深度學習在中小學創意編程課程中的應用策略研究

天津經濟技術開發區教育促進中心 韓 蕾

一、研究背景

在中小學，創意編程是開展機器人教育、創客教育以及電腦設計的重要技能基礎，其具有趣味性、易操作、適用廣等特點，是培養學生創造能力、提升學生信息素養的有力抓手。

隨著信息技術的不斷發展，學校越來越重視創意編程課程，目前主要開展的課程有scratch、編程貓、arduino、app inventor、樂高等。然而在推動創意編程課程在學校實施的過程中，我們發現了諸多問題，主要表現在創意編程教學偏重經驗式的教法，欠缺先進教育理念的引領；偏重編程學科本位的教學，欠缺對學生思維的深入培養。究其具體原因，一方面，由于編程涉及代碼編寫與算法設計，非常注重邏輯性與規范性，因而師生都存在一定的畏難情緒；另一方面，在創意編程課堂實踐過程中，教師對學生信息素養的培養缺乏理論支撐與系統性的模式建構，大多停留在經驗認識與感性認識層面。

基于此，天津經濟技術開發區（以下簡稱“開發區”）在創意編程課程實施現狀分析的基礎上，力圖凝聚全區相關教師合力，解構課堂，探索適合中小學生思維發展的創意編程教學策略，并通過組織教師專業技能培訓、學生社團活動、搭建平臺挖掘優秀案例等方式，促進創意編程課程在學校的良性發展。

二、區域研究實踐

（一）組建研究團隊，追求專業引領

在我區承擔創意編程課程教學的多為信息技術教師，具有較扎實的專業背景及專業能力。為了使研究更加深入，更能凝聚一線教師智慧，我們組建了以信息技術教師為主要成員，跨學校、跨學段，新老教師相結合的研究團隊，將以往散兵獨立作戰的狀態轉變為團隊聯合作戰的模式。

在確定研究主題之后，團隊積極申報課題，通過理論引領教學實踐，梳理研究成果，探討心得經驗。在研究過程中，團隊成員的教學能力與學術能力都得以提升。此外，為了補足短板，開拓成員們的思維與眼界，開發區還定期開展專家匯報、專項培訓，從而提振團隊的學習與研究熱情。

（二）專注課程視角，深入教學實際

通過文獻梳理與專家訪談，我們發現，隨著新課改進程的不斷推進，深度學習越來越受到教育從業者的關注，其對教育教學的指導價值被廣泛認可，在培養學生核心素養領域的應用已成為必然趨勢。

深度學習是指在理解的基礎上，學生能夠批判地學習新思想和事實，并將它們融入原有的認知結構中，能夠在眾多思想間進行聯系，并能夠將已有的知識遷移到新的情境中，做出決策和解決問題的學習。

本研究試圖以深度學習理論為指導，以培養學生思維能力為目標，提出教學設計的總體要求與原則，選擇合適的實現深度學習的方法論工具，描述具體的教學環節，構建基本的教學策略。

1.指向高階思維發展的目標設計。

目前，教師在設計教學目標時多采用傳統的三維目標描述方法，這導致教師在撰寫教學目標時過于關注知識點，而非其所承擔的思維發展任務。而以深度學習為指向的教學設計，要求每一層次的教學目標都要承擔思維發展任務，并且要關注學生高階思維的發展。同時，教學目標設計還要具有科學性，注重學、教、評的一致性，充分發揮教學目標導學、導教、導評的作用。

2.基于問題解決的教學情境設計。

教學情境的設計強調與學生已有經驗的聯結，以分析教學內容為基礎，設計貼近學生生活經驗且趣味性強的教學情境，能夠幫助學生進行積極的知識建構。在創意編程教學中，教學情境分為生活類、應用類、游戲類、故事類等。

其中生活類指以學生生活經驗為情境內容，展示學生日常生活中的現象，提出問題以引出教學內容，并啟發學生從編程的角度思考生活中所蘊含的學科思想；應用類指將學生角色轉變為“工程師”，以解決用戶需求為目的，在分析具體需求的基礎上提出解決方案，使用編程軟件開發應用，從而提高學生的工程設計能力；游戲類指使用各類編程軟件制作趣味化的游戲，實現課堂激趣，調動學生的積極性，使學生在輕松愉快的學習氛圍中獲取新知；故事類指根據教學內容構建故事情境，指定學生在故事中的角色，提煉故事中的關鍵情節，促使學生使用所學內容逐步推動故事情節的發展，在代入感強、趣味性強的故事情境中學習新知。

3.提高學生參與度的教學環節設計。

學生在課堂中的參與度是衡量深度學習是否發生的重要指標，在教學設計過程中，要加強學生探究、合作的環節設計。

（1）有效的探究。

在實際的探究活動中，教師可根據教學內容設計有效的探究環節，加強對學生的指導。此時可以應用導學案或者學習檔案袋的方式幫助學生開展探究活動。首先，具體、合理地描述探究主題，易于學生理解；其次，有梯度地設計探究問題，逐步推進，兼顧學有不足與學有余力的學生；再次，在學生探究過程中及時反饋，針對重點問題給予指導。

（2）有意義的合作。

在實際教學過程中，合作學習由于分工不明確、任務主題不適宜、時間控制不合理等原因可能會流于形式。對此，在創意編程教學中，教師可以結合學生的學習風格與學習特點，采用結對編程的方式開展合作學習，使學生在角色的切換中學會合作、掌握新知、體驗編程過程、理解編程思想，從而提高教學效率。

4.運用SOLO分類法設計教學任務。

高階思維是深度學習的核心特征，高階思維能力的提升是判斷深度學習目標達成與否的標準之一。SOLO（Structure of the Observed Learning Outcome）分類法可以用于判斷學習者所處的認知反應水平及認知發展階段，從而確定其對問題的理解深度及學習質量。

學習者思維從前結構到抽象拓展結構的變化，是學習者反應水平由量變到質變的過程，當學習者思維處于關聯結構和抽象拓展結構時，深度學習發生。因此，在設計教學任務時，要考慮任務的梯度與知識點間的關聯性，促進學生的認知發展，提高學生的理解水平。

5.有針對性的教學評價。

教學評價是深度學習不可或缺的一環。在創意編程教學過程中，強調教學評價的針對性。教學中，過程性評價可以側重學生對知識點的掌握程度、對算法的運用能力、對程序設計過程的元認知水平；總結性評價則側重學生舉一反三的能力、思維遷移水平和創造性解決問題的能力。

（三）多維形式組合，創建展示平臺

創意編程課程教學策略的優化使得教學水平不斷提高，教學過程中師生的成果不斷涌現，為此，開發區采取市、區、校三級聯動的方式為師生搭建展示平臺。

在校級層面，主要展示學生創意作品，由學生在社團、科技節等活動中向其他師生系統地介紹作品的設計及完成過程；在區級層面，重點展示教師的教學經驗及成果，以起到骨干教師的帶動示范作用，并激發青年教師的創新突破勁頭；在市級層面，我們積極推薦教師的教學成果和學生的優秀作品參加全市乃至全國的評比活動。

（四）注重經驗總結，助力成果推廣

在實踐過程中，我區非常重視教師與學校的反饋，在每學期的工作推動會中，積極聽取學校意見，調整研究思路。同時，將研究團隊成員優秀的教學案例與學生們的創意作品制成集錦分享給相關領域工作人員，從而擴大研究的影響力。作為課題研究，我們積極地將研究成果轉化為學術論文，投刊發表，以此作為團隊重要的研究產出。

三、總結

通過剖析創意編程課程中的主要問題，我區組織本區教師進行了線上學習與線下研討，針對本文所提出的教學策略開展了學習與實踐。相較于以往的教學形式，基于深度學習的創意編程教學設計策略更能體現學生的主體性，關注學生的思維發展，促使學生深入參與到教學的各個環節。對學生編程能力的培養不僅是指導學生完成課上簡單的任務，更要關注學生對編程思想的理解，幫助學生建構思維能力。

隨著研究的不斷推進，我們將繼續著眼課堂，關注學生成長，引領教師發展，不斷推進開發區創意編程課程的科學實施。