深度求索學(xué)習(xí)范式下小學(xué)信息科技項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的新路徑探索

中圖分類號(hào)：G434文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A論文編號(hào)：1674-2117（2025）19—0057-04

引言

在人工智能深度賦能教育變革的背景下，基礎(chǔ)教育正從“知識(shí)傳授本位”向“高階思維發(fā)展本位”轉(zhuǎn)型。傳統(tǒng)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)暴露出“過(guò)程性缺位”問(wèn)題：其一，重成果展示而輕思維顯性化建構(gòu)，學(xué)生缺乏認(rèn)知沖突中的深度反思；其二，個(gè)性化指導(dǎo)與實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)不足，元認(rèn)知發(fā)展支持薄弱。這些問(wèn)題制約了學(xué)生高階思維的發(fā)展，影響了核心素養(yǎng)的培養(yǎng)成效。

在此背景下，黎加厚教授提出了“深度求索學(xué)習(xí)”（DeepSeekLearning，DSL）范式，它是一種以學(xué)生為中心、以“求索”為核心理念的主動(dòng)探索式學(xué)習(xí)范式。該范式通過(guò)“任務(wù)目標(biāo) $$ 原始思考 $$ 思維對(duì)比一深度求索一遷移驗(yàn)證→評(píng)價(jià)反思”六個(gè)遞進(jìn)步驟，引導(dǎo)學(xué)生融合主動(dòng)探索、深度推理、知識(shí)遷移與批判性思維，培養(yǎng)高階思維與復(fù)雜問(wèn)題解決能力。其“思維顯化對(duì)比”“人機(jī)協(xié)同”等策略與生成式人工智能的技術(shù)特性高度契合，為教學(xué)實(shí)踐提供了理論支撐。

“合作初探一對(duì)比分析—遷移創(chuàng)新”三階教學(xué)模型建構(gòu)

DSL范式指導(dǎo)下的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，其核心是遵循學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，依托六大步驟，有機(jī)融合美國(guó)巴克教育研究所（BuckInstituteforEducation）提出的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的黃金準(zhǔn)則（Gold Standard PBL）2，形成以培養(yǎng)批判性思維、元認(rèn)知能力和問(wèn)題解決能力為目標(biāo)的教學(xué)體系。下面，筆者以“設(shè)計(jì)校園送餐機(jī)器人路線”項(xiàng)目為例，具體闡述“合作初探—對(duì)比分析—遷移創(chuàng)新”三階教學(xué)模型，以及DSL范式在小學(xué)信息科技課程中的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)實(shí)踐路徑。

1.合作初探—情境建構(gòu)與問(wèn)題解構(gòu)

（1）真實(shí)情境創(chuàng)設(shè)，激活探究動(dòng)機(jī)

本階段通過(guò)具象化的真實(shí)情境構(gòu)建問(wèn)題場(chǎng)域，依托認(rèn)知心理學(xué)的情境認(rèn)知理論，將抽象任務(wù)轉(zhuǎn)化為可感知的現(xiàn)實(shí)需求，激發(fā)學(xué)生的探究?jī)?nèi)驅(qū)力。本項(xiàng)目中，教師首先呈現(xiàn)食堂員工人工送餐的紀(jì)實(shí)視頻，直觀展現(xiàn)低效配送問(wèn)題，繼而提出核心問(wèn)題——如何為校園送餐機(jī)器人設(shè)計(jì)路線？隨后，結(jié)合校園平面網(wǎng)格圖，引導(dǎo)學(xué)生標(biāo)注食堂、教室、電梯等關(guān)鍵位置坐標(biāo)，為后續(xù)路徑規(guī)劃建立具象化的問(wèn)題載體。該環(huán)節(jié)遵循項(xiàng)目式學(xué)習(xí)黃金準(zhǔn)則中的“真實(shí)性任務(wù)”要求，將學(xué)科知識(shí)與生活場(chǎng)景深度耦合，完成從生活現(xiàn)象到學(xué)術(shù)問(wèn)題的轉(zhuǎn)化。

（2）項(xiàng)目任務(wù)拆解，構(gòu)建分層腳手架

根據(jù)DSL范式的“任務(wù)目標(biāo)步驟，借助人工智能將復(fù)雜項(xiàng)目轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)化的子任務(wù)群，通過(guò)“任務(wù)粒度遞減”策略設(shè)計(jì)螺旋上升的能力培養(yǎng)路徑。

在本項(xiàng)目中，教師引導(dǎo)學(xué)生將母問(wèn)題拆解為三個(gè)遞進(jìn)式子任務(wù)： ① 分層制訂機(jī)器人移動(dòng)規(guī)則（定義方向編碼規(guī)則，如上下左右、 、北南西東、平面直角坐標(biāo)）； ② 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)移動(dòng)路徑（在網(wǎng)格圖上標(biāo)注從食堂到某一教室的可行路線）； ③ 優(yōu)化最短路徑（引入路徑優(yōu)化算法思想）。針對(duì)不同認(rèn)知水平學(xué)生，進(jìn)一步設(shè)計(jì)分層任務(wù)：基礎(chǔ)任務(wù)要求用動(dòng)作編碼記錄路徑（如“→→↑←”表示右-右-上-左），進(jìn)階任務(wù)需簡(jiǎn)化重復(fù)編碼（合并連續(xù)同向動(dòng)作），拓展任務(wù)則要求結(jié)合電梯使用場(chǎng)景優(yōu)化跨樓層路徑。這種“主干任務(wù) + 分層支線”的設(shè)計(jì)模式，既保證核心知識(shí)的系統(tǒng)性，又為不同能力學(xué)生提供個(gè)性化探究空間，符合維果斯基“最近發(fā)展區(qū)”理論。

（3）協(xié)作探究，形成初始解決方案

該環(huán)節(jié)聚焦“個(gè)體思考一小組協(xié)作一方案外顯”的認(rèn)知建構(gòu)過(guò)程，教師借助人工智能編程生成網(wǎng)頁(yè)版的教學(xué)游戲，通過(guò)游戲化的方式提高學(xué)生興趣、降低操作難度，將內(nèi)隱思維轉(zhuǎn)化為可交互的外顯方案。

在本項(xiàng)目中，教師借助生成式人工智能生成網(wǎng)頁(yè)版的教學(xué)游戲“校園送餐機(jī)器人路線設(shè)計(jì)師”。在該游戲中，學(xué)生首先嘗試自主選擇不同理解難度的動(dòng)作編碼規(guī)則（如“上下左右”“↑」←→”“北南西東”），通過(guò)點(diǎn)擊所選動(dòng)作按鈕讓機(jī)器人移動(dòng)，具象化標(biāo)注從食堂到某個(gè)班級(jí)的路線，生成如“一→↑↑←”的初級(jí)動(dòng)作序列；其次，通過(guò)小組討論，對(duì)比不同編碼方案的優(yōu)劣（如“東南西北”vs“坐標(biāo)位移”的表述效率），協(xié)商確定統(tǒng)一的方向編碼規(guī)則；最后，整合形成小組初始方案—包含關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)、動(dòng)作編碼序列及路徑說(shuō)明的可視化表單。此過(guò)程不僅實(shí)現(xiàn)“做中學(xué)”的知識(shí)內(nèi)化，更通過(guò)同伴間的認(rèn)知沖突與協(xié)作對(duì)話，完成對(duì)問(wèn)題解決策略的初步建模，為后續(xù)人機(jī)協(xié)同優(yōu)化提供基礎(chǔ)框架。

2.對(duì)比分析—人機(jī)協(xié)同與思維進(jìn)階

（1）精準(zhǔn)提示工程，錨定問(wèn)題邊界

通過(guò)清晰具體的提示詞向人工智能提問(wèn)，界定場(chǎng)景、任務(wù)規(guī)則及輸出要求，必要時(shí)融入學(xué)生認(rèn)知特征以適配解答難度。

例如，在校園網(wǎng)格圖場(chǎng)景中，學(xué)生先向生成式人工智能上傳1樓平面坐標(biāo)圖，然后采用分層提示詞引導(dǎo)交互。基礎(chǔ)提示：“綠色圓形為送餐機(jī)器人，當(dāng)前機(jī)器人所在的黃色格子代表食堂，橙色方塊上的梯1、梯2、梯3分別表示三個(gè)電梯，藍(lán)色方塊中的數(shù)字表示具體班級(jí)，請(qǐng)你幫助送餐機(jī)器人規(guī)劃送餐路線，用↑ ^′ 動(dòng)作編碼表示，確保機(jī)器人把學(xué)生餐最快地送到每個(gè)班級(jí)教室。”認(rèn)知適配提示（當(dāng)人工智能輸出超出學(xué)生理解水平時(shí)）：“請(qǐng)用小學(xué)四年級(jí)學(xué)生能理解的分步方法說(shuō)明路線規(guī)劃邏輯，優(yōu)先使用網(wǎng)格坐標(biāo)標(biāo)注關(guān)鍵拐點(diǎn)。”通過(guò)精準(zhǔn)提示，將抽象的路徑規(guī)劃問(wèn)題轉(zhuǎn)化為生成式人工智能可解析的結(jié)構(gòu)化任務(wù)，為后續(xù)對(duì)比分析奠定基礎(chǔ)。

（2）顯化人工智能思維過(guò)程，實(shí)施協(xié)同校準(zhǔn)

借助生成式人工智能的“思維鏈”技術(shù)，將算法決策過(guò)程轉(zhuǎn)化為可視化的思考過(guò)程和推導(dǎo)步驟，學(xué)生通過(guò)診斷人工智能輸出偏差實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)同優(yōu)化，此過(guò)程符合認(rèn)知負(fù)荷理論，通過(guò)外部表征降低內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷，聚焦核心問(wèn)題解決邏輯。

例如，在項(xiàng)目實(shí)施中，學(xué)生在分析生成式人工智能生成的路線時(shí)，發(fā)現(xiàn)其誤將電梯2坐標(biāo) （1，7） 標(biāo)注為（2，6） ，且7班坐標(biāo)（8，5）被錯(cuò)誤識(shí)別為（7，5）。針對(duì)這一偏差，學(xué)生以“人工智能訓(xùn)練師”角色迭代提示詞：“請(qǐng)先給出食堂、電梯和每個(gè)班級(jí)的位置，向我確認(rèn)無(wú)誤后，再按照以上規(guī)則設(shè)計(jì)路線，并用動(dòng)作編碼分步驟說(shuō)明。”通過(guò)修正生成式人工智能的空間定位誤差，學(xué)生在調(diào)試提示詞的過(guò)程中，同步完成對(duì)“坐標(biāo)標(biāo)定—規(guī)則應(yīng)用—路徑生成”邏輯鏈的深度理解，實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)作中的認(rèn)知共建。

（3）建立批判性對(duì)比框架，發(fā)展元認(rèn)知

通過(guò)在學(xué)習(xí)單中預(yù)設(shè)“思維對(duì)比雙維度”（人工智能優(yōu)勢(shì)分析/局限性診斷），引導(dǎo)學(xué)生辯證看待技術(shù)工具，避免“技術(shù)盲從”。教師設(shè)計(jì)階梯式反思問(wèn)題，推動(dòng)學(xué)生從“接受答案”轉(zhuǎn)向“評(píng)估思維過(guò)程”。

例如，在“AI思維vs人類思維”對(duì)比環(huán)節(jié)，教師提出引導(dǎo)性問(wèn)題（如表1）。學(xué)生在對(duì)比中發(fā)現(xiàn)，生成式人工智能擅長(zhǎng)高效執(zhí)行既定規(guī)則（如編碼壓縮），但缺乏對(duì)“電梯使用場(chǎng)景”等隱性規(guī)則的理解，從而認(rèn)識(shí)到“清晰定義問(wèn)題邊界是人機(jī)協(xié)同的前提”，形成對(duì)技術(shù)工具的理性認(rèn)知。

表1

（4）雙向知識(shí)遷移，迭代解決方案

基于“人工智能成功經(jīng)驗(yàn)吸收一失敗案例反推”的雙向?qū)W習(xí)機(jī)制，學(xué)生對(duì)初始方案進(jìn)行系統(tǒng)性優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)從“模仿應(yīng)用”到“原理建構(gòu)”的認(rèn)知升級(jí)。例如，在分析生成式人工智能生成的↓×3 簡(jiǎn)化編碼后，學(xué)生團(tuán)隊(duì)將其融入自主方案，提出“連續(xù)同向動(dòng)作合并編碼”規(guī)則，優(yōu)化原初級(jí)方案，提升編碼效率。針對(duì)生成式人工智能反復(fù)出現(xiàn)的“電梯橫穿”錯(cuò)誤，學(xué)生在方案中新增“電梯區(qū)域通行規(guī)則”： ① 明確電梯開門方向，機(jī)器人進(jìn)電梯編碼為“E”，出電梯編碼為“O”； ② 電梯區(qū)域（橙色方塊）僅允許上下樓垂直通行（上樓編碼為“U”，下樓編碼為“D”），禁止水平橫穿。這樣通過(guò)吸收生成式人工智能的編碼優(yōu)化策略并修正其規(guī)則漏洞，學(xué)生實(shí)現(xiàn)了“技術(shù)工具優(yōu)勢(shì)遷移”與“人類高階規(guī)則定義”的有機(jī)結(jié)合，完成從初級(jí)路徑設(shè)計(jì)到復(fù)雜場(chǎng)景算法建構(gòu)的能力躍升。

3.遷移創(chuàng)新—復(fù)雜情境應(yīng)用與成果轉(zhuǎn)化

（1）生成式變式場(chǎng)景設(shè)計(jì)，促進(jìn)認(rèn)知遷移

依托生成式人工智能技術(shù)構(gòu)建多維度變式任務(wù)，通過(guò)調(diào)整問(wèn)題參數(shù)（如空間維度、規(guī)則復(fù)雜度、約束條件）創(chuàng)設(shè)遷移場(chǎng)景，引導(dǎo)學(xué)生在新舊問(wèn)題的結(jié)構(gòu)映射中抽象核心原理。

在本項(xiàng)目中，教師基于1樓平面網(wǎng)格的基礎(chǔ)場(chǎng)景，借助生成式人工智能生成2樓立體空間變式任務(wù)：① 維度升級(jí)——新增“電梯通行”約束條件，要求學(xué)生定義“機(jī)器人進(jìn)電梯出電梯，電梯區(qū)域僅充許上下樓垂直通行，禁止水平橫穿的動(dòng)作編碼規(guī)則”； ② 規(guī)則細(xì)化——設(shè)定“機(jī)器人單次最多承載7個(gè)餐盒”的載重限制，迫使學(xué)生在路徑規(guī)劃中融入任務(wù)調(diào)度邏輯； ③ 目標(biāo)拓展———要求規(guī)劃3條到不同班級(jí)的并行路線，比較“總路程最短”的方案差異。

（2）智能體實(shí)時(shí)多維度評(píng)價(jià)

在項(xiàng)目作品展示與評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目方案和評(píng)價(jià)量規(guī)，制作評(píng)價(jià)智能體。

例如，筆者在coze平臺(tái)創(chuàng)建了“課堂小助手”，結(jié)合學(xué)校“數(shù)字基座”平臺(tái)，在各班級(jí)門口的班牌和教師移動(dòng)端上邀請(qǐng)學(xué)生和教師參與評(píng)價(jià)，構(gòu)建“智能體自動(dòng)化評(píng)價(jià) + 多主體協(xié)同反饋”的立體化評(píng)價(jià)體系，突破傳統(tǒng)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中評(píng)價(jià)主體單一、反饋滯后的局限。學(xué)生將優(yōu)化后的路線編碼方案上傳至“劉老師課堂小助手”，該系統(tǒng)不僅能規(guī)劃送餐機(jī)器人路線、驗(yàn)證學(xué)生設(shè)計(jì)的路線編碼是否正確，還能基于預(yù)設(shè)規(guī)則根據(jù)不同層次的學(xué)生自動(dòng)生成三維評(píng)價(jià)報(bào)告（如表2）。

表2

（3）真實(shí)場(chǎng)景成果轉(zhuǎn)化與公開展示

能依據(jù)規(guī)則完成編碼任務(wù)，體現(xiàn)出對(duì)知識(shí)的遷移應(yīng)用能力。

素養(yǎng)。

2.實(shí)踐過(guò)程反思

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)十分注重成果的公開展示，通過(guò)在真實(shí)應(yīng)用場(chǎng)景與開放平臺(tái)展示，將學(xué)習(xí)成果轉(zhuǎn)化為具有實(shí)踐價(jià)值的解決方案，借助“社會(huì)性認(rèn)可”強(qiáng)化學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，落實(shí)“做中學(xué)”的建構(gòu)主義理念。

例如，項(xiàng)目組與學(xué)校后勤處合作，將學(xué)生設(shè)計(jì)的“跨樓層最優(yōu)送餐路線方案”轉(zhuǎn)化為可落地的技術(shù)文檔，小組撰寫的《我為校園送餐機(jī)器人設(shè)計(jì)最優(yōu)路徑》，在“校園數(shù)字基座平臺(tái)”進(jìn)行可視化展示，接受全校師生的互動(dòng)點(diǎn)評(píng)。這種“從課堂到現(xiàn)實(shí)”的成果轉(zhuǎn)化，不僅驗(yàn)證了項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的實(shí)效性，更通過(guò)真實(shí)情境中的問(wèn)題再發(fā)現(xiàn)，為后續(xù)深度學(xué)習(xí)提供持續(xù)動(dòng)力。

教學(xué)成效與反思

1.教學(xué)成效分析

一是項(xiàng)目完成度高。學(xué)生在基礎(chǔ)項(xiàng)目（校園1樓送餐路徑規(guī)劃）與遷移項(xiàng)目（校園2樓復(fù)雜場(chǎng)景）中，均

二是批判性思維活躍度提升。在項(xiàng)目起始階段，學(xué)生提出的問(wèn)題多集中在對(duì)任務(wù)本身的理解層面，而隨著教學(xué)的推進(jìn)，特別是進(jìn)入人機(jī)思維對(duì)比環(huán)節(jié)后，學(xué)生的批判性思維被充分激發(fā)。

三是逐步構(gòu)建起系統(tǒng)化思維框架。學(xué)生從初始零散的問(wèn)題拆解到最終結(jié)構(gòu)化的方案設(shè)計(jì)，展現(xiàn)出從“經(jīng)驗(yàn)試錯(cuò)”到“原理建構(gòu)”的認(rèn)知升級(jí)。

四是編碼錯(cuò)誤率低。學(xué)生能精準(zhǔn)應(yīng)用動(dòng)作編碼與電梯通行規(guī)則，在復(fù)雜場(chǎng)景中保持較高的方案合規(guī)性，體現(xiàn)出扎實(shí)的知識(shí)掌握度。

五是“有效失敗”的教育價(jià)值凸顯。學(xué)生從人工智能或自身錯(cuò)誤方案中反思規(guī)則漏洞（如橫穿電梯問(wèn)題），深化了對(duì)問(wèn)題邊界的理解。

六是逐漸意識(shí)到人工智能的局限性。學(xué)生在技術(shù)應(yīng)用中學(xué)會(huì)了辯證看待算法輸出，提升了技術(shù)

當(dāng)然，教學(xué)實(shí)踐中也暴露出以下兩點(diǎn)有待優(yōu)化的問(wèn)題：第一，智能評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)受限于學(xué)生書寫不規(guī)范，導(dǎo)致文字識(shí)別準(zhǔn)確率不足，需在項(xiàng)目初期強(qiáng)化書寫規(guī)范要求，并選擇手寫字體識(shí)別度更高的技術(shù)。第二，學(xué)生元認(rèn)知能力培養(yǎng)存在挑戰(zhàn)，部分學(xué)生難以清晰描述思維過(guò)程，未來(lái)可通過(guò)思維支架（如步驟排序表、思維導(dǎo)圖模板）降低表達(dá)難度。

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