深度學習，讓學生向編程更深處漫溯

潘淑婷

【摘 要】基于深度學習理論，在小學圖形化編程教學中，引領學生經歷體驗和挑戰(zhàn)、辨析和歸納、設計和分解、修改和完善、整理和創(chuàng)編等探究過程，可以加深學生對知識的理解，提高學生對知識的遷移和應用能力，促進其思維走向深刻，向更深層次的編程漫溯，從而進一步培養(yǎng)學生信息科技學科的核心素養(yǎng)。

【關鍵詞】深度學習 圖形化編程 教學設計 “吃豆精靈”

一、案例背景

深度學習是指在教師引領下，學生圍繞具有挑戰(zhàn)性的學習主題，積極參與、體驗成功、獲得發(fā)展的有意義的學習過程。它注重學生能在理解的基礎上進行批判性反思，強調學生能主動建立新舊知識之間的聯(lián)系，靈活地遷移、運用所學知識解決學習中的實際問題。

小學階段的圖形化編程學習，是以Scratch為載體，主要是在學習基本命令和方法的基礎上，通過搭建腳本創(chuàng)建表現(xiàn)自我的作品來培養(yǎng)學生的計算思維以及創(chuàng)新能力。

“吃豆精靈”是蘇科版信息科技學科五年級“圖形化編程”模塊中第8課的學習內容，學習任務是讓學生學會應用按鍵控制角色，并結合隨機函數(shù)和偵測等知識來創(chuàng)作一個小游戲。游戲的初步效果是：豆子從舞臺上方隨機落下，精靈左右移動去吃豆子，吃到的豆子會消失，沒吃到的豆子會落到舞臺底端，直到豆子全部掉落完，游戲結束。

按照常規(guī)思路，教學中教師先帶學生分析腳本，然后學生模仿制作，創(chuàng)作出類似的作品，進而完成本課的教學目標。反思教學效果，有趣的游戲能迅速激發(fā)學生挑戰(zhàn)的欲望，在教師的講解下，教學效果達成度高。但這樣設計也有不足，學生僅僅是模仿制作，并沒有發(fā)揮其學習的主體性，也未在學習中實現(xiàn)知識遷移，缺乏實際應用的積累，不利于學習的深入。因此，筆者將深度學習理念落實到本課的學習中，充分發(fā)掘教學內容，注重發(fā)展學生思維，引導學生深度學習，培養(yǎng)其學科核心素養(yǎng)。

二、 案例描述

（一）體驗和挑戰(zhàn)，讓學習主動一些

師：我們來挑戰(zhàn)一個新的游戲。舞臺上有一個精靈和幾顆豆子，游戲規(guī)則是要讓精靈吃到豆子。誰來嘗試一下？

（提示：用方向鍵左右移動吃豆子，點擊播放按鈕，讓學生看到游戲動態(tài)效果）

沒吃到豆子，學生著急嘆氣；吃到豆子，則激動興奮。學生躍躍欲試。

師：豆子不會那么輕松被吃掉，這才有挑戰(zhàn)的樂趣，今天我們就來完成這個游戲的設計。

【設計意圖】用源于生活、貼近學生實際感受的小游戲引入，學生會憑借已有的生活經驗，發(fā)現(xiàn)這個游戲的內在聯(lián)系，主動思考后續(xù)的學習任務，激發(fā)學生的學習動機。

（二）辨析和歸納，讓需求豐富一些

師：動手之前，我們先來分析一下這個游戲的需求有哪些？

學生小組討論填寫學習單，師生歸納呈現(xiàn)“需求”思維導圖（見圖1）。

【設計意圖】引導學生把生活中的體驗、感悟遷移到問題解決的思考討論中，在辨析、歸納中，將設計需求以“思維導圖”的方式呈現(xiàn)，以此提升學生的思維品質。

（三）設計和分解，讓構建完整一些

1.游戲任務呈現(xiàn)

師：需求有了，我們就有了設計方案，下面我們來分析一下這個游戲的初步設計任務。

師生分析歸納設計任務（見圖2）。

【設計意圖】在需求分析的基礎上，按照初步的游戲方案，幫助學生構建一個定位的游戲目標框架，從做什么到怎么做，使思維逐步走向深刻。

2.分解任務，逐步搭建

任務一：設置舞臺和角色

師：同學們，請你們選擇背景，自己繪制精靈角色，要有兩個造型。

學生復制造型，進行局部修改，完成精靈角色的創(chuàng)建。

任務二：讓精靈動起來

師：當按下左移鍵，精靈往左移動；當按下右移鍵，精靈往右移動，這要用到哪個控件模塊呢？

學生嘗試完成按鍵設置。

發(fā)現(xiàn)問題，合作討論：

（1）向左移動，倒退。原因：沒有設置“面向”。

（2）換方向時有跳躍。原因：中心位置發(fā)生了偏移。

【設計意圖】鼓勵學生根據(jù)實際的生活經驗，理解問題，尋找方法，主動解決問題。

任務三：精靈張嘴吃豆子

師：模仿吃的動作，要用到哪些控件？

生：偵測、判斷、造型切換……

學生參考書本，自學完成。

【設計意圖】引導學生整合舊知，遷移應用，完成新的任務。

任務四：豆子從舞臺任意位置掉落

師：如何使豆子出現(xiàn)在舞臺的任意位置？

生：隨機函數(shù)。

師：豆子出現(xiàn)在舞臺的范圍是如何確定呢？

生：x軸是-240到240，y軸是0到180。

師：怎樣使豆子垂直下落？

生：面向180方向移動。

師：豆子被吃掉的原理是？

生：碰到精靈要隱藏。

發(fā)現(xiàn)問題，合作討論：

（1）豆子不能出現(xiàn)。原因：腳本開始沒有設置“顯示”。

（2）精靈吃豆子，嘴巴開合不自然。原因：等待時間長，要縮短。

【設計意圖】通過追問，借助學生已有的知識和經驗，激發(fā)學生深度思考，促使其知其然，更要知其所以然。

任務五：出現(xiàn)多顆豆子

師：一顆豆子不過癮，怎樣讓豆子變多呢？

生：復制。

發(fā)現(xiàn)問題，合作討論：

（1）精靈不是吃所有豆子時都能張嘴。原因：設置了精靈碰到豆子而不是碰到顏色。

（2）讓豆子變多的其他方法：重復，還可以用克隆。

【設計意圖】通過一個個相互銜接、層層推進的腳本設計過程，搭建學生的思維支架，引導學生在體驗和感悟中理解程序模塊之間的關聯(lián)和含義，為自己的實際需求主動建構新知，促進深度學習的真實發(fā)生。

（四）完善和優(yōu)化，讓思維發(fā)散一些

師：你的游戲還存在哪些問題？你能用不一樣的思路解決嗎？我們還可以增加哪些環(huán)節(jié)，讓設計更有趣、更有挑戰(zhàn)力？

學生修改完善作品，教師組織學生分享作品。

解決問題：用“按鍵是否被按下”控件讓按鍵不卡頓，用發(fā)送“廣播”讓“吃豆”動作更連貫……

增加設計：豆子下落速度隨機，計數(shù)吃到了幾顆豆子，添加幽靈障礙物，控制兩個精靈吃豆子……

師：從剛才的反饋中，老師看出了大家收獲滿滿，下面請你們完成自我評價（見表1）。

【設計意圖】學生根據(jù)前面建構的知識體系，愉悅地投入到自我創(chuàng)作中，并能根據(jù)已有的知識和經驗，進行遷移，進入高層次的思維系統(tǒng)，同時通過自我評價、學生之間互動評價，發(fā)現(xiàn)自身價值，同時形成互相學習的“腳手架”，在不斷地試錯中，以創(chuàng)新的思維方式靈活地解決問題。

（五）整理和創(chuàng)編，讓探究深入一些

師：今天我們設計了“吃豆精靈”的游戲，現(xiàn)在我們再來回顧一下這個游戲的關鍵點……

師生共同梳理，呈現(xiàn)知識結構樹（見圖3）。

師：利用今天學習的設計思想，我們還可以創(chuàng)設出哪些作品呢？（如“接蘋果”“老鷹抓小雞”“搶紅包”“迷宮闖關”……）如果是你，又會設計什么呢？

生：……

在總結提升中，讓學生明白知識是無限的，探究是無限的，創(chuàng)意也是無限的。

【設計意圖】通過對“吃豆精靈”一課所學知識的系統(tǒng)梳理，幫助學生把建構的知識條理化、結構化。隨著學習情境和任務的變化，學生能融會貫通并應用相同知識持續(xù)探究新的游戲，促使知識不斷建構、遷移，學習得以不斷深入，解決問題的能力也得到了不斷提高。

三、案例反思

（一）構建思維導圖，助推知識建構和遷移

深度學習鼓勵在理解的基礎上進行思考，本課不論在上課伊始對游戲需求的分析、對游戲功能任務的分析，還是最后對整體知識的梳理，都通過思維導圖讓思維可視化，以幫助學生更好地理解、思考、遷移，調動學生的學習熱情，激發(fā)學生的好奇心，使其主動地將知識進行內化和應用，促進深度學習。

（二）借助集體智慧，促進探究走向深入

基于深度學習視角，教學中教師要留給學生足夠的合作探究學習的機會，借助集體的智慧，讓學生的學習打破個體差異的局限性，使他們的思維發(fā)生碰撞，在不斷試錯的過程中，讓思維從單一走向多維，從封閉走向開放。

在教學中，學生在用方向鍵控制精靈移動改變方向時，發(fā)現(xiàn)精靈會跳躍，查看代碼，腳本沒有任何問題。在學習共同體的研究下學生發(fā)現(xiàn)，原來是精靈的中心點發(fā)生了偏移，將中心點設置正確，就移動正常了。隨著豆子的增加，要讓精靈快速移動，學生又發(fā)現(xiàn)用最初的方法容易引起卡頓，學習小組又改變了策略，進一步完善腳本，精靈就行走自如了。

（三）突破教材束縛，提升設計創(chuàng)新能力

批判性思維是深度學習的特征之一，在教學中，教師要智慧引領，鼓勵學生在依托教材自學的基礎上，敢于向教材發(fā)起挑戰(zhàn)，發(fā)現(xiàn)教材腳本的不完美之處，從理解到感知再到比較，嘗試用新的算法，用不同的方式去解決問題，讓設計的作品得到優(yōu)化，從而提升學生的學習創(chuàng)新能力。

本課中當精靈碰到豆子時，精靈通過造型的切換表現(xiàn)出吃的動作，我們按照教材的建議搭建腳本，發(fā)現(xiàn)精靈的嘴巴張開動作不連貫，這時筆者鼓勵學生發(fā)現(xiàn)腳本的問題，要把等待的時間由1秒變?yōu)?.1秒，但仍然不是每次都能激活嘴巴張開。筆者繼續(xù)鼓勵學生探究，有學生改成豆子被碰到，發(fā)出廣播，精靈接收到廣播，改變造型，靈敏度就高，吃到豆子能張合。

【參考文獻】

[1]劉月霞，郭華.深度學習教學改進叢書 深度學習：走向核心素養(yǎng)（理論普及讀本）[M]．北京： 教育科學出版社，2018.

[2]王悅鋼.基于深度學習理論：信息技術課堂深度學習策略的建構[J].中小學信息技術教育，2022（1）.