金鑫

【摘? ?要】基于深度學習的小學信息技術(shù)課堂，有助于培養(yǎng)學生的計算思維、創(chuàng)新能力。教師以Scratch編程學習為例，探索了基于深度學習的小學信息技術(shù)課堂的范式，即“主題呈現(xiàn)—思維向?qū)А蝿赵O計—提供腳本—修改腳本—創(chuàng)編設計—整理知識樹”，從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神，促進學生高階思維的發(fā)展，提升應用知識解決問題的能力。

【關(guān)鍵詞】深度學習;信息技術(shù);Scratch編程

布魯姆教育目標分類學體系把學習認知領(lǐng)域從低到高分為記憶、理解、運用、分析、綜合、評價六個層次。由此可見，學習層次是有深淺之分的。深度學習強調(diào)對知識的深層加工、深度理解及長期保持，善于自主建構(gòu)且能遷移應用，能在真實情境中解決復雜的問題。

Scratch是一款由美國著名的麻省理工學院 （MIT）設計開發(fā)的主要面向青少年的編程軟件，是一種圖像化的程序語言。小學階段學習Scratch編程，不只是讓學生掌握Scratch的命令和編程技術(shù)，而是以Scratch為載體，通過編程創(chuàng)作的形式培養(yǎng)學生的計算思維以及創(chuàng)新能力。

本文以Scratch編程中《球的行走》為例，對基于深度學習的信息技術(shù)課堂范式予以說明（見圖1）。

一、主題呈現(xiàn)，創(chuàng)設任務情境

打造深度學習的信息技術(shù)課堂的關(guān)鍵是讓學生能在綜合運用的項目設計中催發(fā)深度學習，使學生形成學用互通的課堂形態(tài)。

教師首先用Scratch王國的天才訓練營要設計一款訓練眼力和敏捷度的“躲避球”游戲的任務創(chuàng)設學習情境，呈現(xiàn)本次學習主題。雖然球類運動是學生生活中常見的運動項目，但要通過分析球的運動軌跡，設計球的得分規(guī)則等現(xiàn)實問題來學習《球的行走》，就需要教師設計主題情境，使學生在情境中把現(xiàn)實生活中的體驗自然表達出來，完成學習任務。

深度學習強調(diào)主題式學習，通過創(chuàng)設合理的任務或者問題情境，催發(fā)學生深度學習的興趣和動力，促使知識向運用轉(zhuǎn)化。

二、思維向?qū)В治鲇螒蛐枨?/p>

基于深度學習的Scratch編程，往往注重學生發(fā)散思維和創(chuàng)造力的培養(yǎng)，不能局限于各種軟件的操作，要引導學生進行創(chuàng)新?！八季S向?qū)А杯h(huán)節(jié)是以思維導圖的形式，對本次學習主題進行需求分析，在辨析、構(gòu)建、歸納中，提高學生的思維品質(zhì)。

學生通過小組合作討論，分析游戲可以在哪些方面提出需求，有可能出現(xiàn)的需求元素，如游戲角色、躲避對象、控制方法、躲避規(guī)則、成績評定等，并把在生活中躲避球感受到的體驗，融入到問題解決方案的思考中，最后用思維導圖的方式呈現(xiàn)出來（見圖2）。

深度學習不僅需要學生進行深度活動，更需要學生思維的深度參與。發(fā)散思維是創(chuàng)新的基礎，是一種沒有標準答案的、各種奇思妙想的碰撞。在需求分析的小組合作學習中，學生承擔著多面角色：既是客戶，又是軟件工程師;既是提問者，又是探究者;既是質(zhì)疑者，又是評價者，改進者……需求分析的討論讓探究不斷深入，學生開闊了視野，享受了思維過程，實現(xiàn)了深度學習。

三、任務設計，呈現(xiàn)概念性構(gòu)建

任務設計，是指學生按照作品定位的初步要求，在需求分析基礎上，對定位游戲應具備的目標功能系統(tǒng)進行概念性構(gòu)建的創(chuàng)造活動，并呈現(xiàn)出來。

例如，學生基于需求分析，對“躲避球”的游戲規(guī)則做出一個具有可操作性的任務設計，即用鼠標控制角色躲避由慢到快隨機運動的小球，同時不能碰到舞臺邊緣，堅持時間越久，級別越高，堅持15秒以上的就是天才級別（見圖3）。

推進深度學習，需要任務驅(qū)動下的同伴合作。學生根據(jù)當前探究的問題，從Scratch編程軟件的特點出發(fā)，通過同伴之間的分享和交流、合作與啟發(fā)，使問題分析不斷深入，同時吸收小組成員的創(chuàng)意與想法，修正、改進任務設計。這是培養(yǎng)計算思維的重要環(huán)節(jié)。

四、提供腳本，學習編程技術(shù)

Scratch編程是學生學習和了解Scratch軟件的核心環(huán)節(jié)。雖然Scratch軟件是一款面向?qū)ο蟮木幊誊浖?，學生的操作難度較低，但是這并不意味著編程環(huán)節(jié)的不重要。在重創(chuàng)意的同時，也要重技術(shù)。

深度學習，需要深度的體驗。教師提供關(guān)鍵腳本，就是給學生提供了一個學習支架，使他們有充分的時間獨立自主地探究編程軟件，初步嘗試游戲制作，獲得深度體驗。

在教師提供的關(guān)鍵腳本中（見圖4、圖5），單擊角色，角色跟隨鼠標移動，但不能碰到小球和邊緣，如果碰到就發(fā)送結(jié)束信號并終止游戲。

腳本還可以通過設置舞臺背景來顯示不同的級別。如圖6所示，游戲開始，舞臺切換到空白背景，計時器歸零，創(chuàng)建變量“成績”，并將“成績”設置為計時器的值。

當收到游戲結(jié)束的信號后，對成績進行判斷，根據(jù)設置的時間規(guī)則給出相應級別即切換到相應背景，堅持時間越久級別越高（見圖7）。

教師的引導在每一堂課中都很重要。在深度學習的課堂中，教師的作用不容小覷。深度學習的課堂，教師結(jié)合學生的最近發(fā)展區(qū)，結(jié)合學生的身心特點，選用合適、有趣的內(nèi)容，借助教材提供的腳本，使之成為學生學習的腳手架，主動進行探究學習，滿足學生學習的內(nèi)在需要。當然，學生的課堂學習不只是為了鞏固所學知識，更是為了通過對知識再加工（修改腳本），獲得更深層次的認知。

五、修改腳本，提升應用能力

修改腳本，是指學生根據(jù)主題任務，對提供的腳本提出修改和完善的建議，編寫新的腳本。這是從模仿走向創(chuàng)新的重要環(huán)節(jié)。

例如，學生認為在游戲中應該添加操作指引，即在游戲開始或一次游戲結(jié)束后需要重新挑戰(zhàn)時，給出必要的文字提示，也可以在游戲結(jié)束時，將挑戰(zhàn)者堅持的時間明確顯示出來，同時給出達到的級別（見圖8）。

模仿可能是學習的最初形式，但絕不是學習的終點。基于模仿，學生在調(diào)試和修改的過程中，不僅進一步了解了編程的知識，還要運用所學知識去解決問題。因為深度學習的課堂，應該脫離灌輸式的技能訓練、單向的認知，倡導學生運用知識進行自主探究，走向思維發(fā)散。學生在教師的引導下，在思考與體驗的活動中，在發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題、解決問題的過程中，接受學習內(nèi)容，掌握學習方法，最終運用知識和方法解決真實性問題，培養(yǎng)學生的計算思維能力和應用能力。

六、創(chuàng)編設計，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

創(chuàng)編設計環(huán)節(jié)，是指在興趣的助推下，鼓勵學生展開奇思妙想，應用所學知識，創(chuàng)編自己想要的游戲，使學習不斷深入。

在深度學習課堂中，教師要給予學生自由的空間，引導學生自由地創(chuàng)想、自由地表達、自由地創(chuàng)作、自由地選擇學習方法、學習內(nèi)容甚至學習伙伴。例如，學生以“躲避球”游戲為藍本，設計了“警察抓小偷”“大魚吃小魚”“攔住球”“小貓捉蝴蝶”等新游戲（見圖9），展現(xiàn)出強烈的創(chuàng)作欲望，激活了創(chuàng)造性思維，促進了同伴間的互助。這些都是深度學習中不可或缺的成分。

創(chuàng)編設計是有一定思維深度和廣度的綜合性學習，也是培養(yǎng)學生高階思維重要的路徑之一，能提升學生的綜合素養(yǎng)和學習能力。學生運用所學的知識與技能，結(jié)合想象力、創(chuàng)造力，再次整合意義聯(lián)結(jié)的核心能力，實現(xiàn)舉一反三的學習效果，加深對游戲編程本質(zhì)的理解。

因為評價能夠?qū)W生的學習發(fā)揮導向、激勵、調(diào)控和引導的作用。所以，教師要在創(chuàng)編設計環(huán)節(jié)為學生的自由展示和評價提供平臺。學生演示完整作品、闡述創(chuàng)作理念，能讓其獲得成功的體驗，學習成果也能在接受同伴的質(zhì)疑和建議中得以不斷完善。這既是對知識的深度加工，也是對深度學習發(fā)揮導向、激勵、調(diào)控的作用，促進學生良好的心理、情感、理想和信念的形成。

七、整理知識樹，促使知識結(jié)構(gòu)化

知識樹本質(zhì)上就是一個層級式知識圖，它表達了為實現(xiàn)某一組織目標的所有相關(guān)組織知識間的因果關(guān)系或從屬關(guān)系?？v觀“躲避球”游戲的Scratch編程學習過程，教師始終將培養(yǎng)學生計算思維的目標貫穿其中。整理知識樹的環(huán)節(jié)，旨在引導學生對所學的知識進行系統(tǒng)整理，把有關(guān)“躲避球”游戲的知識結(jié)構(gòu)清楚呈現(xiàn)（見圖10），是對累積的知識進行條理化、結(jié)構(gòu)化的梳理。

整理知識樹是提升學生計算思維品質(zhì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。學生具備了結(jié)構(gòu)化的信息技術(shù)領(lǐng)域的知識、概念和方法后，就能在開展信息活動中采用計算機可以處理的方式界定問題，抽象問題特征，建立結(jié)構(gòu)模型，合理組織數(shù)據(jù);通過判斷、分析與綜合各種信息資源，運用算法設計解決問題的方案;總結(jié)利用計算機解決問題的過程與方法，并將其遷移到與其相關(guān)的其他問題解決之中。

深度學習的信息技術(shù)課堂，是從學生的原有認知經(jīng)驗出發(fā)，讓學生充分經(jīng)歷真實的循序漸進的學習過程，逐步形成高階思維的課堂;是注重知識的理解與批判，強調(diào)學習內(nèi)容結(jié)構(gòu)化的課堂;是注重知識遷移和解決問題，鼓勵學生運用所學的知識進行創(chuàng)造，培養(yǎng)計算思維和創(chuàng)新能力，提升核心素養(yǎng)的課堂。打造深度學習的信息技術(shù)課堂，從Scratch編程學習開始。

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