素養(yǎng)統(tǒng)領(lǐng)下指向深度學(xué)習(xí)的小學(xué)編程“思維課堂”探索

“深度學(xué)習(xí)”一詞最初出現(xiàn)在人工智能領(lǐng)域，它是一種先進(jìn)的模式分析方法，在搜索技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器學(xué)習(xí)、機(jī)器翻譯、自然語(yǔ)言處理、多媒體學(xué)習(xí)、語(yǔ)音、推薦和個(gè)性化技術(shù)，以及其他相關(guān)領(lǐng)域都取得很多成果。深度學(xué)習(xí)使機(jī)器模仿視聽(tīng)和思考等人類的活動(dòng)，解決了很多的模式識(shí)別難題，使得人工智能相關(guān)技術(shù)取得了突破性發(fā)展。但是，本文提到的深度學(xué)習(xí)是指學(xué)校教育領(lǐng)域內(nèi)教師如何讓學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)有深度的學(xué)習(xí)，與人工智能背景下機(jī)器的深度學(xué)習(xí)在場(chǎng)景、對(duì)象、學(xué)習(xí)方式、深度及其背后的寓意方面均不同。

美國(guó)學(xué)者布盧姆（Benjamin Bloom）提出，人的認(rèn)知過(guò)程分為記憶、理解、應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)和創(chuàng)造。其中，“記憶+理解+應(yīng)用”是低階思維，“分析+評(píng)價(jià)+創(chuàng)造”是高階思維，而本文倡導(dǎo)的深度學(xué)習(xí)兼具這兩種思維。筆者描述的深度學(xué)習(xí)，是指在教師的引領(lǐng)下，學(xué)生為體驗(yàn)成功、獲得發(fā)展而進(jìn)行的全身心投入的有意義的學(xué)習(xí)過(guò)程。在此過(guò)程中，學(xué)生在素養(yǎng)導(dǎo)向?qū)W習(xí)目標(biāo)的引領(lǐng)下，聚焦引領(lǐng)性學(xué)習(xí)主題，完成具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)任務(wù)，掌握學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)與基本方法，體會(huì)學(xué)科基本思想，建構(gòu)知識(shí)體系，理解與評(píng)判學(xué)習(xí)內(nèi)容和過(guò)程，能夠綜合運(yùn)用知識(shí)和方法創(chuàng)造性地解決問(wèn)題，形成積極的內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、高級(jí)的社會(huì)情感和正確的價(jià)值觀，成為學(xué)識(shí)基礎(chǔ)扎實(shí)、勤于思考、勇于實(shí)踐、敢于創(chuàng)新、善于合作和擁有社會(huì)責(zé)任感的優(yōu)秀學(xué)習(xí)者和未來(lái)社會(huì)實(shí)踐的主人。

Scratch編程作為一種圖形化的編程語(yǔ)言，相較發(fā)展成熟的C#、C++、Python等其他編程語(yǔ)言，更為直觀，更具可讀性和觀賞性，與小學(xué)階段學(xué)生的理解能力與學(xué)習(xí)情況相適應(yīng)。因此，小學(xué)階段的深度學(xué)習(xí)課程可以在Scratch編程教學(xué)中有效體現(xiàn)。當(dāng)前，面對(duì)編程教學(xué)效率與深度并進(jìn)的挑戰(zhàn)，我們提出一種綜合策略，強(qiáng)調(diào)在尊重既有教學(xué)范式的基礎(chǔ)上，深化對(duì)編程邏輯與核心概念的解析，通過(guò)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力，使其在主動(dòng)探索與實(shí)踐中深化理解。同時(shí)，我們倡導(dǎo)建立以問(wèn)題解決能力、創(chuàng)意表達(dá)及編程邏輯為核心的評(píng)價(jià)體系，旨在引導(dǎo)學(xué)生超越表面的技能模仿，邁向深度學(xué)習(xí)與創(chuàng)造的新高度。筆者以蘇科版小學(xué)五年級(jí)信息科技第6課“花朵繽紛”為例，以落實(shí)培育學(xué)生核心素養(yǎng)為契機(jī)，對(duì)基于深度學(xué)習(xí)的小學(xué)Scratch編程教學(xué)策略進(jìn)行闡述，旨在推動(dòng)編程教學(xué)向更高效、深入的方向邁進(jìn)。

一、多元融合，創(chuàng)設(shè)情境

皮亞杰（Jean Piaget）的認(rèn)知發(fā)展理論認(rèn)為，思維是在主體不斷迭代的邏輯運(yùn)演中動(dòng)態(tài)生成的，當(dāng)學(xué)習(xí)者的認(rèn)知結(jié)構(gòu)發(fā)生邏輯沖突時(shí)，便可以通過(guò)對(duì)圖式的重構(gòu)來(lái)觸發(fā)思維的螺旋式發(fā)展。這種思維結(jié)構(gòu)的豐富性不僅要求學(xué)習(xí)者融入特定情境中，還需要教師深挖學(xué)習(xí)情境之間的關(guān)聯(lián)性，創(chuàng)設(shè)有助于思維培養(yǎng)的學(xué)習(xí)情境生態(tài)閉環(huán)。

例如，在“花朵繽紛”的教學(xué)中，情境貫穿教學(xué)始終。導(dǎo)入環(huán)節(jié)，筆者以游戲“詩(shī)詞飛花令”激趣，創(chuàng)設(shè)情境，從“詩(shī)詞賞花”聯(lián)想到“編程繪花”，讓學(xué)生體驗(yàn)人文信息融合之美，打破編程學(xué)習(xí)的刻板印象，于學(xué)科滲透中培養(yǎng)審美情趣。任務(wù)驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)，教材中的任務(wù)描述是“將一片花瓣變成一朵花”“讓花朵隨意出現(xiàn)在舞臺(tái)上”“讓花朵變得五顏六色”，內(nèi)容雖指向明確，但太過(guò)直白，顯得無(wú)趣。于是筆者將其改為“妙筆生花”“花開滿屏”“花朵繽紛”，任務(wù)名稱言簡(jiǎn)意賅，引人遐想，又與開篇導(dǎo)入相呼應(yīng)，形成連貫的情境鏈。拓展環(huán)節(jié)，筆者讓學(xué)生先欣賞作品《花團(tuán)錦簇》，后拋出問(wèn)題：“這幅作品美在哪里？有何獨(dú)特之處？”引導(dǎo)學(xué)生深入觀察、主動(dòng)探究，繼而發(fā)現(xiàn)“隨機(jī)花朵只出現(xiàn)在特定區(qū)域”，學(xué)生帶著問(wèn)題尋求解決途徑，理解、應(yīng)用并創(chuàng)造性地結(jié)合“坐標(biāo)與隨機(jī)函數(shù)”來(lái)解決問(wèn)題，思維由低階向高階邁進(jìn)。

二、多維解析，慧用微課

微課作為一種創(chuàng)新型教學(xué)方式，以其短小精悍、內(nèi)容充實(shí)、生動(dòng)有趣的特點(diǎn)在信息教學(xué)中凸顯巨大價(jià)值：微課可以放大教學(xué)細(xì)節(jié)，語(yǔ)音配合字幕解說(shuō)，讓每個(gè)學(xué)生都能領(lǐng)會(huì)規(guī)范的操作流程，從而增強(qiáng)學(xué)習(xí)的精準(zhǔn)度和有效性；微課能把教師從課堂講授中“解放”出來(lái)，節(jié)省語(yǔ)言瑣碎、操作等待的時(shí)間，讓學(xué)生有更多的時(shí)間親身體驗(yàn)，教師有更多的精力觀察、引導(dǎo)、點(diǎn)撥學(xué)生，促進(jìn)師生之間的深度互動(dòng)與有效反饋；微課聲情并茂，并打破時(shí)間、空間的限制，可調(diào)動(dòng)學(xué)生多感官參與，切實(shí)有效提高學(xué)生深度學(xué)習(xí)的能力，促進(jìn)學(xué)生批判性思維、問(wèn)題解決能力和創(chuàng)新創(chuàng)造能力的綜合發(fā)展。

例如，在“花朵繽紛”的教學(xué)中，“繪制花瓣”是初始任務(wù)，在Scratch單元第3課“火柴人跳舞”中，學(xué)生有過(guò)繪制黑色火柴人的經(jīng)歷，但通過(guò)設(shè)置“填充色”“輪廓色”來(lái)繪制彩色造型還是第一次，在修改顏色的過(guò)程中，繪圖編輯器頁(yè)面沒(méi)有“確定”鍵，需要點(diǎn)擊空白處確定，這一細(xì)節(jié)在教材中并沒(méi)有體現(xiàn)，學(xué)生在操作時(shí)往往會(huì)無(wú)從下手（見(jiàn)圖1）。在繪制好花瓣以后，還需要將圖形組合并移至造型中心點(diǎn)（見(jiàn)圖2），如果忘記操作，將直接導(dǎo)致后續(xù)“妙筆生花”任務(wù)失敗?？梢?jiàn)，使用“繪圖編輯器”繪制花瓣，看似簡(jiǎn)單，但若細(xì)節(jié)處理不到位，輕則花瓣不美觀，學(xué)生興致不高；重則無(wú)法推進(jìn)“生花”任務(wù)，學(xué)生易受挫敗感。因此，在此處使用微視頻代替教師的講授演示，可以使細(xì)節(jié)放大，做到有的放矢；還可以節(jié)省教師言語(yǔ)瑣碎、操作等待的時(shí)間，使其把更多的精力放在觀察學(xué)生身上。制作微視頻時(shí)，要確保畫面清晰，并輔以悅耳的配音、明亮的字幕、舒緩的背景音樂(lè)，讓學(xué)生在輕松愉悅的氛圍中觀看微視頻，慧用微課，切實(shí)為課堂減負(fù)增效。

三、新舊聯(lián)結(jié)，遷移內(nèi)化

美國(guó)著名認(rèn)知派教育心理學(xué)家?jiàn)W蘇泊爾（David Pawl Ausubel）提出的“認(rèn)知同化理論”深刻揭示了學(xué)習(xí)過(guò)程的本質(zhì)——新知識(shí)并非孤立存在，而是植根于學(xué)生既有的認(rèn)知土壤之中。該理論強(qiáng)調(diào)，有效的學(xué)習(xí)是舊知識(shí)與新知識(shí)相互作用、融合的過(guò)程，如同樹木在原有根系上茁壯生長(zhǎng)。學(xué)生在這一“以舊引新”的過(guò)程中，不僅鞏固了基礎(chǔ)，還在知識(shí)的遷移應(yīng)用中展現(xiàn)出靈活變通的智慧，實(shí)現(xiàn)了從理論到實(shí)踐的跨越。通過(guò)聯(lián)系生活經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生能在具體情境中深化對(duì)知識(shí)的理解，使知識(shí)不僅僅是書本上的文字，而是成為解決實(shí)際問(wèn)題的有力工具。這一過(guò)程，既是知識(shí)的積累與重構(gòu)，又是思維能力的提升與飛躍，深刻揭示了學(xué)習(xí)作為一門學(xué)問(wèn)的豐富內(nèi)涵及其作為生活技能的實(shí)用價(jià)值。

例如，在“花朵繽紛”的教學(xué)中，學(xué)生已經(jīng)學(xué)會(huì)使用“重復(fù)執(zhí)行幾次”“旋轉(zhuǎn)幾度”這樣的命令繪制正多邊形，掌握了重復(fù)次數(shù)與旋轉(zhuǎn)度數(shù)之間的變化規(guī)律。在設(shè)計(jì)“妙筆生花”導(dǎo)學(xué)案時(shí)，筆者有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系舊知，在計(jì)算、觀察、實(shí)踐中得出新的規(guī)律——花瓣次數(shù)×旋轉(zhuǎn)角度=360°（見(jiàn)圖3），在推測(cè)和實(shí)踐驗(yàn)證的過(guò)程中，學(xué)生不斷完善知識(shí)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了知識(shí)的遷移與活用，使深度學(xué)習(xí)落到實(shí)處。

除此之外，為了讓學(xué)生更好地理解“圖章”控件的功能，筆者在本課例中巧妙地運(yùn)用了實(shí)物演示法。筆者將一張白紙和刻有姓名的實(shí)物印章遞給學(xué)生，由學(xué)生組織語(yǔ)言，邊說(shuō)邊演示實(shí)物印章的使用步驟。與此同時(shí)，教師順勢(shì)提問(wèn)：“刻在白紙上的姓名章可以移動(dòng)嗎？”學(xué)生齊聲回答：“不能移動(dòng)！”通過(guò)實(shí)物演示，學(xué)生很快明白了“圖章”控件的功能與特性，這為后續(xù)學(xué)習(xí)“克隆”控件奠定了基礎(chǔ)?！皥D章”“克隆”功能類似，但其特性就在于“圖章”復(fù)刻的分身不能移動(dòng)，“克隆”出的分身可以移動(dòng)。筆者借助實(shí)物演示幫助學(xué)生對(duì)比理解“圖章”與“克隆”的異同，有效突破教學(xué)難點(diǎn)，為后續(xù)學(xué)習(xí)蓄力。

四、任務(wù)驅(qū)動(dòng)，迭代優(yōu)化

任務(wù)驅(qū)動(dòng)法是建立在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上的教學(xué)方法，在小學(xué)信息科技教學(xué)中被廣泛應(yīng)用。任務(wù)驅(qū)動(dòng)法要求在教學(xué)過(guò)程中以完成一個(gè)個(gè)具體的任務(wù)為線索，把教學(xué)內(nèi)容巧妙地隱含在每個(gè)任務(wù)之中，引導(dǎo)學(xué)生由易向難、由簡(jiǎn)到繁、循序漸進(jìn)地完成一系列任務(wù)，從而形成清晰的思路，掌握問(wèn)題解決的方法和構(gòu)建更加完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)，在完成任務(wù)的過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

例如，在“花朵繽紛”的教學(xué)中，學(xué)生成功繪制出花朵后，筆者引導(dǎo)學(xué)生展開生生互評(píng)：“請(qǐng)從大小、顏色、位置等方面評(píng)價(jià)你繪制的花朵好看嗎？有沒(méi)有更好的修改建議？”引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)觀察，繼而提出優(yōu)化建議，明確任務(wù)方向。

（1）花朵太大→設(shè)定角色大小初始值為1～15之間；

（2）固定出現(xiàn)→隨機(jī)出現(xiàn)→隨機(jī)函數(shù)；

（3）顏色單一→五顏六色→特效類控件；

（4）缺少背景→添加背景美化→根據(jù)場(chǎng)景修改花朵隨機(jī)出現(xiàn)的位置。

筆者根據(jù)優(yōu)化建議，創(chuàng)設(shè)層層遞進(jìn)、環(huán)環(huán)相扣的任務(wù)情境：“妙筆生花”“花開滿屏”“花朵繽紛”“花團(tuán)錦簇”（見(jiàn)圖4），將新知與具體的任務(wù)相關(guān)聯(lián)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，使其主動(dòng)尋求解決之法，在探究過(guò)程中潛移默化地內(nèi)化新知、加深理解。這樣，學(xué)生在收獲成功喜悅的同時(shí)，思維品質(zhì)得以發(fā)展。

五、高能輸出，智繪腦圖

思維導(dǎo)圖，即把主題關(guān)鍵字詞與圖像、顏色等建立記憶鏈接，幫助學(xué)生構(gòu)建所學(xué)知識(shí)之間的聯(lián)系，綜合運(yùn)用左右腦，強(qiáng)化記憶。思維導(dǎo)圖可以幫助學(xué)生厘清脈絡(luò)，使思維由抽象化為具象，從而打通知識(shí)體系，并且有助于提取內(nèi)容的關(guān)鍵信息，促進(jìn)學(xué)生語(yǔ)言運(yùn)用能力的發(fā)展，同時(shí)能有效地激發(fā)學(xué)生想象力，提高學(xué)生創(chuàng)造力，幫助學(xué)生形成有效的學(xué)習(xí)策略，讓學(xué)生學(xué)得更扎實(shí)、更生動(dòng)。

例如，在“花朵繽紛”的教學(xué)中，教師使用電子板書代替手寫板書，其優(yōu)點(diǎn)包括：（1）電子板書書寫流暢，可用觸控筆模擬真實(shí)筆觸，也可以選擇鍵盤輸入，提高書寫效率。（2）電子板書易保存、易分享，學(xué)生可多次在不同環(huán)境下查看、再編輯，不受空間、時(shí)間限制。筆者借WPS Office辦公軟件將思維導(dǎo)圖與電子板書相結(jié)合（見(jiàn)圖5）。WPS Office軟件中提供了多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的思維導(dǎo)圖模板，教師在各教學(xué)環(huán)節(jié)可根據(jù)自身需求動(dòng)態(tài)插入標(biāo)題、子標(biāo)題、圖片，動(dòng)態(tài)生成腦圖，一節(jié)課下來(lái)，學(xué)生可以很直觀地看到思維導(dǎo)圖從無(wú)到有的動(dòng)態(tài)生成過(guò)程，形成視覺(jué)上的沖擊。教師在進(jìn)行課堂小結(jié)時(shí)，使用思維導(dǎo)圖式電子板書，可以幫助學(xué)生厘清脈絡(luò)、強(qiáng)化記憶，同時(shí)提出“還能做什么”，讓學(xué)生主動(dòng)思考，追求舉一反三，繪制屬于自己的個(gè)性化思維導(dǎo)圖，推動(dòng)深度學(xué)習(xí)向更深處蔓延。

深度學(xué)習(xí)視域下，Scratch編程教學(xué)對(duì)提高學(xué)生思維品質(zhì)有重要價(jià)值。當(dāng)下信息技術(shù)日新月異，作為主流前沿學(xué)科，其對(duì)教師的信息化教學(xué)水平提出了更高的要求。教師要樹立終身學(xué)習(xí)的理念，與時(shí)俱進(jìn)，積極革新課堂教學(xué)理念與方法，除了掌握扎實(shí)的專業(yè)學(xué)科知識(shí)外，新技術(shù)、新媒體的融合創(chuàng)新也是今后研究的重點(diǎn)和努力的方向。教路漫漫，且行且思，眾行致遠(yuǎn)，花開有時(shí)！

編輯：趙飛飛

作者簡(jiǎn)介：秦芬（1992—），女，漢族，江蘇無(wú)錫人，本科，現(xiàn)任南京市江寧未來(lái)科技城小學(xué)信息處主任，小學(xué)信息科技一級(jí)教師。三次代表學(xué)校參加江寧區(qū)信息優(yōu)質(zhì)課評(píng)比，分別獲得江寧區(qū)一等獎(jiǎng)、南京市二等獎(jiǎng)；信息化教學(xué)實(shí)踐作品評(píng)比、微課評(píng)比活動(dòng)中，屢獲南京市一、二等獎(jiǎng)；每學(xué)年都輔導(dǎo)學(xué)生參加信息素養(yǎng)提升大賽，在省、市、區(qū)獲獎(jiǎng)?lì)l頻，連續(xù)五年被評(píng)為江寧區(qū)優(yōu)秀輔導(dǎo)教師；撰寫的論文多次在省、市、區(qū)獲獎(jiǎng)，也曾在省級(jí)刊物上發(fā)表文章。