STEM教育视角下的计算机专业课程教学实践研究

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  【摘要】    教育目标分类理论主张强化学生知识迁移能力,应将学习和掌握的知识进行创新应用,从记忆理解的低阶思维相创新创造高阶思维发展。教育工作者应以STEM为教育载体,多维度和多层次的开展计算机专业课程教学活动。具体做法使,基于科技支撑深度推进研究型学习模式、将STEM课程融入计算机专业课程教学设计中、构建多样化的教学成效评价体系。
  【关键词】    STEM教育    计算机专业课程    教学
  引言:
  STEM是实现跨学科教育的工具、手段、指导思想,作用于教师多学科思维的进行教学设计。STEM教育视角下,教师需注重引导学生进入深度学习情境,循序渐进的提升他们的认知能力。针对计算机专业课程教学的研究,教育工作者需从学生全面发展、市场人才需求、人才结构优化等方面进行立体和多维思考。应以现实领域发展趋势为参照,对课程内容进行整合和丰富。教师加强实践创造,教学模式和教学内容进行科学优化和完善,引导学生主动的进行技术创新和研发。
  一、计算机专业课程中STEM教育的理论框架
  1.1跨学科设计计算机专业教学内容
  STEM教育语境下,教育工作者更热衷以多学科视角出发设计教学内容。在重实践的跨学科教学思想的指导下,教师需对传统计算机专业课程进行合理扩充,融入与之具有密切关联性的知识内容。秉承知识生产服务社会发展的原则,对计算机专业教学内容进行跨学科式的再设计。注重基于认知情境扩充单学科的教学内容,将学生学习与实践引入完善的应用场景中。学习知识是手段,应用知识是目的,教师必须将最新和最前沿的知识和技术渗透到计算机专业课程中。
  1.2 STEM课程是强化学生综合能力的手段
  知识生产、信息重组、信息传输、信息接受、信息反馈,是教师与学生思想沟通和行为交互的一个过程。教师需设置利于学生提高解决问题能力的STEM课程,将其作为新型的教学手段和工具。在STEM教育视角下,教师需看到教学问题的本质,以及学生成长和成才过程中的制约因素的变化态势。需以动态和宏观视角思考专业课程教学设计问题,应将知识的生产和传播作为重要的社会责任。教师应基于人才机结构分析,对学生综合能力进行全面强化。利用STEM课程课程实现跨学科的输出和整合教学信息,信息流通的动态过程中,使学生行业认知、创新能力、实践应用能力等获得不断提升。
  1.3基于丰富的课程内容可提供多层次的认知经历
  知識有着一定的概念性、程序性、事实性、动态性,在学习和理解上,对人的记忆、理解、分析、认知等能力的要求有所不同。计算机专业课程中融入STEM教育理念,从某种角度来说,是对学生认知经历的极大丰富。教师应向学生输出跟多整合性知识,使他们从不同层次和维度对知识进行理解。历经记忆-理解-使用-思考-评价-创新六个认知过程,学生的观念和思维会获得极大改变。若知识仅能停留在记忆和浅层的理解层面,学生无法对计算机技术应用领域发展形成深刻认识,更无法实现知识的迁移和智慧转化。
  教师要结合学生个体差异性问题,实现跨学科式的整合课程资源,基于优质的STEM课程,为学生提供多层次的认知经历。
  二、STEM教育视角下的计算机专业课程教学实践活动的再设计
  2.1以能力导向设计开放型实践活动
  STEM教育视角下,围绕计算机专业课程展开的实践教学活动,需切实提高学生解决问题和技术应用能力。教师应以能力导向设计开放型的实践活动,组织学生走出课堂,深度的参与到职业活动中。应将专业基础知识和技术应用进行科学整合,实现教学维度的扩展和延伸。即将专业理论知识的学习作为第一维度、学生能力强化设为第二维度、计算机技术应用研究为第三维度、顶岗实习是第四维度,以此类推,根据现实领域的人才需求标准,不断生成新的教学维度,以保证学生获得全面发展。
  以能力导向,设计蕴含不同知识内容和不同规模实践活动的育人计划。打破知识边界和教学时空限制,在原有的专业课程体系技术上,融入更多具有研究价值的课题,使学生学习专业理论知识的同时,能解放思想对计算机技术的应用进行深度思考和研究。
  2.2围绕计算机专业课程生产前瞻性整合化的教学内容
  教师需从微观视域反思教学内容和教学手段的科学性和合理性,能根据教学成果和学生反馈,围绕计算机转专业课程,生产前瞻性整合化的教学内容。STEM教育视角下,教师需将计算机应用领域最前沿的知识和文化进行整合,将其合理的渗透到教学内容中。基于优质和丰富的STEM课程,高效开展计算机专业课程实践教学活动。做好课程建设,为多样和全面开展实践教学提供扎实的资源支持,并逐步突破传统分科课程知识领域,对学生的跨界能力、技术研发和应用能力进行全面提升。
  三、STEM教育视角下的计算机专业课程教学实践策略
  3.1基于科技支撑的深度推进研究型学习模式
  研究性学习模式,主张以学生为中心,基于优质的STEM,强化个体的科研能力和实践应用能力。STEM教育视角,教育工作者应以计算机专业课程的核心内容为基准点,有逻辑和层次性的融入其他学科知识。以案例牵引式的教学方法,引导学生深度进入的研究情境中。教师将丰富的课程内容以动画视频的形式呈现给学生,令他们能直观的了解和学习知识重点。而后,基于具体的问题引发学生深度思考,对计算机技术的应用原理和未来趋势进行全面研究。教师结合当前高新技术的发展态势,将计算机专业课程与人工智能技术课程、信息技术课程、物联网技术应用知识等进行科学结合。且利用多媒体设备和计算,对丰富的教学内容进行立体和可视化的输出。
  在科技支撑下,引导学生对我国计算机技术应用领域进行深度和多维研究。教师通过深度推进研究型学习模式,以STEM为新的教学载体,不断丰富学生的认知经历,对现实情境中的计算机技术的应用建立正确的认识,最终形成具有深度和广度计算机课程体系认知。基于这样的方式,更利于学生在探究和实践中内化吸收知识,促使他们成为具有创新精神和科研意识的技术型人才。   3.2将STEM课程融入计算机专业课程教学设计中
  预期教学目标的实现,需依托知识内涵丰富的专业课程设计。教师应与现实情境为参照,将STEM课程课程融入计算机专业课程教学设计中。教师应遵循学生预习-问题思考-问题研究-解决问题四个关键流程,制定完整和科学的教学内容。将理论与实践进行科学融合,双向推进计算机专业课程教学活动。
  STEM教育视角,教师需对与计算机专业课程相关性较强的内容进行科学的整合。根据人工智能技术和5G技术的发展和应用情况,动态的对课程内容进行更新和优化,以保证整个教学过程具备鲜明的现代性和时代性。教师应通过构思、设计、实践、反馈、修正、再实践,根据学生的学习情况和市场人才需求标准,制定可全面提高学生专业技能和创新能力的课程和教学模式。STEM课程需映照计算机领域的发展特点,使学生对该专业的学习意义,以及未来的职业设定形成清晰的逻辑和目标。STEM教育视角下,教师必须利用跨学科教育手段培育出匹配行业创新发展要求的人才。不应被计算机专业的教材所局限,应根据产业转型和升级的需求,及时融入最新的知识和技术。计算机专业课程教学设计,应具备多学科视角,不断对教学内容和教学方法进行升级和优化,以保证学生的知识层次获得动态丰富,继而能达到显著的教学成效。
  3.3构建多样化的教学成效评价体系
  STEM教育视角下,教师应采用多样化的教学手段开展教学活动,并生成与之相契合的教学成效评价体系。实现以评促教,既要关注学生掌握多少知识,还需对他们的学习动机、学习态度、实践能力、思维素养、职业素养、创新素养等进行全面的评价。只有切实了解学生实际的学习问题和学习诉求,才能制定具体应对策略和措施。教师应以问题为导向,对计算机专业课程内容进行拓展,并制定多样化的教学模式。而教学成效评价体系,应作为辅助教育工具,引导教师在发现问题的过程中,不断调整和优化教学方案和教学形式。
  基于多学科思维解决教育问题,以跨学科教育理念为指导,科学的进行课程建设和实践。教师所构建的多样化教学成效评价体系,应包含定量评价、定性评价、数字化评价、过程性评价、终结性评价等方法,基于丰富和量化的评价标准和指标,对教学质量和效果进行多维度的评价。根据最终的评价结果,有针对性的对计算机专业课程教学模式进行改革和创新。而对教学成效进行评价的整个过程中,需合理介入学生评价因素,根据学生的真实反馈和建议,反思教学模式实践问题。注重满足学生的给个性化需求,将趣味元素合理的融入STEM课程中。通过客观和理性的教学成效评价,逐渐构建民主、开放、创新、现代、丰富的计算机专业课程教学体系。
  四、结束语
  总之,教育工作者应基于STEM课程,对计算机专业课程进行跨学科设计,为学生提供丰富的学习体验,继而产生多样的认知经历。在学习知识和技术的过程中,引导学生进入深度学习、研究型学习情境中。教师利用前沿性的课程内容,培育出具有创新意识和解决问题能力的人才。
  参  考  文  獻
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