展的综合素质培养转变，这就要求教育培养方案必须能够与学 生的综合能力和素质提升相匹配，STEAM教育无疑是一种很好的实现形式之一。 作为一线的信息技术教师，笔者希望可以将STEAM教育理念与自身教学内容 App Inventor相结合，在App I

3、nventor的教学内容及方法中融入STEAM 教育理念，构建更有利于学生发展的课程。二、App Inventor 介绍App Inventor是2010年山G00GLE（谷歌）公司推出的一款快速开发安卓手 机应用的设计工具，后移交MIT （麻省理工大学学院），发布了 App Inventor 2, App Inventor界面简洁易懂，并以积木式的编程方式来完成程序设讣，前, 许多国内外的中小学已经将App Inventor引入信息技术课堂教学。App Inventor开发环境主要包括三大板块:1 设计(Designer),其中包括组件面板、工作区域、组件列表以及组件 属性，使用者可以通过这

4、个板块进行app界面的设计以及根据功能需求添加相 应的组件并设置组件的相关属性。No7cxtr»y »'4!ilcDu»'.r,?CZZ Cm3Mm图1开车不发短信app组件及界面设计2编程(Blocks),其中包括代码块和工作区域，编写程序所需要的语句 在左边的代码块区域中都可以找到，并在工作区域中通过积木式编程的方式完 成app的功能。图2开车不发短信app程序设计界面3.菜单栏，通过“连接”菜单，可以对项口进行三种不同方式的调试，分 别为“模拟器”、“AI伴侣”和“USB端口”，并且在“编译”菜单中可以直 接打包下载apk,并在手机上安装使用

5、。App Inventor有以下儿个特点：1.板块简洁、内容丰富；2、编程简化、 功能强大；3、开发周期短、体验性好。三、App Inventor的课堂教学实践App Inventor 之父 Harold Abe Ison 建议，App Inventor 的教学应该与具 体的生活、学习情境联系起来，特别是有一定主线的一系列情节联系起来。所以 笔者主要采用抛锚式教学策略来贯穿App Inventor的教学，并根据学生的实际 情况和课程内容的难易程度穿插案例讲授法和演示法。基于抛锚式等教学方法， 结合App Inventor的特点，笔者归纳整理了其教学流程模型。图3 App Inventor教学流

6、程模型四、STEAM教育STEAM教育起源于STEM教育，STEM教育在1986年山美国国家科学委员会 首次提出,是科学(science)、技术(technology)、工程(engineering)和 数学(math)的缩写组成，随后，美国弗吉尼亚大学科技大学学者Yakman提 出了 STEAM,在STEM的基础上加入了 A (Art) , Yakman的研究，A (艺术)指美、语言、形体艺术等含义，笔者认为人文艺术也可体现在A这个元素中。STEAM的构成框架如图4所示。2015年地平线报告：K12版提出，“STEAM 学习的崛起”将成为“未来一至两年技术驱动K12教育的重要趋势” o=ST

7、EAM图4 STEAM课程框架（李昭伊，刘君，卢泰天，2011年）美国学者桑德斯指出STEM中的技术、工程、科学及数学这四个知识体系一 定会有一方面是突出强调的内容。因此在实施STEM和STEAM教育时，技术和工 程两方面要必选其一，然后再综合科学、数学及艺术方面的内容，构建相关选修 科LI来达到STEAM教育的目的。对于信息技术学科来说，我们可以选择技术 作为STEAM课程的主要核心内容，将其他四个部分的内容作为辅助部分，以此来 达到在科学素养、技术素养、工程素养、艺术素养和数学素养五方面的共同发展。五、以STEAM为中心的技术课程设计在韩国技术教育发展的最新动向一一以STEAM模型为中心的

8、技术教育课 程设计中提到，韩国学者李镇洙对STEAM教育提出了 “综合模型”和“三维 模型”，“综合模型”（如图5所示）可分为多学科连接式综合、多学科交互 式综合、多学科融合式综合。其中模型1多学科连接式综合模型是以技术 学科为中心。模型1多学科连接式综合模型2多学科交互式综合模型2多学科融合式综合图5 STEAM教育综合模型（李昭伊，刘君，卢泰天，2011年）“三维模型”（如图6所示）在小学、初中、高中、大学的STEAM相关学 科课程中都可以使用。对照三维模型，结合笔者所在的初中学校，可以根据教学内 容选择以"活动”、"主题”或者"问题”为中心的主题内容，利用多

9、学科连接式的 STEAM三维模型进行信息技术课程的授课准备。学校类别多交:X2 科式 学接 多连科式学合多融 图6以STEAM为中心的技术学科课程设计模型（李昭伊，刘君，卢泰天，2011年）以STEAM为中心的技术课程设计常常是基于真实问题解决的探究学习(PBL, Problem-Based Learning) 基于设讣的学习(DBL, Design-Based Leraning), 它强调学生在看似杂乱无章的学习情境中发展设讣能力与问题解决能力，因为 真实的问题是劣构、错构的问题。激发学习者的学习兴趣，让学习者结合科 学、数学、工学、艺术等概念知识运用技术来解决实际生活中的问题。并且要 对学

10、习者进行过程性及最终结果的评价。以STEAM为中心的技术课程注重的是 对过程的评价，而非结果，学主所制作的成果远没有他自身的体验过程重要。制 作出来的产品可能山很多不实用或者不符合实际等缺点，但创造力，跨学科综合 运用知识解决问题的能力才是最重要的，制作过程只是培养能力的手段，不应 当只以最终产品来论成败。六、STEAM教育与App Inventor教学从STEAM教育反观自身的App Inventor教学，发现基于App Inventor的 抛锚期攵学非常符合STEAM教育理念的原则，而STEAM教育理念也为App Inventor教学提供能更多的思路和启发。1. 选择的学习主题可跨学科并贴

11、近实际生活在前期的课程中，教师选择的学习主题应该从主活角度出发，选取实际存 在的问题进行解决。教师要善于分析学习主题所包含跨学科知识，STEAM教育 是希望学生学到的知识能综合运用以解决生活中的问题，并且以此在STEAM各方面有 所发展。所以通过对学习主题STEAM的分析，教师可以更有针对性的把握学习主题 STEAM各方面的内容，以此更好的确定教学U标以及教学过程。在完成App Inventor的基本教学内容后，可以让学生分小组自己提出希望 解决的实际生活问题，可以进行项LI式教学，让学生自己制作计划和项U策划书, 教师可以制定合理的评价标准，指引学生善于发现生活中的问题，用App Inven

12、tor以及自己所学习的综合知识来解决问题。案 例1：开车不发短信冋!图7 “开车不发短依”案例教师展示因使用手机而发生车祸的相关视频和数据，讲述H前很多司机在 开车过程中打电话、收发短信的现象普遍，因为此发生的车祸也是屡见不鲜， 并以如何解决这类问题引岀学习主题。本案例包含的STEAM元素:STEAM元素内容S手机拨打电话、首发短信的机制T编程技术A颜色搭配、界面排版，考虑用户体验相关的功能设计（如：可修改自动回复的短信内容）M短信、电话的记录等数据库存储等相关内容表1 “开车不发短信” STEAM分析表2. 让学生针对问题有更多讨论思考的时间笔者之前的教学实践中，担心课堂的时间以及纪律掌控问

13、题，总是习惯性 的自己提出问题，直接将问题抛给学生，但这些问题其实都是站在教师的立场 上提出的，并没有经过学生自己的思考与提炼，所以学生在解决问题的过程中 会缺少主动性与积极性。给学生更多的时间思考讨论并不意味着完全把问题抛给学生，必要时教师要进行正确的引导，最后归纳总结需要解决的实际问题, 帮助中学生明确自己的课堂学习目标。案例2：打地鼠游戏图8 “打地鼠”案例教师在这节课中，可以将“制定游戏规则”的任务交给学生，进行小组讨 论完成，让学生在完成作品的过程中更具有责任意识。如下图所示，可给学生 提供框架表格。编昌规則名具体标准打地鼠游戏規则征集图9游戏规则征集样表编号規则名I具体标准IKt*

14、倒计叶60够-&AAiM中，加一分、4分三夭，爭统一地风移劝巧建 戊就舞快02秒.并JL地杲大小交小打地鼠游戏規则衽集图10学生作业范例3. 增大学生负贵部分的比重，减少教授知识的时间。在经过近一个学期App Inventor教学过程中，笔者总是为学生规划好了解 决的方法以及解决问题的思路，甚至是app的界面设计。按照STEAM的教育理念, 它注重实践、注重动手，在教学过程中，应该给学生更多的探索和自主的空间。无 论是在界面的设汁、组件的选择以及解决问题的思路上，都有自己多元化的选择。 根据前面对App Inventor的描述，可以看到它本身就是一个比较简单并且实践性非常强的学习平台，

15、所以教师要减少自己教授知识的时间，多 引导学生思考，和学生一起整理解决问题的思路，留更多的时间让他们自己去 尝试、探究。案例3：涂鸦板寺上 9 48Saeenl图11'涂鸦板”案例图12 “涂鸦板”案例部分程序在编程画线程序过程中，学生对图12所示的程序中“起点坐标”、“领点 坐标”分不清楚，如果教师利用自己讲授的方法将知识传递给学生，固然可以解 决这个问题，但是这并不形象，并且学生的认知过程仍然是被动的，不妨让学生 自己尝试，对比使用“起点坐标”、“领点坐标”两者之间出现的不同效果，在 实践过程中真正理解和体会两者的不同之处。4. 注重过程及综合评价笔者在之前的教学过程中习惯以一个学

16、习主题为单位，对学生的作品进行 一个最终的评价。结合STEAM教学原则和理念，发现这样的评价过于片面和单 一，部分的学习主题需要多节课完成，而每节课的学习目标乂是不一样的，所以 针对每节课的内容可以进行一个阶段性的评价。除了针对学习内容以及完成最终作品的评价，教师还应该关注学生在解决问题过程中的表现，注重过程性 的评价。在针对综合作品的评价中，往往比较注重对问题的解决以及程序设计的正 确性。容易忽略制作的界面设讣以及用户体验。App Inventor制作出来的作品 是可以直接在生活中运用的，所以除了关注技术性之外，还应该讲究作品的包装 以及用户体验。并适时通过学生作品展示增强学主自信以及鼓励小

17、组间的同学互 评以及自我评价等案例4：打地鼠第2课时与笫3课时评分标准IMS <nw>ewna2加r5IxKWw降物免 ffiHO)*? n» I 欣M.代表10分.代表6分、0代表3分©©©©©©©©©©105>1CO厉珈©<s)©©©©I©©©©3Itsr u, FT-zzr*n*B BA13l识Wfi2曲弭心©©©©soWr-H

18、I©©©©©so王右©©©©©©©©©%1诉U° *LMKL I 二U8._：ii U 一图13 “打地鼠”阶段性评价01lOW!e«M| 4IWS珈号«sIzhfl 1srMFIMWlMF：ns »5<*ICAV代表10分.代表6分、0代表3分as血画画画血画画画画13>1W"l«T3B(20112/1!©133392S&：2A】10內远沁21?辑2)20«

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