指向學生設計思維培養的編程單元整體教學策略
——以小學五年級“規劃健康生活”單元為例

沈小敏 福建省廈門市湖里第二實驗小學

陳捷曼 福建省廈門高新學校

跨學科視域下基于設計思維培養的編程單元整體教學是根據現實生活中發現的問題確定單元主題，創設單元整體教學情境，以創意程序作品為成果導向確定單元整體目標、設計單元整體學習任務群，以設計思維EDIPT模型開展教學活動，從而將繁雜松散的學科知識進行意義統整，喚醒學生的生活經驗，激發學習內驅力，培養信息時代下的創造性學習者。下面，筆者結合教育科學出版社出版的綜合實踐五年級下冊推薦主題及新冠疫情下的居家學習生活指導，以“規劃健康生活”為主題開展跨學科單元整體教學實踐。

● 單元背景

在新冠疫情期間，學生居家線上學習，學習效果不佳，家長焦慮。且小學五年級的學生正處于青春期初期，身體的急劇變化也引發了學生更多心理尤其是情緒上的變化。同時，父母和老師的不理解又導致他們經常性抑制自己的情緒，如果負面情緒積累過多，就容易引發激烈的沖突。筆者組織學生以“規劃健康生活”為主題，通過回顧新冠疫情期間親歷的情緒感知，進一步深度探索“情緒”這一具有積極意義的研究主題。

● 教學思路

學生在運用設計思維和技術工具設計“情緒管理機器人”的活動中，一方面結合學校、社區的疫情，通過問卷調查、訪談，圍繞疫情期間本校學生的情緒狀態，分析調查數據，得出結論，并提出如何更科學地解決負面情緒，結合綜合實踐、心理學科知識進行原型實現；另一方面，通過“情緒管理”問題的原型實現，測試和迭代，經歷完整的設計流程，體驗設計思維在解決問題和創意生成中的作用。

● 課時劃分與活動設計

基于設計思維的“規劃健康生活”整體單元教學，筆者整合了心理健康、信息科技學科的知識。根據單元整體教學的核心問題與整體目標，將“規劃健康生活”學習活動分為三大模塊：我是情緒分析師、我是情緒調節師、我是AI情緒管理師（如下頁圖）。

在“我是情緒分析師”中，學生采用問卷調查、訪談等方法進行調查，共情需求，了解新冠疫情期間本校學生情緒狀態；統計并分析調查結果，定義問題，明確如何更科學地解決負面情緒；通過頭腦風暴，討論設計方案。

在“我是情緒調節師”中，通過心理課堂的學習，學生進一步提升對情緒的認識，掌握情緒調節的方法，培養情緒調節的能力，制訂符合自身情緒調節的原型并測試，發現自身情緒調節沒辦法及時感知等缺陷，進入迭代。

在“我是AI情緒管理師”中，信息科技教師引導學生比較、權衡方案，形成最終方案：新冠疫情期間，居家學習，24小時情緒監測，準確診斷情緒，并作出調節。通過具身體驗了解情緒管理機器人的工作流程，根據活動方案設計，借助網絡查找資料，檢驗方案的可行性及可操作性。為同桌設計一款AI情緒管理機器人，其步驟為：用戶需求調查→動手操作實踐→初步掌握手工設計與制作的基本技能→學會運用信息技術→設計并制作情緒管理機器人。利用場景模擬進行測試評估，師生通過故事情境模擬，測試“AI情緒管理機器人”的穩定性等，提出迭代再創造的意見，對機器人進行優化。

● 組織與實施

1.共情情境，發現需求

基于設計思維的單元整體教學設計，筆者以綜合實踐教材里的主題為落腳點，結合學生熟悉的情境進行提煉并重組。教師首先引導學生關注新冠疫情居家學習期間學生情緒的狀況，并提供相關的資源，包括新聞報道、視頻采訪等，通過交流討論“疫情期間，居家學習如何規劃健康生活”共情體驗，發現用戶需求：從“情緒”出發，更好地規劃健康生活。

在綜合實踐開題課上，教師創設居家學習生活情境，引導學生發現居家學習生活產生的問題，如親子關系矛盾、作業不會做、視力問題、自身調節情緒弱等，討論疫情下居家學習可以探究的小主題。為了更深入了解疫情居家學習期間學生情緒的狀況，采用問卷調查的活動方式，小組交流討論問卷設計，并通過線上線下開展調查。

2.定義問題，聚焦核心

在指向設計思維培養編程的單元整體教學中，教師關注單元整體教學的核心問題，并據此進行問題建構。

教師引導小組回收線上線下問卷，統計問卷調查數據，分析數據，得出結論，并匯聚問題，明確單元整體目標指向——為自己或為他人調節情緒。

3.構思方案，發散思維

聚焦“為自己或為他人調節情緒”核心問題，小組通過頭腦風暴、聯想法等交流討論解決問題的方案，根據設計要求，對討論的結果進行比較、權衡和篩選，最后確定設計方案。本環節的核心問題是調節情緒，學生構思的方案因為經歷不同而各異，有不處理情緒的，有向親人傾訴的，有向娃娃傾訴的，有提議咨詢心理老師得到專業幫助的……

4.制訂原型，創意物化

在此環節，筆者整合了心理健康學科知識，引導學生利用跨學科技能來解決需求。因此，在心理健康課上，心理教師通過我演你猜捕捉情緒、繪畫“我的情緒小人”診斷情緒和故事分享關注三個環節，引導學生正確面對厭學等負面情緒，學會恰當地、正確地體驗情緒和表達情緒。在心理教師的引導下，學生完成為自己或為他人調節情緒的初步原型。

5.測試原型，迭代改進

各學習活動小組通過場景模擬等途徑對原型“作品”進行測試，發現核心問題：有時候，人類是沒辦法及時感知自己情緒變化的，而利用人工智能技術，可以設計一款實時監測情緒、診斷情緒，并能夠作出相應調節的AI情緒管理機器人，進而對方案迭代改進。

方案再構思——學生重新構思方案，比較、權衡方案，形成最終方案。學生在四年級接觸過圖形化編程，能夠利用圖形化編程結合人工智能，設計一款可以24小時實時監測主人情緒，并能診斷調節情緒的程序。

原型再物化——學生根據活動方案設計，借助網絡查找資料，堅定方案的可行性和可操作性。教師設計“為同桌設計一款AI情緒管理機器人”活動，引導學生利用用戶思維，設計優化產品。學生初步設計了“AI情緒管理機器人”程序執行的三個步驟：輸入表情、輸出情緒、調節情緒。在用戶需求調查環節，學生獲取了有針對性的用戶需求——適合主人的情緒調節方法，并加入到調節情緒的程序里。這樣，學生最后完成的“AI情緒管理機器人”調節的方法就多樣化了。課后，教師出示相關的評價標準，引導學生測試評價作品，可以在留言區對測試的結果進行交流，并提出迭代再創造的意見。

需要注意的是，以單元整體教學為主線的EDIPT模型中的五個環節，不是單線展開的，而是循環往復的過程，任何一個學習活動環節發現問題，都要再回到可能導致問題的環節重新開始。

● 效果與意義

教學實踐證明，跨學科視域下基于設計思維培養的編程單元整體教學有利于學生圍繞制作AI情緒管理機器人解決問題，系統地持續性地展開深度學習。在開展深度學習過程中，設計思維參與了整個過程，最后，學生設計出來的AI情緒管理機器人，是符合用戶需求的，學生的創意力在作品創作中得到了鍛煉與發展，真正達到學以致用。

本模式在實施的過程中，聚焦于各學科之間以及學科內知識點的統整，實現了各學科之間以及學科內知識點的聯結與轉化，改變了傳統的教學方式，教師不再是課堂主體，而是設計者、輔助者。在解決問題過程中，因為涉及多學科，所以就要求學科教師間應通力配合，這也對教師提出了新的挑戰。在整個方案實施過程中，學生處于主體地位，實施創意物化，在真實問題引領下，有效激發內在學習動機，內化知識點，遷移技能方法。

跨學科視域下基于設計思維培養的編程單元整體教學，為編程教學提供了方向，能更好地培養學生的信息核心素養和高階思維。