指向?qū)W生設(shè)計(jì)思維培養(yǎng)的編程單元整體教學(xué)策略
——以小學(xué)五年級(jí)“規(guī)劃健康生活”單元為例

沈小敏 福建省廈門市湖里第二實(shí)驗(yàn)小學(xué)

陳捷曼 福建省廈門高新學(xué)校

跨學(xué)科視域下基于設(shè)計(jì)思維培養(yǎng)的編程單元整體教學(xué)是根據(jù)現(xiàn)實(shí)生活中發(fā)現(xiàn)的問題確定單元主題，創(chuàng)設(shè)單元整體教學(xué)情境，以創(chuàng)意程序作品為成果導(dǎo)向確定單元整體目標(biāo)、設(shè)計(jì)單元整體學(xué)習(xí)任務(wù)群，以設(shè)計(jì)思維EDIPT模型開展教學(xué)活動(dòng)，從而將繁雜松散的學(xué)科知識(shí)進(jìn)行意義統(tǒng)整，喚醒學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力，培養(yǎng)信息時(shí)代下的創(chuàng)造性學(xué)習(xí)者。下面，筆者結(jié)合教育科學(xué)出版社出版的綜合實(shí)踐五年級(jí)下冊(cè)推薦主題及新冠疫情下的居家學(xué)習(xí)生活指導(dǎo)，以“規(guī)劃健康生活”為主題開展跨學(xué)科單元整體教學(xué)實(shí)踐。

● 單元背景

在新冠疫情期間，學(xué)生居家線上學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)效果不佳，家長(zhǎng)焦慮。且小學(xué)五年級(jí)的學(xué)生正處于青春期初期，身體的急劇變化也引發(fā)了學(xué)生更多心理尤其是情緒上的變化。同時(shí)，父母和老師的不理解又導(dǎo)致他們經(jīng)常性抑制自己的情緒，如果負(fù)面情緒積累過(guò)多，就容易引發(fā)激烈的沖突。筆者組織學(xué)生以“規(guī)劃健康生活”為主題，通過(guò)回顧新冠疫情期間親歷的情緒感知，進(jìn)一步深度探索“情緒”這一具有積極意義的研究主題。

● 教學(xué)思路

學(xué)生在運(yùn)用設(shè)計(jì)思維和技術(shù)工具設(shè)計(jì)“情緒管理機(jī)器人”的活動(dòng)中，一方面結(jié)合學(xué)校、社區(qū)的疫情，通過(guò)問卷調(diào)查、訪談，圍繞疫情期間本校學(xué)生的情緒狀態(tài)，分析調(diào)查數(shù)據(jù)，得出結(jié)論，并提出如何更科學(xué)地解決負(fù)面情緒，結(jié)合綜合實(shí)踐、心理學(xué)科知識(shí)進(jìn)行原型實(shí)現(xiàn)；另一方面，通過(guò)“情緒管理”問題的原型實(shí)現(xiàn)，測(cè)試和迭代，經(jīng)歷完整的設(shè)計(jì)流程，體驗(yàn)設(shè)計(jì)思維在解決問題和創(chuàng)意生成中的作用。

● 課時(shí)劃分與活動(dòng)設(shè)計(jì)

基于設(shè)計(jì)思維的“規(guī)劃健康生活”整體單元教學(xué)，筆者整合了心理健康、信息科技學(xué)科的知識(shí)。根據(jù)單元整體教學(xué)的核心問題與整體目標(biāo)，將“規(guī)劃健康生活”學(xué)習(xí)活動(dòng)分為三大模塊：我是情緒分析師、我是情緒調(diào)節(jié)師、我是AI情緒管理師（如下頁(yè)圖）。

在“我是情緒分析師”中，學(xué)生采用問卷調(diào)查、訪談等方法進(jìn)行調(diào)查，共情需求，了解新冠疫情期間本校學(xué)生情緒狀態(tài)；統(tǒng)計(jì)并分析調(diào)查結(jié)果，定義問題，明確如何更科學(xué)地解決負(fù)面情緒；通過(guò)頭腦風(fēng)暴，討論設(shè)計(jì)方案。

在“我是情緒調(diào)節(jié)師”中，通過(guò)心理課堂的學(xué)習(xí)，學(xué)生進(jìn)一步提升對(duì)情緒的認(rèn)識(shí)，掌握情緒調(diào)節(jié)的方法，培養(yǎng)情緒調(diào)節(jié)的能力，制訂符合自身情緒調(diào)節(jié)的原型并測(cè)試，發(fā)現(xiàn)自身情緒調(diào)節(jié)沒辦法及時(shí)感知等缺陷，進(jìn)入迭代。

在“我是AI情緒管理師”中，信息科技教師引導(dǎo)學(xué)生比較、權(quán)衡方案，形成最終方案：新冠疫情期間，居家學(xué)習(xí)，24小時(shí)情緒監(jiān)測(cè)，準(zhǔn)確診斷情緒，并作出調(diào)節(jié)。通過(guò)具身體驗(yàn)了解情緒管理機(jī)器人的工作流程，根據(jù)活動(dòng)方案設(shè)計(jì)，借助網(wǎng)絡(luò)查找資料，檢驗(yàn)方案的可行性及可操作性。為同桌設(shè)計(jì)一款A(yù)I情緒管理機(jī)器人，其步驟為：用戶需求調(diào)查→動(dòng)手操作實(shí)踐→初步掌握手工設(shè)計(jì)與制作的基本技能→學(xué)會(huì)運(yùn)用信息技術(shù)→設(shè)計(jì)并制作情緒管理機(jī)器人。利用場(chǎng)景模擬進(jìn)行測(cè)試評(píng)估，師生通過(guò)故事情境模擬，測(cè)試“AI情緒管理機(jī)器人”的穩(wěn)定性等，提出迭代再創(chuàng)造的意見，對(duì)機(jī)器人進(jìn)行優(yōu)化。

● 組織與實(shí)施

1.共情情境，發(fā)現(xiàn)需求

基于設(shè)計(jì)思維的單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)，筆者以綜合實(shí)踐教材里的主題為落腳點(diǎn)，結(jié)合學(xué)生熟悉的情境進(jìn)行提煉并重組。教師首先引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注新冠疫情居家學(xué)習(xí)期間學(xué)生情緒的狀況，并提供相關(guān)的資源，包括新聞報(bào)道、視頻采訪等，通過(guò)交流討論“疫情期間，居家學(xué)習(xí)如何規(guī)劃健康生活”共情體驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)用戶需求：從“情緒”出發(fā)，更好地規(guī)劃健康生活。

在綜合實(shí)踐開題課上，教師創(chuàng)設(shè)居家學(xué)習(xí)生活情境，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)居家學(xué)習(xí)生活產(chǎn)生的問題，如親子關(guān)系矛盾、作業(yè)不會(huì)做、視力問題、自身調(diào)節(jié)情緒弱等，討論疫情下居家學(xué)習(xí)可以探究的小主題。為了更深入了解疫情居家學(xué)習(xí)期間學(xué)生情緒的狀況，采用問卷調(diào)查的活動(dòng)方式，小組交流討論問卷設(shè)計(jì)，并通過(guò)線上線下開展調(diào)查。

2.定義問題，聚焦核心

在指向設(shè)計(jì)思維培養(yǎng)編程的單元整體教學(xué)中，教師關(guān)注單元整體教學(xué)的核心問題，并據(jù)此進(jìn)行問題建構(gòu)。

教師引導(dǎo)小組回收線上線下問卷，統(tǒng)計(jì)問卷調(diào)查數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論，并匯聚問題，明確單元整體目標(biāo)指向——為自己或?yàn)樗苏{(diào)節(jié)情緒。

3.構(gòu)思方案，發(fā)散思維

聚焦“為自己或?yàn)樗苏{(diào)節(jié)情緒”核心問題，小組通過(guò)頭腦風(fēng)暴、聯(lián)想法等交流討論解決問題的方案，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對(duì)討論的結(jié)果進(jìn)行比較、權(quán)衡和篩選，最后確定設(shè)計(jì)方案。本環(huán)節(jié)的核心問題是調(diào)節(jié)情緒，學(xué)生構(gòu)思的方案因?yàn)榻?jīng)歷不同而各異，有不處理情緒的，有向親人傾訴的，有向娃娃傾訴的，有提議咨詢心理老師得到專業(yè)幫助的……

4.制訂原型，創(chuàng)意物化

在此環(huán)節(jié)，筆者整合了心理健康學(xué)科知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生利用跨學(xué)科技能來(lái)解決需求。因此，在心理健康課上，心理教師通過(guò)我演你猜捕捉情緒、繪畫“我的情緒小人”診斷情緒和故事分享關(guān)注三個(gè)環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生正確面對(duì)厭學(xué)等負(fù)面情緒，學(xué)會(huì)恰當(dāng)?shù)亍⒄_地體驗(yàn)情緒和表達(dá)情緒。在心理教師的引導(dǎo)下，學(xué)生完成為自己或?yàn)樗苏{(diào)節(jié)情緒的初步原型。

5.測(cè)試原型，迭代改進(jìn)

各學(xué)習(xí)活動(dòng)小組通過(guò)場(chǎng)景模擬等途徑對(duì)原型“作品”進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)核心問題：有時(shí)候，人類是沒辦法及時(shí)感知自己情緒變化的，而利用人工智能技術(shù)，可以設(shè)計(jì)一款實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)情緒、診斷情緒，并能夠作出相應(yīng)調(diào)節(jié)的AI情緒管理機(jī)器人，進(jìn)而對(duì)方案迭代改進(jìn)。

方案再構(gòu)思——學(xué)生重新構(gòu)思方案，比較、權(quán)衡方案，形成最終方案。學(xué)生在四年級(jí)接觸過(guò)圖形化編程，能夠利用圖形化編程結(jié)合人工智能，設(shè)計(jì)一款可以24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)主人情緒，并能診斷調(diào)節(jié)情緒的程序。

原型再物化——學(xué)生根據(jù)活動(dòng)方案設(shè)計(jì)，借助網(wǎng)絡(luò)查找資料，堅(jiān)定方案的可行性和可操作性。教師設(shè)計(jì)“為同桌設(shè)計(jì)一款A(yù)I情緒管理機(jī)器人”活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生利用用戶思維，設(shè)計(jì)優(yōu)化產(chǎn)品。學(xué)生初步設(shè)計(jì)了“AI情緒管理機(jī)器人”程序執(zhí)行的三個(gè)步驟：輸入表情、輸出情緒、調(diào)節(jié)情緒。在用戶需求調(diào)查環(huán)節(jié)，學(xué)生獲取了有針對(duì)性的用戶需求——適合主人的情緒調(diào)節(jié)方法，并加入到調(diào)節(jié)情緒的程序里。這樣，學(xué)生最后完成的“AI情緒管理機(jī)器人”調(diào)節(jié)的方法就多樣化了。課后，教師出示相關(guān)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，引導(dǎo)學(xué)生測(cè)試評(píng)價(jià)作品，可以在留言區(qū)對(duì)測(cè)試的結(jié)果進(jìn)行交流，并提出迭代再創(chuàng)造的意見。

需要注意的是，以單元整體教學(xué)為主線的EDIPT模型中的五個(gè)環(huán)節(jié)，不是單線展開的，而是循環(huán)往復(fù)的過(guò)程，任何一個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)問題，都要再回到可能導(dǎo)致問題的環(huán)節(jié)重新開始。

● 效果與意義

教學(xué)實(shí)踐證明，跨學(xué)科視域下基于設(shè)計(jì)思維培養(yǎng)的編程單元整體教學(xué)有利于學(xué)生圍繞制作AI情緒管理機(jī)器人解決問題，系統(tǒng)地持續(xù)性地展開深度學(xué)習(xí)。在開展深度學(xué)習(xí)過(guò)程中，設(shè)計(jì)思維參與了整個(gè)過(guò)程，最后，學(xué)生設(shè)計(jì)出來(lái)的AI情緒管理機(jī)器人，是符合用戶需求的，學(xué)生的創(chuàng)意力在作品創(chuàng)作中得到了鍛煉與發(fā)展，真正達(dá)到學(xué)以致用。

本模式在實(shí)施的過(guò)程中，聚焦于各學(xué)科之間以及學(xué)科內(nèi)知識(shí)點(diǎn)的統(tǒng)整，實(shí)現(xiàn)了各學(xué)科之間以及學(xué)科內(nèi)知識(shí)點(diǎn)的聯(lián)結(jié)與轉(zhuǎn)化，改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方式，教師不再是課堂主體，而是設(shè)計(jì)者、輔助者。在解決問題過(guò)程中，因?yàn)樯婕岸鄬W(xué)科，所以就要求學(xué)科教師間應(yīng)通力配合，這也對(duì)教師提出了新的挑戰(zhàn)。在整個(gè)方案實(shí)施過(guò)程中，學(xué)生處于主體地位，實(shí)施創(chuàng)意物化，在真實(shí)問題引領(lǐng)下，有效激發(fā)內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，內(nèi)化知識(shí)點(diǎn)，遷移技能方法。

跨學(xué)科視域下基于設(shè)計(jì)思維培養(yǎng)的編程單元整體教學(xué)，為編程教學(xué)提供了方向，能更好地培養(yǎng)學(xué)生的信息核心素養(yǎng)和高階思維。