肖正興 李亞奇 鄭杰
摘 要 在“大眾創業、萬眾創新”的時代背景下,對于高職非計算機大學生不僅僅需要本學科的實用技能,還需要掌握復合型、跨學科的能力。本文利用BYOB可視化編程平臺實施STEAM教育,培養學生復合型、跨學科的能力,同時培養其運用編程思維解決本學科問題的能力,探索構建基于STEAM的跨學科教育模式。
關鍵詞 BYOB STEAM教育
信息技術高速發展的時代,信息技術已經與各行各業進行了深度融合,因此每個行業的人才都需要掌握編程思維,以便于運用編程思維的能力解決本專業的相關問題。
BYOB就是一個可視化、模塊化的編程平臺,利用該平臺可以構建虛擬世界,在充分地啟發和引導下,在解決問題的過程中,主動探索式的學習編程。
STEAM的原身是STEM理念,即科學(Science)、技術(Technology)、工程(Engineering)、數學(Mathematics)的首字母。鼓勵學生在科學、技術、工程和數學領域的發展和提高,培養學生的綜合素養,從而提升其全球競爭力。近期加入了Arts,也就是藝術,變得更加全面。
學科間融合的教育模式也是為了激發學生的興趣,增強他們對知識的理解;發掘學生在科學技術專業上的潛力,培養他們的創造力。本文探討了如何在高職非計算機專業學生中運用BYOB可視化編程平臺進行STEAM教育培養,從而提升學生復合型、跨學科的能力。
1什么是STEAM教育
STEAM是一種教育理念,有別于傳統的單學科、重書本知識的教育方式。STEAM是一種重實踐的超學科教育概念。任何事情的成功都不僅僅依靠某一種能力的實現,而是需要綜合素養,比如電子產品的構建,不但需要技術,運用高科技手段創新產品功能,還需要UI設計方面的綜合才能,所以單一技能的運用已經無法支撐未來人才的發展,未來需要的是多方面的綜合型人才。
STEAM教育在美國的重要性不亞于中國的素質教育,在美國大部分中小學都設有STEAM教育的經費開支。在STEAM教育的號召下,機器人、3D打印機進入了學校;奧巴馬也加入了全民學編程的隊伍,寫下了自己的第一條代碼;幫助學生們學習數學、科學的教育科技產品層出不窮;而且這五個學科,技術和工程結合,藝術和數學結合,打破常規了學科界限。
具體來說,STEAM教育不僅僅是提倡學習這五個學科知識,更提倡的是一種新的教學理念:讓學生們自己動手完成他們感興趣的、并且和他們生活相關的項目,從過程中學習各種學科以及跨學科的知識。STEAM其實是對基于標準化考試的傳統教育理念的轉型,它代表著一種現代的教育哲學,更注重學習的過程,而不是結果。本質上來說,我們敢于讓學生們犯錯,讓他們嘗試不同的想法,讓他們聽到不同的觀點。與考試相反的,我們希望學生們創造能夠應用于真實生活的知識,鼓勵學生動手實踐,從而找到自己想要的答案,達到潛能開發的目的。
2基于STEAM的探究式的教學方式
真正的STEAM教育,是遵循科學探究的流程或工程實踐的流程的,教學方式以項目為周期,帶著學生去探究或實踐,在這個過程中讓學生自己建構知識和技能,達到培養內內在的綜合能力的目標。
一個完整的探究式學習過程:學生自己描述問題,找出解決這個問題的限制條件;接著通過各種渠道收集資料,找出前人的方法;在已獲得的資料的基礎上,根據自己擁有的知識提出所有能想到的解決方法;在這些方法中篩選出最優,建立模型;利用材料,創造出實物,實現自己的想法;測試作品,評估作品,進一步完善設計。
3基于STEAM的評價體系
當按照STEAM探究式教學方式鍛煉學生的動手能力、邏輯思維能力、創新能力等,如何評估以上能力是非常重要的一個環節。教學目標分配應該是三分之一的知識,三分之一的技術能力,三分之一的綜合能力。技術能力和綜合能力需要明確的教學環節進行支撐。
4“STEAM+BYOB”教育模式的實施
針對高職非計算機專業的學生開選修課“BYOB創意編程”,選用BYOB可視化平臺的原因在于,課堂并非講授傳統編程,而是希望通過BYOB可視化平臺培養非計算機專業學生的編程思維能力、解決問題能力,以及復合型、跨學科的能力,BYOB是一個非常不錯的平臺,原因在于:
(1)目的不同 :傳統編程的教學目標是職業技能培訓,以就業為主要目的,BYOB創意編程的目標是讓學生建立程序思維方式、提升邏輯思維水平。
(2)課程內容不同:傳統課程中編寫的程序大多為數學計算,枯燥、繁瑣,學生很難產生興趣,創意編程緊緊抓住學生的興奮點,通過游戲、故事、實物模擬等吸引學生的注意力。
(3)教學方法不同:傳統課程從抽象的規則開始,深入到更加抽象復雜的規則。創意編程從簡單的游戲開始,到抽象高級的游戲,把模塊化思維包裹其中。
(4)評價體系不同:傳統課程強調算法的精密,強調標準答案。創意編程強調實際運用編程的能力,強調獨創性。
基于STEAM理念,設計了小貓快跑、貓鼠大戰、空戰游戲、大魚吃小魚等興趣性強的游戲,并且采用形成性考核方式,過程性考核+綜合作業的考核方式。
針對高職非計算機專業開設2輪各3個班選修課,學生興趣很高,經過32學時的編程思維的訓練,能夠以小組團隊協作方式完成作品,并且形成完整的文檔說明,記載探究式學習的整個過程,以通過作品的完成掌握利用STEAM強調的能力。
5小結
本文嘗試運用STEAM的教育理念,運用BYOB可視化編程平臺教授非計算機專業的學生編程思維能力,同時鍛煉了學生復合型的能力,不足的是,課程內容大多是以游戲為主,還是缺少運用平臺解決跨學科問題的案例,在后面的教學實踐中,需要挖掘跨學科的典型案例,進一步鍛煉學生運用編程思維解決本專業問題的能力。
參考文獻
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