聚焦深度學(xué)習(xí)的微項(xiàng)目設(shè)計(jì)
——以算法與程序設(shè)計(jì)微項(xiàng)目為例

崔寅 江蘇省南京市江寧區(qū)岔路學(xué)校

國務(wù)院《全民科學(xué)素質(zhì)行動(dòng)計(jì)劃綱要》《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》的頒布凸顯了信息科技教育的重要性。開設(shè)中小學(xué)信息科技課程既是深入推進(jìn)素質(zhì)教育、努力實(shí)現(xiàn)教育基本現(xiàn)代化的需要，也是貫徹落實(shí)國家科技發(fā)展戰(zhàn)略、努力提高公民科學(xué)技術(shù)水平、增強(qiáng)國家自主創(chuàng)新能力的需要。學(xué)校信息科技課程是學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)信息科技最直接的課程載體，每周一節(jié)的信息科技課，在提升公民的信息素養(yǎng)、增強(qiáng)個(gè)體在信息社會(huì)適應(yīng)力與創(chuàng)造力方面有著重要意義，因此，開好、開足信息科技課是落實(shí)新時(shí)代信息科技課程教育任務(wù)的首要行動(dòng)。

● 減負(fù)增效：信息學(xué)科微項(xiàng)目的實(shí)踐緣起

信息科技作為一門課程進(jìn)入義務(wù)教育課堂的時(shí)間與其他傳統(tǒng)學(xué)科相比還比較短暫，而且沒有應(yīng)試的壓力，同時(shí)，加上課程內(nèi)容、硬件設(shè)備、師資力量等方面的原因，使得信息科技課程在學(xué)校課程體系中處于邊緣化地位。

1.內(nèi)容繁多，學(xué)習(xí)淺嘗輒止

2022年剛剛修訂試行的《江蘇省義務(wù)教育課程設(shè)置方案》中規(guī)定，江蘇省小學(xué)階段的信息科技課程從三年級開始開設(shè)，根據(jù)目前教材中的設(shè)計(jì)，其中包括信息的識別與獲取、信息的存儲(chǔ)與管理、信息的加工與表達(dá)、信息的發(fā)布與交流、算法與程序設(shè)計(jì)、3D創(chuàng)意設(shè)計(jì)、機(jī)器人技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及人工智能技術(shù)等模塊。以“算法與程序設(shè)計(jì)”為例，在18個(gè)學(xué)時(shí)即一學(xué)期的學(xué)習(xí)時(shí)間內(nèi)，學(xué)生需要初步了解算法、會(huì)使用自然語言和流程圖描述算法、知道流程圖的基本圖例、能有意識地設(shè)計(jì)與改進(jìn)算法、了解程序的基本知識、知道程序的基本結(jié)構(gòu)、能編寫程序解決問題、能讀懂簡單的程序、會(huì)測試與調(diào)試程序、了解程序中批量數(shù)據(jù)處理的方法等。內(nèi)容細(xì)碎，時(shí)間緊湊，很多內(nèi)容無法充分展開，學(xué)生在課堂上的學(xué)習(xí)只能淺嘗輒止，無法深入思考與嘗試。

2.設(shè)備不足，難為無米之炊

信息科技學(xué)科的課程性質(zhì)之一就是實(shí)踐性，教師要引導(dǎo)學(xué)生親歷完整的實(shí)踐過程，將信息科技與其他學(xué)科課程融合起來，超越封閉、單一的學(xué)科知識體系。例如，在“人工智能初步”模塊中，需要學(xué)生通過體驗(yàn)及剖析生活中常見的人工智能系統(tǒng)應(yīng)用案例，感知人工智能技術(shù)的特點(diǎn)，初步了解人工智能的基本工作原理與過程，嘗試設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)簡單的人工智能系統(tǒng)。這就需要一定的人工智能設(shè)備的支持，目前很多學(xué)校的教育經(jīng)費(fèi)緊張，對非考試學(xué)科的投入有限，導(dǎo)致很多項(xiàng)目因設(shè)備的缺乏而無法正常開展，學(xué)生沒有體驗(yàn)就沒有參與，沒有參與就無法深度學(xué)習(xí)，巧婦也難為無米之炊。

3.師資有限，心有余力不足

隨著教育信息化環(huán)境的改變，大部分學(xué)校的信息科技課程教學(xué)都由專職的、具有計(jì)算機(jī)或教育技術(shù)本科學(xué)習(xí)經(jīng)歷的教師擔(dān)任，這是可喜的進(jìn)步，但全校的信息化工作往往也是由這些教師負(fù)責(zé)，占用了他們很多時(shí)間與精力，導(dǎo)致信息科技教師在專業(yè)教學(xué)上的精力投入不足。而信息科技的更迭日新月異，需要教師不斷學(xué)習(xí)、不斷探究，才能跟上新時(shí)代的腳步，成為學(xué)生信息素養(yǎng)養(yǎng)成的引導(dǎo)者、學(xué)生深度學(xué)習(xí)的支持者。

為改善這種狀況，筆者嘗試在小學(xué)信息科技算法與程序設(shè)計(jì)模塊的教學(xué)中，圍繞核心概念，聚焦深度學(xué)習(xí)，開發(fā)設(shè)計(jì)主題式微項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)，在不增加學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)的情況下提高教學(xué)效益，實(shí)現(xiàn)減負(fù)增效。

● 結(jié)構(gòu)重組：信息學(xué)科微項(xiàng)目的建構(gòu)機(jī)制

1.微項(xiàng)目的內(nèi)涵解構(gòu)

提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)是信息科技課程的總目標(biāo)，為將這一目標(biāo)落實(shí)到課堂中，教師需要有意識地引導(dǎo)學(xué)生批判思維、遷移運(yùn)用等能力的養(yǎng)成，這與項(xiàng)目學(xué)習(xí)中內(nèi)容整合、問題解決的學(xué)習(xí)方式所發(fā)展的能力不謀而合。因此，聚焦深度學(xué)習(xí)，探索項(xiàng)目學(xué)習(xí)，對重構(gòu)信息科技課堂的教學(xué)組織方式、落實(shí)信息科技學(xué)科核心素養(yǎng)具有重要意義。

（1）深度學(xué)習(xí)

深度學(xué)習(xí)是指借助整合性的實(shí)際問題激活深層學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，展開親身體驗(yàn)和高階思維，促進(jìn)深度理解和實(shí)踐創(chuàng)新，進(jìn)而對學(xué)習(xí)者產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響的學(xué)習(xí)。深度學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì)就是利用創(chuàng)新思維、批判思維，經(jīng)歷分析、綜合、評價(jià)等過程來解決生活中的實(shí)際問題。在這里深度學(xué)習(xí)是指學(xué)生在微項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)下，以小組為單位協(xié)作探索源于真實(shí)情境的編程問題，構(gòu)建與遷移程序設(shè)計(jì)策略，從而逐漸形成應(yīng)用算法與程序設(shè)計(jì)知識及策略，解決現(xiàn)實(shí)問題的高階思維能力。

（2）微項(xiàng)目學(xué)習(xí)

微項(xiàng)目學(xué)習(xí)，是指圍繞學(xué)科核心素養(yǎng)與核心概念，以微型學(xué)習(xí)項(xiàng)目為載體，遵循由易到難、由簡到繁的原則，引導(dǎo)學(xué)生在真實(shí)的或模擬真實(shí)場景的問題情境中，開展一系列探究活動(dòng)的教學(xué)形式。例如“新年煙花秀”微項(xiàng)目，是基于學(xué)生有了一定的程序語言設(shè)計(jì)基礎(chǔ)但缺少綜合運(yùn)用及創(chuàng)新能力的情況，以南京市禁放煙花爆竹過年缺少了慶祝氛圍為主題，引導(dǎo)學(xué)生分組調(diào)查研究煙花爆竹的分類、燃放過程、燃放效果等內(nèi)容，進(jìn)而合作編程設(shè)計(jì)電子煙花爆竹作品，全班甚至全年級舉行“新年煙花秀”展示活動(dòng)這一系列的學(xué)習(xí)過程。

2.微項(xiàng)目的組成要素

微項(xiàng)目學(xué)習(xí)包括學(xué)習(xí)情境、學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)活動(dòng)、學(xué)習(xí)結(jié)果等四個(gè)要素。本文中的微項(xiàng)目學(xué)習(xí)主要包括學(xué)習(xí)情境、算法內(nèi)容、編程活動(dòng)和展示評價(jià)等要素，能夠在一兩個(gè)課時(shí)內(nèi)開展并完成，從而有效促進(jìn)學(xué)生算法知識的建構(gòu)，提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。

3.微項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)模型

開展聚焦深度學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)的程序模塊微項(xiàng)目學(xué)習(xí)，能夠幫助學(xué)生形成基于理解的、主動(dòng)的、高水平認(rèn)知加工的學(xué)習(xí)方式，并能夠批判性地習(xí)得新知，從而將新舊知識進(jìn)行聯(lián)接，進(jìn)而用習(xí)得的知識解決實(shí)際問題。這對培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力、提升他們的信息素養(yǎng)有著重要意義。

基于小學(xué)信息課堂編程模塊微項(xiàng)目教學(xué)實(shí)踐，筆者提出“5T”（T：thinking）微項(xiàng)目學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)模型，即通過“創(chuàng)設(shè)情境、激發(fā)思維——自主體驗(yàn)、引導(dǎo)思維——活動(dòng)探究、辨析思維——學(xué)以致用、評價(jià)反思——遷移運(yùn)用、拓展思維”五個(gè)環(huán)節(jié)開展信息科技課堂微項(xiàng)目學(xué)習(xí)。5T信息課堂微項(xiàng)目學(xué)習(xí)以發(fā)展學(xué)生的深度學(xué)習(xí)能力為核心，基于微項(xiàng)目學(xué)習(xí)過程，從而提高學(xué)生問題解決能力，提升學(xué)生的思維品質(zhì)。

● 實(shí)踐運(yùn)用：信息學(xué)科微項(xiàng)目的實(shí)施策略

信息科技是一門強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)性、實(shí)踐性的課程，要給予學(xué)生充分的探究、實(shí)踐的時(shí)間與空間，在有限的課堂教學(xué)時(shí)間內(nèi)，需要教師采取有效的教學(xué)策略來實(shí)施微項(xiàng)目學(xué)習(xí)，才能為學(xué)生深度學(xué)習(xí)能力的養(yǎng)成提供可能。

1.用活資源，項(xiàng)目內(nèi)容瞻前顧后

信息科技課程內(nèi)容設(shè)計(jì)是有內(nèi)在邏輯的，同時(shí)也兼顧了學(xué)生當(dāng)前的能力水平，同樣，教師在設(shè)計(jì)微項(xiàng)目時(shí)也要考慮項(xiàng)目之間的關(guān)系，微項(xiàng)目之間既是獨(dú)立的又是聯(lián)系的，可以層層遞進(jìn)，可以螺旋上升，這樣才能最大化發(fā)揮微項(xiàng)目學(xué)習(xí)的效益。

（1）嵌入元素

在學(xué)生沒有項(xiàng)目學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的情況下，可以將微項(xiàng)目學(xué)習(xí)的元素嵌入到信息科技課堂教學(xué)中，充分利用課程資源，幫助學(xué)生建立項(xiàng)目學(xué)習(xí)概念，為后續(xù)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。例如，在進(jìn)入“新年煙花秀”微項(xiàng)目學(xué)習(xí)之前，筆者結(jié)合南京市禁放煙花爆竹、新年缺少慶祝氛圍的實(shí)際問題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，同時(shí)引出微項(xiàng)目學(xué)習(xí)主題；在小組分工調(diào)查研究時(shí)，學(xué)生回顧、運(yùn)用四年級所學(xué)的WPS軟件中的在線辦公功能進(jìn)行記錄與交流，這樣一方面學(xué)生主動(dòng)復(fù)習(xí)了WPS模塊的操作，另一方面也加深了組員間合作的默契程度，為后面的微項(xiàng)目學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。

（2）單元整合

學(xué)生有了項(xiàng)目學(xué)習(xí)中部分環(huán)節(jié)的初步體驗(yàn)，教師就可以有機(jī)整合信息科技學(xué)科中的教學(xué)內(nèi)容，采用學(xué)習(xí)單元的形式，充分開發(fā)環(huán)境資源，進(jìn)行微項(xiàng)目教學(xué)。例如，在“我的足球夢”微項(xiàng)目中，由于筆者所在學(xué)校為南京市足球特色學(xué)校，五年級的學(xué)生每周都有足球課，經(jīng)常開展足球友誼賽，于是筆者引導(dǎo)學(xué)生以足球?yàn)橹黝}設(shè)計(jì)程序項(xiàng)目。學(xué)生根據(jù)自己的踢球經(jīng)驗(yàn)，知道需要先確定角色、動(dòng)作，并且通過分析發(fā)現(xiàn)足球被踢出后的運(yùn)動(dòng)軌跡受重力影響會(huì)形成拋物線，這是本次微項(xiàng)目學(xué)習(xí)內(nèi)容中的重難點(diǎn)。學(xué)生自主產(chǎn)生了學(xué)習(xí)需要，有了學(xué)習(xí)新知的欲望，于是筆者引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)原本分散在教材中不同課時(shí)里的坐標(biāo)、隨機(jī)數(shù)、偵測判斷等知識，對編程模塊中的部分內(nèi)容進(jìn)行單元整合，同時(shí)也將本校校園足球特色這一環(huán)境資源與信息科技學(xué)科教材內(nèi)容進(jìn)行了有機(jī)整合，學(xué)生遷移應(yīng)用能力在微項(xiàng)目學(xué)習(xí)中進(jìn)一步深化。

（3）多維指向

微項(xiàng)目學(xué)習(xí)不僅僅關(guān)注學(xué)生對顯性的知識技能的習(xí)得，更加關(guān)注學(xué)生內(nèi)在遷移應(yīng)用、批判性思維的養(yǎng)成，教師需要用好人力資源，設(shè)計(jì)以學(xué)科核心素養(yǎng)為指向的綜合性微項(xiàng)目學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生圍繞學(xué)科中的核心概念、關(guān)鍵能力，進(jìn)行同一主題、不同目標(biāo)維度的微項(xiàng)目學(xué)習(xí)。例如，人工智能模塊中的人工智能初體驗(yàn)主題，既包含了關(guān)于人工智能的概念、特點(diǎn)、發(fā)展等理論知識，又包括人工智能的應(yīng)用、實(shí)踐等體驗(yàn)內(nèi)容，其中就包括了關(guān)注計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會(huì)責(zé)任等多維度的微項(xiàng)目學(xué)習(xí)，可以在不同的課時(shí)中側(cè)重不同的維度，促進(jìn)學(xué)生思維的全面發(fā)展。

2.激活方法，項(xiàng)目任務(wù)因地制宜

微項(xiàng)目的設(shè)計(jì)不僅要關(guān)注學(xué)生已有的知識經(jīng)驗(yàn)，還要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境，因地制宜地設(shè)計(jì)微項(xiàng)目學(xué)習(xí)內(nèi)容。

深度學(xué)習(xí)需要學(xué)生具有知道概念、掌握操作等結(jié)構(gòu)化的淺層知識的基礎(chǔ)，還要求學(xué)生具有理解復(fù)雜概念、解決情境問題等非結(jié)構(gòu)化的深層知識的能力，以解決生活中的實(shí)際問題。作為教師，應(yīng)該考慮學(xué)習(xí)內(nèi)容的特點(diǎn)、教學(xué)目標(biāo)的要求、核心素養(yǎng)的培養(yǎng)、學(xué)習(xí)環(huán)境的現(xiàn)狀等方面，設(shè)計(jì)符合學(xué)生實(shí)際的、具有啟發(fā)性的真實(shí)項(xiàng)目情境，改變“自以為是”的情境創(chuàng)設(shè)或問題引出的教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生深層次的參與興趣，從而引導(dǎo)學(xué)生自主探究、積極體驗(yàn)等學(xué)習(xí)方法的轉(zhuǎn)變，達(dá)到將所學(xué)知識與情境建立聯(lián)系并實(shí)現(xiàn)遷移的目的，為深度學(xué)習(xí)建立基礎(chǔ)。

以“新年煙花秀”微項(xiàng)目設(shè)計(jì)為例，雖然在同一所學(xué)校，但每個(gè)班級學(xué)生的綜合能力還是有差異，有的班級學(xué)生綜合能力較強(qiáng)，在微項(xiàng)目中的進(jìn)程較快，個(gè)性化內(nèi)容較多，而有的班級學(xué)生能力相對較弱，在微項(xiàng)目學(xué)習(xí)前的調(diào)查環(huán)節(jié)就出現(xiàn)合作無效的問題，導(dǎo)致項(xiàng)目進(jìn)程拖沓。此時(shí)，教師在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行微項(xiàng)目學(xué)習(xí)時(shí)，就要分析各個(gè)班級學(xué)生的實(shí)際情況，結(jié)合學(xué)習(xí)目標(biāo)，側(cè)重不同內(nèi)容的引導(dǎo)，在鼓勵(lì)學(xué)生自主探究與小組合作的同時(shí)，也要發(fā)揮每個(gè)學(xué)生的特長，使得學(xué)生擁有積極的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的有效生成。

3.盤活評價(jià)，項(xiàng)目診斷持之以恒

診斷評價(jià)，是學(xué)生了解自己的學(xué)習(xí)情況、教師掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程的有效手段，也是微項(xiàng)目學(xué)習(xí)中不可或缺的部分。在微項(xiàng)目學(xué)習(xí)有限的時(shí)間內(nèi)，持續(xù)評價(jià)、及時(shí)反饋，能夠幫助學(xué)生深度反思自己的學(xué)習(xí)狀況并及時(shí)調(diào)整學(xué)習(xí)策略，還能夠幫助教師及時(shí)調(diào)整項(xiàng)目進(jìn)度，提高學(xué)習(xí)的效益。因此，在微項(xiàng)目學(xué)習(xí)中持之以恒地開展有效的評價(jià)，是非常必要的，能夠更好地促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的發(fā)生。

教師在微項(xiàng)目教學(xué)中關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容與進(jìn)程引導(dǎo)學(xué)生有效采用自評、互評、師評等不同的評價(jià)主體，在微項(xiàng)目學(xué)習(xí)過程、微項(xiàng)目學(xué)習(xí)結(jié)果等不同的評價(jià)階段，及時(shí)調(diào)控，積極反饋，促使學(xué)習(xí)在評價(jià)和反饋中從淺層走向深層。

例如，在“創(chuàng)意實(shí)驗(yàn)室”微項(xiàng)目學(xué)習(xí)中，圍繞活動(dòng)主題，教師從評價(jià)主體與評價(jià)階段兩方面，以項(xiàng)目評價(jià)單為載體，幫助學(xué)生梳理項(xiàng)目學(xué)習(xí)過程，積累項(xiàng)目學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，從而用靈活的評價(jià)診斷，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)能力的發(fā)展。

● 整體聯(lián)動(dòng)：信息學(xué)科微項(xiàng)目的時(shí)空融合

作為一門強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)性、實(shí)踐性的課程，信息科技學(xué)科所倡導(dǎo)培養(yǎng)的信息素養(yǎng)對學(xué)生來說受益終身，能為學(xué)生適應(yīng)信息社會(huì)的發(fā)展打下基礎(chǔ)。聚焦深度學(xué)習(xí)的微項(xiàng)目學(xué)習(xí)，使小學(xué)信息科技學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容更加豐富充實(shí)，它既是教師對教材內(nèi)容進(jìn)行二次開發(fā)的過程，也是對課程的深度建構(gòu)。

隨著時(shí)代的發(fā)展與學(xué)習(xí)的深入，小學(xué)信息科技微項(xiàng)目學(xué)習(xí)的時(shí)空極大可能會(huì)延伸到家庭、社區(qū)和社會(huì)中。對某些微項(xiàng)目主題感興趣、有深入學(xué)習(xí)需求的學(xué)生，可以在家中通過在線編程平臺(tái)，與本校教師或網(wǎng)絡(luò)教師進(jìn)行進(jìn)一步的溝通學(xué)習(xí)，發(fā)布分享自己的作品，召集其他小伙伴線上測試反饋、調(diào)整完善。在寒暑假，可以參與社區(qū)的網(wǎng)絡(luò)夏令營活動(dòng)，與志同道合的小伙伴一起實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的改進(jìn)與創(chuàng)新。通過學(xué)校、社區(qū)和社會(huì)的整體聯(lián)動(dòng)，在課內(nèi)和課外，實(shí)現(xiàn)微項(xiàng)目學(xué)習(xí)的時(shí)空融合。