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深度学习小学信息技术课堂打造

2019/09/10 阅读:

【摘要】基于深度学习的小学信息技术课堂,有助于培养学生的计算思维、创新能力。教师以Scratch编程学习为例,探索了基于深度学习的小学信息技术课堂的范式,即“主题呈现—思维向导—任务设计—提供脚本—修改脚本—创编设计—整理知识树”,从而培养学生的创新精神,促进学生高阶思维的发展,提升应用知识解决问题的能力。

【关键词】深度学习;信息技术;Scratch编程

布鲁姆教育目标分类学体系把学习认知领域从低到高分为记忆、理解、运用、分析、综合、评价六个层次。由此可见,学习层次是有深浅之分的。深度学习强调对知识的深层加工、深度理解及长期保持,善于自主建构且能迁移应用,能在真实情境中解决复杂的问题。Scratch是一款由美国著名的麻省理工学院(MIT)设计开发的主要面向青少年的编程软件,是一种图像化的程序语言。小学阶段学习Scratch编程,不只是让学生掌握Scratch的命令和编程技术,而是以Scratch为载体,通过编程创作的形式培养学生的计算思维以及创新能力。本文以Scratch编程中《球的行走》为例,对基于深度学习的信息技术课堂范式予以说明(见图1)。

一、主题呈现,创设任务情境

打造深度学习的信息技术课堂的关键是让学生能在综合运用的项目设计中催发深度学习,使学生形成学用互通的课堂形态。教师首先用Scratch王国的天才训练营要设计一款训练眼力和敏捷度的“躲避球”游戏的任务创设学习情境,呈现本次学习主题。虽然球类运动是学生生活中常见的运动项目,但要通过分析球的运动轨迹,设计球的得分规则等现实问题来学习《球的行走》,就需要教师设计主题情境,使学生在情境中把现实生活中的体验自然表达出来,完成学习任务。深度学习强调主题式学习,通过创设合理的任务或者问题情境,催发学生深度学习的兴趣和动力,促使知识向运用转化。

二、思维向导,分析游戏需求

基于深度学习的Scratch编程,往往注重学生发散思维和创造力的培养,不能局限于各种软件的操作,要引导学生进行创新。“思维向导”环节是以思维导图的形式,对本次学习主题进行需求分析,在辨析、构建、归纳中,提高学生的思维品质。学生通过小组合作讨论,分析游戏可以在哪些方面提出需求,有可能出现的需求元素,如游戏角色、躲避对象、控制方法、躲避规则、成绩评定等,并把在生活中躲避球感受到的体验,融入到问题解决方案的思考中,最后用思维导图的方式呈现出来(见图2)。深度学习不仅需要学生进行深度活动,更需要学生思维的深度参与。发散思维是创新的基础,是一种没有标准答案的、各种奇思妙想的碰撞。在需求分析的小组合作学习中,学生承担着多面角色:既是客户,又是软件工程师;既是提问者,又是探究者;既是质疑者,又是评价者,改进者……需求分析的讨论让探究不断深入,学生开阔了视野,享受了思维过程,实现了深度学习。

三、任务设计,呈现概念性构建

任务设计,是指学生按照作品定位的初步要求,在需求分析基础上,对定位游戏应具备的目标功能系统进行概念性构建的创造活动,并呈现出来。例如,学生基于需求分析,对“躲避球”的游戏规则做出一个具有可操作性的任务设计,即用鼠标控制角色躲避由慢到快随机运动的小球,同时不能碰到舞台边缘,坚持时间越久,级别越高,坚持15秒以上的就是天才级别(见图3)。图3推进深度学习,需要任务驱动下的同伴合作。学生根据当前探究的问题,从Scratch编程软件的特点出发,通过同伴之间的分享和交流、合作与启发,使问题分析不断深入,同时吸收小组成员的创意与想法,修正、改进任务设计。这是培养计算思维的重要环节。

四、提供脚本,学习编程技术

Scratch编程是学生学习和了解Scratch软件的核心环节。虽然Scratch软件是一款面向对象的编程软件,学生的操作难度较低,但是这并不意味着编程环节的不重要。在重创意的同时,也要重技术。深度学习,需要深度的体验。教师提供关键脚本,就是给学生提供了一个学习支架,使他们有充分的时间独立自主地探究编程软件,初步尝试游戏制作,获得深度体验。在教师提供的关键脚本中(见图4、图5),单击角色,角色跟随鼠标移动,但不能碰到小球和边缘,如果碰到就发送结束信号并终止游戏。脚本还可以通过设置舞台背景来显示不同的级别。如图6所示,游戏开始,舞台切换到空白背景,计时器归零,创建变量“成绩”,并将“成绩”设置为计时器的值。当收到游戏结束的信号后,对成绩进行判断,根据设置的时间规则给出相应级别即切换到相应背景,坚持时间越久级别越高(见图7)教师的引导在每一堂课中都很重要。在深度学习的课堂中,教师的作用不容小觑。深度学习的课堂,教师结合学生的最近发展区,结合学生的身心特点,选用合适、有趣的内容,借助教材提供的脚本,使之成为学生学习的脚手架,主动进行探究学习,满足学生学习的内在需要。当然,学生的课堂学习不只是为了巩固所学知识,更是为了通过对知识再加工(修改脚本),获得更深层次的认知。

五、修改脚本,提升应用能力

修改脚本,是指学生根据主题任务,对提供的脚本提出修改和完善的建议,编写新的脚本。这是从模仿走向创新的重要环节。例如,学生认为在游戏中应该添加操作指引,即在游戏开始或一次游戏结束后需要重新挑战时,给出必要的文字提示,也可以在游戏结束时,将挑战者坚持的时间明确显示出来,同时给出达到的级别(见图8)。模仿可能是学习的最初形式,但绝不是学习的终点。基于模仿,学生在调试和修改的过程中,不仅进一步了解了编程的知识,还要运用所学知识去解决问题。因为深度学习的课堂,应该脱离灌输式的技能训练、单向的认知,倡导学生运用知识进行自主探究,走向思维发散。学生在教师的引导下,在思考与体验的活动中,在发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的过程中,接受学习内容,掌握学习方法,最终运用知识和方法解决真实性问题,培养学生的计算思维能力和应用能力。

六、创编设计,培养创新能力

创编设计环节,是指在兴趣的助推下,鼓励学生展开奇思妙想,应用所学知识,创编自己想要的游戏,使学习不断深入。在深度学习课堂中,教师要给予学生自由的空间,引导学生自由地创想、自由地表达、自由地创作、自由地选择学习方法、学习内容甚至学习伙伴。例如,学生以“躲避球”游戏为蓝本,设计了“警察抓小偷”“大鱼吃小鱼”“拦住球”“小猫捉蝴蝶”等新游戏(见图9),展现出强烈的创作欲望,激活了创造性思维,促进了同伴间的互助。这些都是深度学习中不可或缺的成分。创编设计是有一定思维深度和广度的综合性学习,也是培养学生高阶思维重要的路径之一,能提升学生的综合素养和学习能力。学生运用所学的知识与技能,结合想象力、创造力,再次整合意义联结的核心能力,实现举一反三的学习效果,加深对游戏编程本质的理解。因为评价能够对学生的学习发挥导向、激励、调控和引导的作用。所以,教师要在创编设计环节为学生的自由展示和评价提供平台。学生演示完整作品、阐述创作理念,能让其获得成功的体验,学习成果也能在接受同伴的质疑和建议中得以不断完善。这既是对知识的深度加工,也是对深度学习发挥导向、激励、调控的作用,促进学生良好的心理、情感、理想和信念的形成。

七、整理知识树,促使知识结构化

知识树本质上就是一个层级式知识图,它表达了为实现某一组织目标的所有相关组织知识间的因果关系或从属关系。纵观“躲避球”游戏的Scratch编程学习过程,教师始终将培养学生计算思维的目标贯穿其中。整理知识树的环节,旨在引导学生对所学的知识进行系统整理,把有关“躲避球”游戏的知识结构清楚呈现(见图10),是对累积的知识进行条理化、结构化的梳理。整理知识树是提升学生计算思维品质的关键环节。学生具备了结构化的信息技术领域的知识、概念和方法后,就能在开展信息活动中采用计算机可以处理的方式界定问题,抽象问题特征,建立结构模型,合理组织数据;通过判断、分析与综合各种信息资源,运用算法设计解决问题的方案;总结利用计算机解决问题的过程与方法,并将其迁移到与其相关的其他问题解决之中。深度学习的信息技术课堂,是从学生的原有认知经验出发,让学生充分经历真实的循序渐进的学习过程,逐步形成高阶思维的课堂;是注重知识的理解与批判,强调学习内容结构化的课堂;是注重知识迁移和解决问题,鼓励学生运用所学的知识进行创造,培养计算思维和创新能力,提升核心素养的课堂。打造深度学习的信息技术课堂,从Scratch编程学习开始。

参考文献:

[1]钱澜.深度学习的课堂的模样:自由、开放与分享[J].江苏教育,2017(12).

[2]杨义祥.做教学中的“有心人”——浅谈小学信息技术教学创新[J].新课程(小学),2015(12).

[3]安富海.促进深度学习的课堂教学策略研究[J].课程•教材•教法,2014(11).

作者:金鑫 单位:浙江省杭州市卖鱼桥小学

深度学习小学信息技术课堂打造

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