素養統領下指向深度學習的小學編程“思維課堂”探索

“深度學習”一詞最初出現在人工智能領域，它是一種先進的模式分析方法，在搜索技術、數據挖掘、機器學習、機器翻譯、自然語言處理、多媒體學習、語音、推薦和個性化技術，以及其他相關領域都取得很多成果。深度學習使機器模仿視聽和思考等人類的活動，解決了很多的模式識別難題，使得人工智能相關技術取得了突破性發展。但是，本文提到的深度學習是指學校教育領域內教師如何讓學生在教學過程中實現有深度的學習，與人工智能背景下機器的深度學習在場景、對象、學習方式、深度及其背后的寓意方面均不同。

美國學者布盧姆（Benjamin Bloom）提出，人的認知過程分為記憶、理解、應用、分析、評價和創造。其中，“記憶+理解+應用”是低階思維，“分析+評價+創造”是高階思維，而本文倡導的深度學習兼具這兩種思維。筆者描述的深度學習，是指在教師的引領下，學生為體驗成功、獲得發展而進行的全身心投入的有意義的學習過程。在此過程中，學生在素養導向學習目標的引領下，聚焦引領性學習主題，完成具有挑戰性的學習任務，掌握學科基礎知識與基本方法，體會學科基本思想，建構知識體系，理解與評判學習內容和過程，能夠綜合運用知識和方法創造性地解決問題，形成積極的內在學習動機、高級的社會情感和正確的價值觀，成為學識基礎扎實、勤于思考、勇于實踐、敢于創新、善于合作和擁有社會責任感的優秀學習者和未來社會實踐的主人。

Scratch編程作為一種圖形化的編程語言，相較發展成熟的C#、C++、Python等其他編程語言，更為直觀，更具可讀性和觀賞性，與小學階段學生的理解能力與學習情況相適應。因此，小學階段的深度學習課程可以在Scratch編程教學中有效體現。當前，面對編程教學效率與深度并進的挑戰，我們提出一種綜合策略，強調在尊重既有教學范式的基礎上，深化對編程邏輯與核心概念的解析，通過項目式學習激發學生的內在驅動力，使其在主動探索與實踐中深化理解。同時，我們倡導建立以問題解決能力、創意表達及編程邏輯為核心的評價體系，旨在引導學生超越表面的技能模仿，邁向深度學習與創造的新高度。筆者以蘇科版小學五年級信息科技第6課“花朵繽紛”為例，以落實培育學生核心素養為契機，對基于深度學習的小學Scratch編程教學策略進行闡述，旨在推動編程教學向更高效、深入的方向邁進。

一、多元融合，創設情境

皮亞杰（Jean Piaget）的認知發展理論認為，思維是在主體不斷迭代的邏輯運演中動態生成的，當學習者的認知結構發生邏輯沖突時，便可以通過對圖式的重構來觸發思維的螺旋式發展。這種思維結構的豐富性不僅要求學習者融入特定情境中，還需要教師深挖學習情境之間的關聯性，創設有助于思維培養的學習情境生態閉環。

例如，在“花朵繽紛”的教學中，情境貫穿教學始終。導入環節，筆者以游戲“詩詞飛花令”激趣，創設情境，從“詩詞賞花”聯想到“編程繪花”，讓學生體驗人文信息融合之美，打破編程學習的刻板印象，于學科滲透中培養審美情趣。任務驅動環節，教材中的任務描述是“將一片花瓣變成一朵花”“讓花朵隨意出現在舞臺上”“讓花朵變得五顏六色”，內容雖指向明確，但太過直白，顯得無趣。于是筆者將其改為“妙筆生花”“花開滿屏”“花朵繽紛”，任務名稱言簡意賅，引人遐想，又與開篇導入相呼應，形成連貫的情境鏈。拓展環節，筆者讓學生先欣賞作品《花團錦簇》，后拋出問題：“這幅作品美在哪里？有何獨特之處？”引導學生深入觀察、主動探究，繼而發現“隨機花朵只出現在特定區域”，學生帶著問題尋求解決途徑，理解、應用并創造性地結合“坐標與隨機函數”來解決問題，思維由低階向高階邁進。

二、多維解析，慧用微課

微課作為一種創新型教學方式，以其短小精悍、內容充實、生動有趣的特點在信息教學中凸顯巨大價值：微課可以放大教學細節，語音配合字幕解說，讓每個學生都能領會規范的操作流程，從而增強學習的精準度和有效性；微課能把教師從課堂講授中“解放”出來，節省語言瑣碎、操作等待的時間，讓學生有更多的時間親身體驗，教師有更多的精力觀察、引導、點撥學生，促進師生之間的深度互動與有效反饋；微課聲情并茂，并打破時間、空間的限制，可調動學生多感官參與，切實有效提高學生深度學習的能力，促進學生批判性思維、問題解決能力和創新創造能力的綜合發展。

例如，在“花朵繽紛”的教學中，“繪制花瓣”是初始任務，在Scratch單元第3課“火柴人跳舞”中，學生有過繪制黑色火柴人的經歷，但通過設置“填充色”“輪廓色”來繪制彩色造型還是第一次，在修改顏色的過程中，繪圖編輯器頁面沒有“確定”鍵，需要點擊空白處確定，這一細節在教材中并沒有體現，學生在操作時往往會無從下手（見圖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（見圖2），如果忘記操作，將直接導致后續“妙筆生花”任務失敗。可見，使用“繪圖編輯器”繪制花瓣，看似簡單，但若細節處理不到位，輕則花瓣不美觀，學生興致不高；重則無法推進“生花”任務，學生易受挫敗感。因此，在此處使用微視頻代替教師的講授演示，可以使細節放大，做到有的放矢；還可以節省教師言語瑣碎、操作等待的時間，使其把更多的精力放在觀察學生身上。制作微視頻時，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，讓學生在輕松愉悅的氛圍中觀看微視頻，慧用微課，切實為課堂減負增效。

三、新舊聯結，遷移內化

美國著名認知派教育心理學家奧蘇泊爾（David Pawl Ausubel）提出的“認知同化理論”深刻揭示了學習過程的本質——新知識并非孤立存在，而是植根于學生既有的認知土壤之中。該理論強調，有效的學習是舊知識與新知識相互作用、融合的過程，如同樹木在原有根系上茁壯生長。學生在這一“以舊引新”的過程中，不僅鞏固了基礎，還在知識的遷移應用中展現出靈活變通的智慧，實現了從理論到實踐的跨越。通過聯系生活經驗，學生能在具體情境中深化對知識的理解，使知識不僅僅是書本上的文字，而是成為解決實際問題的有力工具。這一過程，既是知識的積累與重構，又是思維能力的提升與飛躍，深刻揭示了學習作為一門學問的豐富內涵及其作為生活技能的實用價值。

例如，在“花朵繽紛”的教學中，學生已經學會使用“重復執行幾次”“旋轉幾度”這樣的命令繪制正多邊形，掌握了重復次數與旋轉度數之間的變化規律。在設計“妙筆生花”導學案時，筆者有意識地引導學生聯系舊知，在計算、觀察、實踐中得出新的規律——花瓣次數×旋轉角度=360°（見圖3），在推測和實踐驗證的過程中，學生不斷完善知識結構，實現了知識的遷移與活用，使深度學習落到實處。

除此之外，為了讓學生更好地理解“圖章”控件的功能，筆者在本課例中巧妙地運用了實物演示法。筆者將一張白紙和刻有姓名的實物印章遞給學生，由學生組織語言，邊說邊演示實物印章的使用步驟。與此同時，教師順勢提問：“刻在白紙上的姓名章可以移動嗎？”學生齊聲回答：“不能移動！”通過實物演示，學生很快明白了“圖章”控件的功能與特性，這為后續學習“克隆”控件奠定了基礎。“圖章”“克隆”功能類似，但其特性就在于“圖章”復刻的分身不能移動，“克隆”出的分身可以移動。筆者借助實物演示幫助學生對比理解“圖章”與“克隆”的異同，有效突破教學難點，為后續學習蓄力。

四、任務驅動，迭代優化

任務驅動法是建立在建構主義學習理論基礎上的教學方法，在小學信息科技教學中被廣泛應用。任務驅動法要求在教學過程中以完成一個個具體的任務為線索，把教學內容巧妙地隱含在每個任務之中，引導學生由易向難、由簡到繁、循序漸進地完成一系列任務，從而形成清晰的思路，掌握問題解決的方法和構建更加完整的知識結構，在完成任務的過程中，培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力。

例如，在“花朵繽紛”的教學中，學生成功繪制出花朵后，筆者引導學生展開生生互評：“請從大小、顏色、位置等方面評價你繪制的花朵好看嗎？有沒有更好的修改建議？”引導學生主動觀察，繼而提出優化建議，明確任務方向。

（1）花朵太大→設定角色大小初始值為1～15之間；

（2）固定出現→隨機出現→隨機函數；

（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→根據場景修改花朵隨機出現的位置。

筆者根據優化建議，創設層層遞進、環環相扣的任務情境：“妙筆生花”“花開滿屏”“花朵繽紛”“花團錦簇”（見圖4），將新知與具體的任務相關聯，充分調動學生的主觀能動性，使其主動尋求解決之法，在探究過程中潛移默化地內化新知、加深理解。這樣，學生在收獲成功喜悅的同時，思維品質得以發展。

五、高能輸出，智繪腦圖

思維導圖，即把主題關鍵字詞與圖像、顏色等建立記憶鏈接，幫助學生構建所學知識之間的聯系，綜合運用左右腦，強化記憶。思維導圖可以幫助學生厘清脈絡，使思維由抽象化為具象，從而打通知識體系，并且有助于提取內容的關鍵信息，促進學生語言運用能力的發展，同時能有效地激發學生想象力，提高學生創造力，幫助學生形成有效的學習策略，讓學生學得更扎實、更生動。

例如，在“花朵繽紛”的教學中，教師使用電子板書代替手寫板書，其優點包括：（1）電子板書書寫流暢，可用觸控筆模擬真實筆觸，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，學生可多次在不同環境下查看、再編輯，不受空間、時間限制。筆者借WPS Office辦公軟件將思維導圖與電子板書相結合（見圖5）。WPS Office軟件中提供了多種數據結構的思維導圖模板，教師在各教學環節可根據自身需求動態插入標題、子標題、圖片，動態生成腦圖，一節課下來，學生可以很直觀地看到思維導圖從無到有的動態生成過程，形成視覺上的沖擊。教師在進行課堂小結時，使用思維導圖式電子板書，可以幫助學生厘清脈絡、強化記憶，同時提出“還能做什么”，讓學生主動思考，追求舉一反三，繪制屬于自己的個性化思維導圖，推動深度學習向更深處蔓延。

深度學習視域下，Scratch編程教學對提高學生思維品質有重要價值。當下信息技術日新月異，作為主流前沿學科，其對教師的信息化教學水平提出了更高的要求。教師要樹立終身學習的理念，與時俱進，積極革新課堂教學理念與方法，除了掌握扎實的專業學科知識外，新技術、新媒體的融合創新也是今后研究的重點和努力的方向。教路漫漫，且行且思，眾行致遠，花開有時！

編輯：趙飛飛

作者簡介：秦芬（1992—），女，漢族，江蘇無錫人，本科，現任南京市江寧未來科技城小學信息處主任，小學信息科技一級教師。三次代表學校參加江寧區信息優質課評比，分別獲得江寧區一等獎、南京市二等獎；信息化教學實踐作品評比、微課評比活動中，屢獲南京市一、二等獎；每學年都輔導學生參加信息素養提升大賽，在省、市、區獲獎頻頻，連續五年被評為江寧區優秀輔導教師；撰寫的論文多次在省、市、區獲獎，也曾在省級刊物上發表文章。