深度學(xué)習(xí)在中小學(xué)創(chuàng)意編程課程中的應(yīng)用策略研究

天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)教育促進(jìn)中心 韓 蕾

一、研究背景

在中小學(xué)，創(chuàng)意編程是開展機(jī)器人教育、創(chuàng)客教育以及電腦設(shè)計(jì)的重要技能基礎(chǔ)，其具有趣味性、易操作、適用廣等特點(diǎn)，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力、提升學(xué)生信息素養(yǎng)的有力抓手。

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，學(xué)校越來越重視創(chuàng)意編程課程，目前主要開展的課程有scratch、編程貓、arduino、app inventor、樂高等。然而在推動(dòng)創(chuàng)意編程課程在學(xué)校實(shí)施的過程中，我們發(fā)現(xiàn)了諸多問題，主要表現(xiàn)在創(chuàng)意編程教學(xué)偏重經(jīng)驗(yàn)式的教法，欠缺先進(jìn)教育理念的引領(lǐng)；偏重編程學(xué)科本位的教學(xué)，欠缺對(duì)學(xué)生思維的深入培養(yǎng)。究其具體原因，一方面，由于編程涉及代碼編寫與算法設(shè)計(jì)，非常注重邏輯性與規(guī)范性，因而師生都存在一定的畏難情緒；另一方面，在創(chuàng)意編程課堂實(shí)踐過程中，教師對(duì)學(xué)生信息素養(yǎng)的培養(yǎng)缺乏理論支撐與系統(tǒng)性的模式建構(gòu)，大多停留在經(jīng)驗(yàn)認(rèn)識(shí)與感性認(rèn)識(shí)層面。

基于此，天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)（以下簡(jiǎn)稱“開發(fā)區(qū)”）在創(chuàng)意編程課程實(shí)施現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上，力圖凝聚全區(qū)相關(guān)教師合力，解構(gòu)課堂，探索適合中小學(xué)生思維發(fā)展的創(chuàng)意編程教學(xué)策略，并通過組織教師專業(yè)技能培訓(xùn)、學(xué)生社團(tuán)活動(dòng)、搭建平臺(tái)挖掘優(yōu)秀案例等方式，促進(jìn)創(chuàng)意編程課程在學(xué)校的良性發(fā)展。

二、區(qū)域研究實(shí)踐

（一）組建研究團(tuán)隊(duì)，追求專業(yè)引領(lǐng)

在我區(qū)承擔(dān)創(chuàng)意編程課程教學(xué)的多為信息技術(shù)教師，具有較扎實(shí)的專業(yè)背景及專業(yè)能力。為了使研究更加深入，更能凝聚一線教師智慧，我們組建了以信息技術(shù)教師為主要成員，跨學(xué)校、跨學(xué)段，新老教師相結(jié)合的研究團(tuán)隊(duì)，將以往散兵獨(dú)立作戰(zhàn)的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閳F(tuán)隊(duì)聯(lián)合作戰(zhàn)的模式。

在確定研究主題之后，團(tuán)隊(duì)積極申報(bào)課題，通過理論引領(lǐng)教學(xué)實(shí)踐，梳理研究成果，探討心得經(jīng)驗(yàn)。在研究過程中，團(tuán)隊(duì)成員的教學(xué)能力與學(xué)術(shù)能力都得以提升。此外，為了補(bǔ)足短板，開拓成員們的思維與眼界，開發(fā)區(qū)還定期開展專家匯報(bào)、專項(xiàng)培訓(xùn)，從而提振團(tuán)隊(duì)的學(xué)習(xí)與研究熱情。

（二）專注課程視角，深入教學(xué)實(shí)際

通過文獻(xiàn)梳理與專家訪談，我們發(fā)現(xiàn)，隨著新課改進(jìn)程的不斷推進(jìn)，深度學(xué)習(xí)越來越受到教育從業(yè)者的關(guān)注，其對(duì)教育教學(xué)的指導(dǎo)價(jià)值被廣泛認(rèn)可，在培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用已成為必然趨勢(shì)。

深度學(xué)習(xí)是指在理解的基礎(chǔ)上，學(xué)生能夠批判地學(xué)習(xí)新思想和事實(shí)，并將它們?nèi)谌朐械恼J(rèn)知結(jié)構(gòu)中，能夠在眾多思想間進(jìn)行聯(lián)系，并能夠?qū)⒁延械闹R(shí)遷移到新的情境中，做出決策和解決問題的學(xué)習(xí)。

本研究試圖以深度學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)，以培養(yǎng)學(xué)生思維能力為目標(biāo)，提出教學(xué)設(shè)計(jì)的總體要求與原則，選擇合適的實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的方法論工具，描述具體的教學(xué)環(huán)節(jié)，構(gòu)建基本的教學(xué)策略。

1.指向高階思維發(fā)展的目標(biāo)設(shè)計(jì)。

目前，教師在設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)時(shí)多采用傳統(tǒng)的三維目標(biāo)描述方法，這導(dǎo)致教師在撰寫教學(xué)目標(biāo)時(shí)過于關(guān)注知識(shí)點(diǎn)，而非其所承擔(dān)的思維發(fā)展任務(wù)。而以深度學(xué)習(xí)為指向的教學(xué)設(shè)計(jì)，要求每一層次的教學(xué)目標(biāo)都要承擔(dān)思維發(fā)展任務(wù)，并且要關(guān)注學(xué)生高階思維的發(fā)展。同時(shí)，教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)還要具有科學(xué)性，注重學(xué)、教、評(píng)的一致性，充分發(fā)揮教學(xué)目標(biāo)導(dǎo)學(xué)、導(dǎo)教、導(dǎo)評(píng)的作用。

2.基于問題解決的教學(xué)情境設(shè)計(jì)。

教學(xué)情境的設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)與學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)的聯(lián)結(jié)，以分析教學(xué)內(nèi)容為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)貼近學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)且趣味性強(qiáng)的教學(xué)情境，能夠幫助學(xué)生進(jìn)行積極的知識(shí)建構(gòu)。在創(chuàng)意編程教學(xué)中，教學(xué)情境分為生活類、應(yīng)用類、游戲類、故事類等。

其中生活類指以學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)為情境內(nèi)容，展示學(xué)生日常生活中的現(xiàn)象，提出問題以引出教學(xué)內(nèi)容，并啟發(fā)學(xué)生從編程的角度思考生活中所蘊(yùn)含的學(xué)科思想；應(yīng)用類指將學(xué)生角色轉(zhuǎn)變?yōu)椤肮こ處煛?，以解決用戶需求為目的，在分析具體需求的基礎(chǔ)上提出解決方案，使用編程軟件開發(fā)應(yīng)用，從而提高學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力；游戲類指使用各類編程軟件制作趣味化的游戲，實(shí)現(xiàn)課堂激趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，使學(xué)生在輕松愉快的學(xué)習(xí)氛圍中獲取新知；故事類指根據(jù)教學(xué)內(nèi)容構(gòu)建故事情境，指定學(xué)生在故事中的角色，提煉故事中的關(guān)鍵情節(jié)，促使學(xué)生使用所學(xué)內(nèi)容逐步推動(dòng)故事情節(jié)的發(fā)展，在代入感強(qiáng)、趣味性強(qiáng)的故事情境中學(xué)習(xí)新知。

3.提高學(xué)生參與度的教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)。

學(xué)生在課堂中的參與度是衡量深度學(xué)習(xí)是否發(fā)生的重要指標(biāo)，在教學(xué)設(shè)計(jì)過程中，要加強(qiáng)學(xué)生探究、合作的環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)。

（1）有效的探究。

在實(shí)際的探究活動(dòng)中，教師可根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)有效的探究環(huán)節(jié)，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的指導(dǎo)。此時(shí)可以應(yīng)用導(dǎo)學(xué)案或者學(xué)習(xí)檔案袋的方式幫助學(xué)生開展探究活動(dòng)。首先，具體、合理地描述探究主題，易于學(xué)生理解；其次，有梯度地設(shè)計(jì)探究問題，逐步推進(jìn)，兼顧學(xué)有不足與學(xué)有余力的學(xué)生；再次，在學(xué)生探究過程中及時(shí)反饋，針對(duì)重點(diǎn)問題給予指導(dǎo)。

（2）有意義的合作。

在實(shí)際教學(xué)過程中，合作學(xué)習(xí)由于分工不明確、任務(wù)主題不適宜、時(shí)間控制不合理等原因可能會(huì)流于形式。對(duì)此，在創(chuàng)意編程教學(xué)中，教師可以結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格與學(xué)習(xí)特點(diǎn)，采用結(jié)對(duì)編程的方式開展合作學(xué)習(xí)，使學(xué)生在角色的切換中學(xué)會(huì)合作、掌握新知、體驗(yàn)編程過程、理解編程思想，從而提高教學(xué)效率。

4.運(yùn)用SOLO分類法設(shè)計(jì)教學(xué)任務(wù)。

高階思維是深度學(xué)習(xí)的核心特征，高階思維能力的提升是判斷深度學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成與否的標(biāo)準(zhǔn)之一。SOLO（Structure of the Observed Learning Outcome）分類法可以用于判斷學(xué)習(xí)者所處的認(rèn)知反應(yīng)水平及認(rèn)知發(fā)展階段，從而確定其對(duì)問題的理解深度及學(xué)習(xí)質(zhì)量。

學(xué)習(xí)者思維從前結(jié)構(gòu)到抽象拓展結(jié)構(gòu)的變化，是學(xué)習(xí)者反應(yīng)水平由量變到質(zhì)變的過程，當(dāng)學(xué)習(xí)者思維處于關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)和抽象拓展結(jié)構(gòu)時(shí)，深度學(xué)習(xí)發(fā)生。因此，在設(shè)計(jì)教學(xué)任務(wù)時(shí)，要考慮任務(wù)的梯度與知識(shí)點(diǎn)間的關(guān)聯(lián)性，促進(jìn)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展，提高學(xué)生的理解水平。

5.有針對(duì)性的教學(xué)評(píng)價(jià)。

教學(xué)評(píng)價(jià)是深度學(xué)習(xí)不可或缺的一環(huán)。在創(chuàng)意編程教學(xué)過程中，強(qiáng)調(diào)教學(xué)評(píng)價(jià)的針對(duì)性。教學(xué)中，過程性評(píng)價(jià)可以側(cè)重學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度、對(duì)算法的運(yùn)用能力、對(duì)程序設(shè)計(jì)過程的元認(rèn)知水平；總結(jié)性評(píng)價(jià)則側(cè)重學(xué)生舉一反三的能力、思維遷移水平和創(chuàng)造性解決問題的能力。

（三）多維形式組合，創(chuàng)建展示平臺(tái)

創(chuàng)意編程課程教學(xué)策略的優(yōu)化使得教學(xué)水平不斷提高，教學(xué)過程中師生的成果不斷涌現(xiàn)，為此，開發(fā)區(qū)采取市、區(qū)、校三級(jí)聯(lián)動(dòng)的方式為師生搭建展示平臺(tái)。

在校級(jí)層面，主要展示學(xué)生創(chuàng)意作品，由學(xué)生在社團(tuán)、科技節(jié)等活動(dòng)中向其他師生系統(tǒng)地介紹作品的設(shè)計(jì)及完成過程；在區(qū)級(jí)層面，重點(diǎn)展示教師的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)及成果，以起到骨干教師的帶動(dòng)示范作用，并激發(fā)青年教師的創(chuàng)新突破勁頭；在市級(jí)層面，我們積極推薦教師的教學(xué)成果和學(xué)生的優(yōu)秀作品參加全市乃至全國(guó)的評(píng)比活動(dòng)。

（四）注重經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，助力成果推廣

在實(shí)踐過程中，我區(qū)非常重視教師與學(xué)校的反饋，在每學(xué)期的工作推動(dòng)會(huì)中，積極聽取學(xué)校意見，調(diào)整研究思路。同時(shí)，將研究團(tuán)隊(duì)成員優(yōu)秀的教學(xué)案例與學(xué)生們的創(chuàng)意作品制成集錦分享給相關(guān)領(lǐng)域工作人員，從而擴(kuò)大研究的影響力。作為課題研究，我們積極地將研究成果轉(zhuǎn)化為學(xué)術(shù)論文，投刊發(fā)表，以此作為團(tuán)隊(duì)重要的研究產(chǎn)出。

三、總結(jié)

通過剖析創(chuàng)意編程課程中的主要問題，我區(qū)組織本區(qū)教師進(jìn)行了線上學(xué)習(xí)與線下研討，針對(duì)本文所提出的教學(xué)策略開展了學(xué)習(xí)與實(shí)踐。相較于以往的教學(xué)形式，基于深度學(xué)習(xí)的創(chuàng)意編程教學(xué)設(shè)計(jì)策略更能體現(xiàn)學(xué)生的主體性，關(guān)注學(xué)生的思維發(fā)展，促使學(xué)生深入?yún)⑴c到教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)。對(duì)學(xué)生編程能力的培養(yǎng)不僅是指導(dǎo)學(xué)生完成課上簡(jiǎn)單的任務(wù)，更要關(guān)注學(xué)生對(duì)編程思想的理解，幫助學(xué)生建構(gòu)思維能力。

隨著研究的不斷推進(jìn)，我們將繼續(xù)著眼課堂，關(guān)注學(xué)生成長(zhǎng)，引領(lǐng)教師發(fā)展，不斷推進(jìn)開發(fā)區(qū)創(chuàng)意編程課程的科學(xué)實(shí)施。