聚焦深度學習的微項目設計
——以算法與程序設計微項目為例

崔寅 江蘇省南京市江寧區岔路學校

國務院《全民科學素質行動計劃綱要》《新一代人工智能發展規劃》的頒布凸顯了信息科技教育的重要性。開設中小學信息科技課程既是深入推進素質教育、努力實現教育基本現代化的需要，也是貫徹落實國家科技發展戰略、努力提高公民科學技術水平、增強國家自主創新能力的需要。學校信息科技課程是學生系統學習信息科技最直接的課程載體，每周一節的信息科技課，在提升公民的信息素養、增強個體在信息社會適應力與創造力方面有著重要意義，因此，開好、開足信息科技課是落實新時代信息科技課程教育任務的首要行動。

● 減負增效：信息學科微項目的實踐緣起

信息科技作為一門課程進入義務教育課堂的時間與其他傳統學科相比還比較短暫，而且沒有應試的壓力，同時，加上課程內容、硬件設備、師資力量等方面的原因，使得信息科技課程在學校課程體系中處于邊緣化地位。

1.內容繁多，學習淺嘗輒止

2022年剛剛修訂試行的《江蘇省義務教育課程設置方案》中規定，江蘇省小學階段的信息科技課程從三年級開始開設，根據目前教材中的設計，其中包括信息的識別與獲取、信息的存儲與管理、信息的加工與表達、信息的發布與交流、算法與程序設計、3D創意設計、機器人技術、物聯網技術以及人工智能技術等模塊。以“算法與程序設計”為例，在18個學時即一學期的學習時間內，學生需要初步了解算法、會使用自然語言和流程圖描述算法、知道流程圖的基本圖例、能有意識地設計與改進算法、了解程序的基本知識、知道程序的基本結構、能編寫程序解決問題、能讀懂簡單的程序、會測試與調試程序、了解程序中批量數據處理的方法等。內容細碎，時間緊湊，很多內容無法充分展開，學生在課堂上的學習只能淺嘗輒止，無法深入思考與嘗試。

2.設備不足，難為無米之炊

信息科技學科的課程性質之一就是實踐性，教師要引導學生親歷完整的實踐過程，將信息科技與其他學科課程融合起來，超越封閉、單一的學科知識體系。例如，在“人工智能初步”模塊中，需要學生通過體驗及剖析生活中常見的人工智能系統應用案例，感知人工智能技術的特點，初步了解人工智能的基本工作原理與過程，嘗試設計與實現簡單的人工智能系統。這就需要一定的人工智能設備的支持，目前很多學校的教育經費緊張，對非考試學科的投入有限，導致很多項目因設備的缺乏而無法正常開展，學生沒有體驗就沒有參與，沒有參與就無法深度學習，巧婦也難為無米之炊。

3.師資有限，心有余力不足

隨著教育信息化環境的改變，大部分學校的信息科技課程教學都由專職的、具有計算機或教育技術本科學習經歷的教師擔任，這是可喜的進步，但全校的信息化工作往往也是由這些教師負責，占用了他們很多時間與精力，導致信息科技教師在專業教學上的精力投入不足。而信息科技的更迭日新月異，需要教師不斷學習、不斷探究，才能跟上新時代的腳步，成為學生信息素養養成的引導者、學生深度學習的支持者。

為改善這種狀況，筆者嘗試在小學信息科技算法與程序設計模塊的教學中，圍繞核心概念，聚焦深度學習，開發設計主題式微項目學習活動，在不增加學生學習負擔的情況下提高教學效益，實現減負增效。

● 結構重組：信息學科微項目的建構機制

1.微項目的內涵解構

提升學生的學科核心素養是信息科技課程的總目標，為將這一目標落實到課堂中，教師需要有意識地引導學生批判思維、遷移運用等能力的養成，這與項目學習中內容整合、問題解決的學習方式所發展的能力不謀而合。因此，聚焦深度學習，探索項目學習，對重構信息科技課堂的教學組織方式、落實信息科技學科核心素養具有重要意義。

（1）深度學習

深度學習是指借助整合性的實際問題激活深層學習動機，展開親身體驗和高階思維，促進深度理解和實踐創新，進而對學習者產生深遠影響的學習。深度學習的實質就是利用創新思維、批判思維，經歷分析、綜合、評價等過程來解決生活中的實際問題。在這里深度學習是指學生在微項目驅動下，以小組為單位協作探索源于真實情境的編程問題，構建與遷移程序設計策略，從而逐漸形成應用算法與程序設計知識及策略，解決現實問題的高階思維能力。

（2）微項目學習

微項目學習，是指圍繞學科核心素養與核心概念，以微型學習項目為載體，遵循由易到難、由簡到繁的原則，引導學生在真實的或模擬真實場景的問題情境中，開展一系列探究活動的教學形式。例如“新年煙花秀”微項目，是基于學生有了一定的程序語言設計基礎但缺少綜合運用及創新能力的情況，以南京市禁放煙花爆竹過年缺少了慶祝氛圍為主題，引導學生分組調查研究煙花爆竹的分類、燃放過程、燃放效果等內容，進而合作編程設計電子煙花爆竹作品，全班甚至全年級舉行“新年煙花秀”展示活動這一系列的學習過程。

2.微項目的組成要素

微項目學習包括學習情境、學習內容、學習活動、學習結果等四個要素。本文中的微項目學習主要包括學習情境、算法內容、編程活動和展示評價等要素，能夠在一兩個課時內開展并完成，從而有效促進學生算法知識的建構，提高學生解決實際問題的能力。

3.微項目的結構模型

開展聚焦深度學習能力培養的程序模塊微項目學習，能夠幫助學生形成基于理解的、主動的、高水平認知加工的學習方式，并能夠批判性地習得新知，從而將新舊知識進行聯接，進而用習得的知識解決實際問題。這對培養學生的高階思維能力、提升他們的信息素養有著重要意義。

基于小學信息課堂編程模塊微項目教學實踐，筆者提出“5T”（T：thinking）微項目學習結構模型，即通過“創設情境、激發思維——自主體驗、引導思維——活動探究、辨析思維——學以致用、評價反思——遷移運用、拓展思維”五個環節開展信息科技課堂微項目學習。5T信息課堂微項目學習以發展學生的深度學習能力為核心，基于微項目學習過程，從而提高學生問題解決能力，提升學生的思維品質。

● 實踐運用：信息學科微項目的實施策略

信息科技是一門強調基礎性、實踐性的課程，要給予學生充分的探究、實踐的時間與空間，在有限的課堂教學時間內，需要教師采取有效的教學策略來實施微項目學習，才能為學生深度學習能力的養成提供可能。

1.用活資源，項目內容瞻前顧后

信息科技課程內容設計是有內在邏輯的，同時也兼顧了學生當前的能力水平，同樣，教師在設計微項目時也要考慮項目之間的關系，微項目之間既是獨立的又是聯系的，可以層層遞進，可以螺旋上升，這樣才能最大化發揮微項目學習的效益。

（1）嵌入元素

在學生沒有項目學習經驗的情況下，可以將微項目學習的元素嵌入到信息科技課堂教學中，充分利用課程資源，幫助學生建立項目學習概念，為后續的學習打下基礎。例如，在進入“新年煙花秀”微項目學習之前，筆者結合南京市禁放煙花爆竹、新年缺少慶祝氛圍的實際問題，激發學生的學習欲望，同時引出微項目學習主題；在小組分工調查研究時，學生回顧、運用四年級所學的WPS軟件中的在線辦公功能進行記錄與交流，這樣一方面學生主動復習了WPS模塊的操作，另一方面也加深了組員間合作的默契程度，為后面的微項目學習奠定了基礎。

（2）單元整合

學生有了項目學習中部分環節的初步體驗，教師就可以有機整合信息科技學科中的教學內容，采用學習單元的形式，充分開發環境資源，進行微項目教學。例如，在“我的足球夢”微項目中，由于筆者所在學校為南京市足球特色學校，五年級的學生每周都有足球課，經常開展足球友誼賽，于是筆者引導學生以足球為主題設計程序項目。學生根據自己的踢球經驗，知道需要先確定角色、動作，并且通過分析發現足球被踢出后的運動軌跡受重力影響會形成拋物線，這是本次微項目學習內容中的重難點。學生自主產生了學習需要，有了學習新知的欲望，于是筆者引導學生學習原本分散在教材中不同課時里的坐標、隨機數、偵測判斷等知識，對編程模塊中的部分內容進行單元整合，同時也將本校校園足球特色這一環境資源與信息科技學科教材內容進行了有機整合，學生遷移應用能力在微項目學習中進一步深化。

（3）多維指向

微項目學習不僅僅關注學生對顯性的知識技能的習得，更加關注學生內在遷移應用、批判性思維的養成，教師需要用好人力資源，設計以學科核心素養為指向的綜合性微項目學習，引導學生圍繞學科中的核心概念、關鍵能力，進行同一主題、不同目標維度的微項目學習。例如，人工智能模塊中的人工智能初體驗主題，既包含了關于人工智能的概念、特點、發展等理論知識，又包括人工智能的應用、實踐等體驗內容，其中就包括了關注計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任等多維度的微項目學習，可以在不同的課時中側重不同的維度，促進學生思維的全面發展。

2.激活方法，項目任務因地制宜

微項目的設計不僅要關注學生已有的知識經驗，還要關注學生的學習環境，因地制宜地設計微項目學習內容。

深度學習需要學生具有知道概念、掌握操作等結構化的淺層知識的基礎，還要求學生具有理解復雜概念、解決情境問題等非結構化的深層知識的能力，以解決生活中的實際問題。作為教師，應該考慮學習內容的特點、教學目標的要求、核心素養的培養、學習環境的現狀等方面，設計符合學生實際的、具有啟發性的真實項目情境，改變“自以為是”的情境創設或問題引出的教學方法，激發學生深層次的參與興趣，從而引導學生自主探究、積極體驗等學習方法的轉變，達到將所學知識與情境建立聯系并實現遷移的目的，為深度學習建立基礎。

以“新年煙花秀”微項目設計為例，雖然在同一所學校，但每個班級學生的綜合能力還是有差異，有的班級學生綜合能力較強，在微項目中的進程較快，個性化內容較多，而有的班級學生能力相對較弱，在微項目學習前的調查環節就出現合作無效的問題，導致項目進程拖沓。此時，教師在引導學生進行微項目學習時，就要分析各個班級學生的實際情況，結合學習目標，側重不同內容的引導，在鼓勵學生自主探究與小組合作的同時，也要發揮每個學生的特長，使得學生擁有積極的學習體驗，促進深度學習的有效生成。

3.盤活評價，項目診斷持之以恒

診斷評價，是學生了解自己的學習情況、教師掌握學生的學習進程的有效手段，也是微項目學習中不可或缺的部分。在微項目學習有限的時間內，持續評價、及時反饋，能夠幫助學生深度反思自己的學習狀況并及時調整學習策略，還能夠幫助教師及時調整項目進度，提高學習的效益。因此，在微項目學習中持之以恒地開展有效的評價，是非常必要的，能夠更好地促進深度學習的發生。

教師在微項目教學中關注學生的學習狀態，根據學習內容與進程引導學生有效采用自評、互評、師評等不同的評價主體，在微項目學習過程、微項目學習結果等不同的評價階段，及時調控，積極反饋，促使學習在評價和反饋中從淺層走向深層。

例如，在“創意實驗室”微項目學習中，圍繞活動主題，教師從評價主體與評價階段兩方面，以項目評價單為載體，幫助學生梳理項目學習過程，積累項目學習經驗，從而用靈活的評價診斷，促進深度學習能力的發展。

● 整體聯動：信息學科微項目的時空融合

作為一門強調基礎性、實踐性的課程，信息科技學科所倡導培養的信息素養對學生來說受益終身，能為學生適應信息社會的發展打下基礎。聚焦深度學習的微項目學習，使小學信息科技學科的教學內容更加豐富充實，它既是教師對教材內容進行二次開發的過程，也是對課程的深度建構。

隨著時代的發展與學習的深入，小學信息科技微項目學習的時空極大可能會延伸到家庭、社區和社會中。對某些微項目主題感興趣、有深入學習需求的學生，可以在家中通過在線編程平臺，與本校教師或網絡教師進行進一步的溝通學習，發布分享自己的作品，召集其他小伙伴線上測試反饋、調整完善。在寒暑假，可以參與社區的網絡夏令營活動，與志同道合的小伙伴一起實現項目的改進與創新。通過學校、社區和社會的整體聯動，在課內和課外，實現微項目學習的時空融合。