深度學習視角下信息技術課程項目式教學探索

摘要：在數智化時代背景下，創新能力的培養是我國創新人才培養的重要目標，然而，淺層次學習已不能滿足對深層次創新能力培養的需要。基于此，本研究通過對信息技術課程進行深度探索，構建了一套基于SOLO分類理論的項目式教學模式，并詳細闡述了學生在深度學習過程中經歷的四個關鍵階段：無意識狀態、量變狀態、問題解決狀態和理性認識狀態，旨在為教師提供創新教學模式進行參考，優化教學活動安排，促進學生內部信息加工，進而培養學生創新思維，也為新時代所需的創新人才培養提供教育策略。

關鍵詞：深度學習教學模式信息技術項目式教學SOLO分類

在數智化時代背景下，創新能力成為人才的核心特質。2019年，中共中央、國務院印發的《中國教育現代化2035》明確指出，要創新人才培養方式，培養學生的創新精神與實踐能力。［1］目前，封閉式、單向度、灌輸式、唯教師論的現象還在發生，這極大地固化了學生的思維，更不利于學生創新能力的培養。為了破解這一難題，教育工作者對立足實踐、注重創造、體現科技與人文相統一的信息技術課程寄予了更多的希望。因此，本研究深入分析了學生的沉浸狀態，以期幫助教師更好地把控學生的學習狀態，促進課堂教學達到深層次階段。在深度學習的指引下，學生可以獲得自我認知的能力、情境遷移的能力以及學以致用的能力，這些都是適應未來社會和經濟發展的關鍵技能。

一、深度學習助力創新能力的發展

在教育領域，學界對深度學習的定義有著不同的見解。國內學者何玲、黎加厚認為，深度學習能將知識融入已有認知結構并能遷移到新情境中解決問題。［2］張浩、吳秀娟認為，深度學習能提升批判性、創造性地解決問題的能力。［3］深度學習是學生必須具備的能力，主要包括掌握核心學科知識、批判性思維和復雜問題解決、團隊協作、有效溝通、學會學習、學習毅力六種基本能力。［4］綜上所述，深度學習是一種將獲得的新知識經過批判性思考融入學習者自我認知結構，并能將內化后的知識進行有效遷移，進而解決真實問題的一種能力。

創新能力是一種提出或產生具有新穎性和適切性工作成果的能力［5］，其典型特征為新穎性、適切性。因此，深度學習的批判性思維和問題解決能力是培養創新能力的有效前提。深度學習更能培養創新思維和解決問題的能力，能促進學習者提出新穎觀點和處理問題的切入點，助力學生創新能力的發展。

二、深度學習成就科技與人文相統一的信息技術課程

（一） 信息技術學科具有重實踐、多融合、實反饋的特點

《普通高中信息技術課程標準（2017年版2020年修訂）》（簡稱《課程標準》）提出，信息技術課程旨在提升學生的學科核心素養，以設計和操作學習為教學特色，是一門立足實踐、注重創造、體現科技與人文相統一的課程。具體表現為以下三個方面：一是教學內容具有較強的實踐性。

相比語文或數學學科，

信息技術學科是更具實際應用價值的學科，它要求學生動手操作具體項目，這樣能夠促進學生理解所學知識。二是教學內容具有跨學科融合性。信息技術與其他學科相結合，如與藝術、科學、歷史學科結合，能利用信息技術創建學科間的融合和綜合應用。三是教學過程具有實時反饋性。信息技術學科在項目實施過程中，能提供及時的反饋，調動學生的元認知能力，引導學生不斷改進和優化項目管理，促進學生計算思維的發展。

（二） 項目式教學利于在信息技術課程中開展深度學習

項目式教學，是一種新型的課堂教學模式，即師生共同圍繞一個完整的項目開展教學活動。信息技術是一門具有教程實踐性的學科，而項目學習幾乎能還原學習的本質，學生通過基于真實情境的學習，能增強掌控力、思考力、敏感力。《課程標準》也倡導基于“項目”的學習方式，主張將知識建構、技能培養與思維發展融入運用數字化工具解決問題和完成任務的過程中，全面提升信息素養。［6］因此，開展基于項目式教學的深度學習，在真實情境中解決真實問題，能幫助學生建立信息技術與現實世界的聯系，也有利于培養學生的信息素養。

三、基于SOLO分類理論的深度學習項目式教學模式構建

SOLO分類理論以皮亞杰的認知發展階段學說為基礎，是一種以認知等級劃分為特征的學習質量評價方法，能根據學生的反應表現評價思維結構的復雜性，測量學生知識的理解程度和學習深度。［7］ SOLO分類法將學生個體認知反應水平由低到高或學習結果由簡單到復雜劃分為前結構、單點結構、多點結構、關聯結構、拓展抽象結構五個層次。［8］這五個層次表明，學生內部信息的加工過程是從簡單識記到深度理解，再到知識遷移。基于課程重構理念的項目式教學模式應包括三個階段：項目引入階段、項目活動探究階段、項目成果展示階段。［9］以這三個階段為基礎描繪信息技術學科的深度學習加工過程（見圖1）。 因此，通過研究SOLO分類理論在項目式教學模式中的應用，教師可以更準確地追蹤學生對知識的掌握程度，能更好地評估學生的學習狀態，從而促進學生深度學習。

（一） 無意識狀態的蛻變

一節新的內容與學生的個體經驗有銜接，才能構成知識的同化。人的學習過程不僅是一個信息加工的過程，也是一個迭代的過程。人的認知過程主要是以理性認識為主導，以個體經驗為基礎，并始終伴隨著情感和意志活動。［10］在SOLO分類理論的前結構層次中，學生對學習的興趣不高，注意力不集中，目光呆滯，神游于課堂之外，屬于無意識狀態。在教學中，教師可以從學生已有的個體經驗入手，層層遞進，逐漸激發學生潛在的自我概念，通過豐富的情感、強大的內驅力和堅強的意志，完成第一階段的粗加工，從無意識狀態中脫離出來。如在學習粵教版高一信息技術必修一《數據與計算》的第一章《數據與信息》時，數據是一個抽象的概念，需要將抽象的知識具體化。比如，讓學生了解數據收集的過程，學習如何分析數據，并從中提取有用信息；教學生在進行案例設計時，選擇對學校食堂的受歡迎程度、最喜歡的運動等做調查；告訴學生在項目實施進程中，先設計問卷或調查表，收集數據，再使用Excel或類似工具對數據進行整理和分析，制作圖表展示分析結果，并撰寫報告解釋數據背后的含義。

（二） 量變狀態的積累

學生在第一階段的無意識狀態中通過個體經驗與舊知識產生聯結，不斷同化新知識。通過對概念和實踐的學習，學生將積累并儲備新知識，恰好處于SOLO分類理論的單點結構層次中。此時，學生能對單一事件或孤立事件進行分析解構，進行機械記憶和重復記憶，理解問題的表層意思，達到量變狀態。這些基礎知識相當于機械記憶和重復記憶，學生可以理解計算機的基本工作原理。又如學習簡單編程實踐，在編程語言的學習中，學生可能首先學習如何編寫簡單的程序，如打印“Hello，World！”（你好，世界）。

完成這一階段后，被同化的知識由短時記憶轉變為長時記憶，對問題形態已經有了初步的認識和判斷。當項目活動涉及的元素逐漸增多時，學生會面臨記憶的儲存空間不足的問題，甚至會產生困頓意識。此時，教師作為學生學習的引導者，應輔助學生解決問題，形成多點結構，具備認識多個事件、掌握處理多個事件的能力。此時學生能理解問題，但不能建立知識的本質聯系，不能將此種解決問題的方式進行遷移，也就是未能做到舉一反三。這需要學生理解數據表之間的關系，并能進行多表查詢。這兩種階段經過深度學習的粗加工，實現量變的積累。如在學習復雜編程任務中，隨著學習的深入，學生開始處理更復雜的編程任務，如編寫一個計算器程序。這要求學生能理解多個事件（如輸入、運算、輸出）并處理它們之間的關系，或者學習數據庫管理，學習如何使用數據庫管理系統來存儲、檢索和管理數據。

（三） 問題解決狀態的質變

一個項目活動的開展需要借助相應的工具與方法。課堂活動也需要運用數字化工具將知識與項目進行有效整合。特定的數字化工具對于學生的探究活動是至關重要的。數字化學習的工具很多，包括思維導圖、概念圖、虛擬現實（VR）眼鏡、電子白板、在線課堂平臺、視頻會議系統等。這些工具能增強學生的體驗和增長見識。在利用數字化學習工具時，學生會經歷三個加工過程：選擇、組織、整合，此過程不以線性順序發生，可反復進行。學生能對解決問題有一個遷移的認識，融會貫通，建立有機的聯系，將具體信息抽象化。此時，處于SOLO分類理論的關聯結構層次中，深度學習的加工過程進入問題解決狀態，改變了前一階段的量變狀態，逐漸發生質的轉變。雖然此時學生

可以理解眾多線索的共性，對內部的存儲進行歸類，減小認知負擔，

但是此遷移屬于同一結構或類別的遷移，屬于內部結構的遷移，并未達到縱橫交叉的遷移，形式也較為單一。

例如，在制作多媒體課件時，學生可以利用視頻編輯軟件、音頻處理工具和圖像編輯軟件，創建一個關于信息技術發展史的多媒體展示。這個項目要求學生整合多種媒體形式，如文本、圖片、音頻和視頻，來講述一個連貫的故事。在本次項目活動中，學生可以利用數字化工具將所有元素進行整合，部分的特征信息能夠形成連貫的整體，產生內在的本質聯系，并獲得總括的理解。

（四） 理性認識狀態的高階轉變

學生經過項目活動的探究，會收獲相應的感受、成果、知識、方法等，學會使用數字化學習工具，并在信息技術課堂進行展示。其中，真實的項目成果是在一定社會情境下發生的，社會情境中的期望目標會對認知活動產生影響。此時，學生渴望周圍的人認可自己的勞動成果，從而萌發強烈的被認同感。因此，他們會將項目結果進行精細加工，經過小組合作和頭腦風暴迸發創造性的想法，對知識體系進行演繹、推理、歸納，從而對先前的知識產生新的理解，將新知識體系與原有認知結構進行關聯，并順勢推斷產生的眾多因素。學生經歷上述狀態，也就完成了外部知識的遷移。此時，處于SOLO分類理論的拓展抽象結構，是關聯結構的高級階段，屬于高階思維活動。例如，學生將本小組的項目成果進行匯報演示，不僅能促進組與組之間的競爭，也能促進不同創意的學習。同時，教師會對項目活動探究的成果進行點評，學生也會進行互評、自評，包括對參與度與貢獻度的評價、對本次課程總體感受和知識把握度的評價。

四、結論與展望

本研究通過探究創新能力、項目式教學、深度學習和信息技術課程之間的聯系，闡明教育模式的轉變，在SOLO分類理論的基礎上為信息技術課程構建了一套基于項目式教學的深度學習教學模式，深入分析了無意識狀態、量變狀態、問題解決狀態和理性認識狀態這四個關鍵階段，分別對應學生的認知發展階段以及內部信息加工過程。深度學習不僅是提升課堂教學質量和效率的關鍵策略，也是實現學生核心素養發展的重要途徑。

面向未來，本研究希望將這種模式應用到實際教學中，也希望教育工作者不斷關注學生的內部信息加工狀態，及時調整教法，讓學生真正有收獲并將其轉化，實現舉一反三。教學模式不是一成不變的，在繼續探索和優化這一教學模式時肯定會遇到各種各樣的挑戰，但也會通過不斷的實踐優化理論，并進一步將理論應用到新的教學實踐中。

參考文獻

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