基于深度學習的小學信息技術教學實踐

張恒

摘要：隨著《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》的頒布，對學生計算思維的要求層次又上升了一個臺階。作者以《畫正多邊形》和《花朵繽紛》為例，在教學中實現了由淺層學習向深度學習的轉向。

關鍵詞：小學；深度學習；信息技術教學；教學實踐

中圖分類號：G434? 文獻標識碼：A? 論文編號：1674-2117（2023）09-0058-03

深度學習是指學生在理解的基礎上，將新學習的內容通過自我批判和剔除過濾，融入已有的認知框架中，并深度地將這部分內容應用到實際生活中去。要想在此基礎上培養學生的計算思維，教師需要讓學生將計算機的思維融入自我解決問題的框架中，讓學生能夠借助信息技術快速解決生活中的問題。

那么，在教學中如何判斷是否發生了深度學習呢？北京師范大學的郭華教授指出，可以從深度學習的聯想與結構、活動與體驗、本質與變式、遷移與應用、價值與評價五個方面的特征來整體考慮。[1]下面，筆者就根據自己的理解來加以說明。

聯想與建構

知識的價值在于應用和創造。所以，教師應充分利用學生已學知識搭建思維橋梁，讓思維向深度發展。[2]例如，在學習蘇教版五年級信息技術第五課《畫正多邊形》時，學生在探究多邊形邊數與旋轉角度的關系時特別吃力。雖然多數學生能夠跟著教師將探究的表格（如下表）填寫完整，但對畫正多邊形所需要用到的邏輯思維并不清楚，導致在最后的探究題中會出現沒有想法或有想法不知道該如何實施的現象。

針對此現象筆者認為，在教學中教師可以根據學生的理解程度將教學的內容和順序適當調整，提前引入一些后面要講授的內容，提高學習效率和學生作品的完成度。部分教學過程如下。

教師先出示復雜的正多邊形組合圖形，讓學生感受這些圖形的美，然后倒推發現這些組合圖形是由最基本的正多邊形組成，進而引發學生對畫正多邊形的興趣。由于本節課是初始課，在教授學生畫正多邊形時，畫筆模塊的使用方法需要簡單介紹。

①教師演示畫筆模塊的使用方法，并畫出一條長度、粗細合適的線段。

②教師啟發：如果要畫一個正方形，在已有正方形的一條邊的基礎上，該如何畫出另一條邊呢？請在老師提供的腳本上添加相關控件試一試（給學生提供半成品腳本）。

設計思路：為了讓學生清楚地理解旋轉角度，教師一開始將畫筆設置為水平方向，讓學生直觀感受旋轉一定角度使畫筆的角度發生變化，通過這個問題引發學生思考旋轉角度的問題。此時不要急于提問（要旋轉多少角度），而應讓學生自主探究并嘗試添加旋轉角度的腳本，感受鉛筆應該旋轉的角度。最后測試總結得出應該旋轉90度的結論。在得出結論后，教師出示圖片（如下圖），引導學生發現剛才旋轉的角度就是正方形的一個外角。接著教師帶領學生回憶數學中多邊形外角的概念，通過這種方式可以讓學生深刻而有效地理解旋轉角度和多邊形外角所對應的關系。

③教師提出問題：思考最少要操作幾次才能畫出一個正方形？

完成一個正方形的繪制可以重復若干次，但是這種行為屬于機械浪費操作步驟的行為，提出“最少需要操作的次數”這一問題，可有效幫助學生理解重復執行次數和多邊形邊數的對應關系。對正n邊形的操作可以借助之前所學的“重復執行__次”優化腳本。

④最后引導學生想一想，繼續完成一個正三角形的繪制、一個正六邊形的繪制，會有什么發現。

學生在不斷嘗試繪制多種多邊形的過程中，感受重復執行次數和旋轉角度對正多邊形的影響，進而理解“畫正n邊形需要重復執行n次，每次移動的步數為邊長值，每次旋轉的角度為360/n度”的意義。

理解與重組

深度教學的實施是以教學內容為支持的，在實施深度教學的時候，教師需要成為教學資源的開發者，既要學會使用教材，又要敢于打破教材的順序結構，將教學內容與學生的實際學情聯系起來，展開更加符合學情的深度學習。這樣，學生就能通過切身體驗，不斷靠近思維的“最近發展區”，最終將知識轉化為智能，實現深度學習。

在上述課例中，學生很容易理解內循環部分是在畫一個正方形，但是對外循環的理解卻不盡如人意，原因是他們的思維還未整合，模塊化思維還未形成，他們往往將這部分內容分散理解，所以對教材中探究題用到的循環嵌套更是難以理解。通過教研、討論和思考，筆者認為，可以提前引入后面將要學習的“自定義積木”部分，利用自定義積木將上述過程整合包裝（此部分只需要教師演示操作，目的在于幫助學生理解程序）。通過此方法，學生能很快理解循環嵌套的內在含義。

本質與變式

大部分教師最常用的導入新課的方法就是復習舊知，利用學生熟悉的知識導入，喚起學生對所學知識的理解和記憶，通過引入新知識，實現新舊知識之間的有效銜接。

筆者通過研讀教材發現，蘇教版小學信息技術五年級第5課《畫正多邊形》和第6課《花朵繽紛》兩節課有很強的關聯性，若處理好第5課《畫正多邊形》的探究題，對《花朵繽紛》中創作“開出五顏六色的花朵”的學習有著事半功倍的效果。部分教學過程如下。

教學現場：

任務一：點瓣成花——完成一朵五瓣花的制作。

任務二：一路花開——讓花朵開放在舞臺的隨機位置。

任務三：花朵繽紛——讓舞臺開滿各種各樣的花。

師：花叢里只開紅色的五瓣花太單調了，我們如何創作出各式各樣、各種顏色的花朵呢？

學生嘗試，全班交流。教師歸納總結：可以從顏色、大小等方面考慮。

師：①如何改變花朵的顏色？需要用到學過的哪個控件？②花瓣的大小怎么改變？需要用到學過的哪個控件？

課堂上學生能很快說出讓花朵變化的方式，但是在嘗試操作的時候，卻畫出了花瓣大小不同的花。

分析原因：學生出現上述問題的原因在于沒有弄清楚程序中用圖章工具復制的是一片花瓣，所以“將大小設定為隨機數”設定的是花瓣的大小。

解決方案：為了讓學生直觀感受上述“奇怪的花”的繪制過程，即花瓣的變化過程，教師可以在程序中添加“等待一秒”，讓學生觀察，從而理解要想畫出不同大小的花，應該將“將大小設定為隨機數”放置在循環之外。針對任務三，筆者采用教學《畫正多邊形》中所用的定義新積木的方式進行講解，將復雜的任務拆分開來（①一朵花的繪制；②改變花瓣大小再畫幾朵）講解。

通過任務一和任務二，幫助學生理解內循環可以修改花瓣的形態顏色等，外循環修改的是完整的一朵花的狀態。而任務三的設計目的在于強調針對課堂上出現的問題，教師應該和學生一起思考并解決。

遷移與應用

在圖形化編程教學過程中，教師應跳出教材框架，讓學生利用所學技能去實現頭腦中豐富多彩的創意。因此，筆者在教學完《畫正多邊形》和《花朵繽紛》兩課后，和學生來了一次頭腦風暴：

重新展示上述兩課的完整腳本并回答：①上述腳本中的內外循環分別具有什么功能？設計意圖：剔除自定義積木，還原腳本，測試學生能否明白循環嵌套的內在邏輯。②你覺得教材中探究屋里的“萬花筒”是由什么基本圖形構成的？猜猜看是如何實現的？設計意圖：培養學生將大問題分解成小問題去解決的計算思維。③在百度上搜索“圖形化編程創意繪畫”的相關圖片或帖子，你感受到了什么？設計意圖：通過觀察別人利用軟件繪制出的豐富多彩的圖案，激發并保持學生對學習的熱情，并從別人的實例中找到適合自己的模仿案例。④你想繪制出什么創意圖案？它的基本圖形是什么？請你試一試。設計意圖：從“我能跟著書本做相同的案例”，到“我看見別人可以做出這樣的案例”，再到“我想畫出這樣的……”，思維層次逐步提升，最終實現頭腦中的創意。最后，教師展示自然界中雪花的形成過程，并模擬畫出。設計意圖：此過程是照顧到有些學習能力弱的學生可能在第④部分沒有思路可展示。

結束語

深度學習的信息技術課堂，既是從學生的原有認知經驗出發，讓學生充分經歷真實的循序漸進的學習過程，逐步形成高階思維的課堂，又是注重知識的理解與批判，強調學習內容結構化的課堂，更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造，培養計算思維和創新能力，提升核心素養的課堂。

參考文獻：

[1]郭華.深度學習及其意義[J].課程·教學·教法，2016（36）：25-32.

[2]顧雪剛.深度學習視角下的小學信息技術教學設計——以“認識鍵盤”的教學設計為例[J].江蘇教育研究，2021（Z5）：62-65.