深度學(xué)習(xí)視角下信息技術(shù)課程項(xiàng)目式教學(xué)探索

摘要：在數(shù)智化時(shí)代背景下，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是我國創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要目標(biāo)，然而，淺層次學(xué)習(xí)已不能滿足對(duì)深層次創(chuàng)新能力培養(yǎng)的需要?；诖?，本研究通過對(duì)信息技術(shù)課程進(jìn)行深度探索，構(gòu)建了一套基于SOLO分類理論的項(xiàng)目式教學(xué)模式，并詳細(xì)闡述了學(xué)生在深度學(xué)習(xí)過程中經(jīng)歷的四個(gè)關(guān)鍵階段：無意識(shí)狀態(tài)、量變狀態(tài)、問題解決狀態(tài)和理性認(rèn)識(shí)狀態(tài)，旨在為教師提供創(chuàng)新教學(xué)模式進(jìn)行參考，優(yōu)化教學(xué)活動(dòng)安排，促進(jìn)學(xué)生內(nèi)部信息加工，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，也為新時(shí)代所需的創(chuàng)新人才培養(yǎng)提供教育策略。關(guān)鍵詞：深度學(xué)習(xí)教學(xué)模式信息技術(shù)項(xiàng)目式教學(xué)SOLO分類在數(shù)智化時(shí)代背景下，創(chuàng)新能力成為人才的核心特質(zhì)。2019年，中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《中國教育現(xiàn)代化2035》明確指出，要?jiǎng)?chuàng)新人才培養(yǎng)方式，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力。［1］目前，封閉式、單向度、灌輸式、唯教師論的現(xiàn)象還在發(fā)生，這極大地固化了學(xué)生的思維，更不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。為了破解這一難題，教育工作者對(duì)立足實(shí)踐、注重創(chuàng)造、體現(xiàn)科技與人文相統(tǒng)一的信息技術(shù)課程寄予了更多的希望。因此，本研究深入分析了學(xué)生的沉浸狀態(tài)，以期幫助教師更好地把控學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，促進(jìn)課堂教學(xué)達(dá)到深層次階段。在深度學(xué)習(xí)的指引下，學(xué)生可以獲得自我認(rèn)知的能力、情境遷移的能力以及學(xué)以致用的能力，這些都是適應(yīng)未來社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵技能。一、深度學(xué)習(xí)助力創(chuàng)新能力的發(fā)展在教育領(lǐng)域，學(xué)界對(duì)深度學(xué)習(xí)的定義有著不同的見解。國內(nèi)學(xué)者何玲、黎加厚認(rèn)為，深度學(xué)習(xí)能將知識(shí)融入已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)并能遷移到新情境中解決問題。［2］張浩、吳秀娟認(rèn)為，深度學(xué)習(xí)能提升批判性、創(chuàng)造性地解決問題的能力。［3］深度學(xué)習(xí)是學(xué)生必須具備的能力，主要包括掌握核心學(xué)科知識(shí)、批判性思維和復(fù)雜問題解決、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、有效溝通、學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)毅力六種基本能力。［4］綜上所述，深度學(xué)習(xí)是一種將獲得的新知識(shí)經(jīng)過批判性思考融入學(xué)習(xí)者自我認(rèn)知結(jié)構(gòu)，并能將內(nèi)化后的知識(shí)進(jìn)行有效遷移，進(jìn)而解決真實(shí)問題的一種能力。創(chuàng)新能力是一種提出或產(chǎn)生具有新穎性和適切性工作成果的能力［5］，其典型特征為新穎性、適切性。因此，深度學(xué)習(xí)的批判性思維和問題解決能力是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的有效前提。深度學(xué)習(xí)更能培養(yǎng)創(chuàng)新思維和解決問題的能力，能促進(jìn)學(xué)習(xí)者提出新穎觀點(diǎn)和處理問題的切入點(diǎn)，助力學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展。二、深度學(xué)習(xí)成就科技與人文相統(tǒng)一的信息技術(shù)課程（一）信息技術(shù)學(xué)科具有重實(shí)踐、多融合、實(shí)反饋的特點(diǎn)《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（簡(jiǎn)稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）提出，信息技術(shù)課程旨在提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，以設(shè)計(jì)和操作學(xué)習(xí)為教學(xué)特色，是一門立足實(shí)踐、注重創(chuàng)造、體現(xiàn)科技與人文相統(tǒng)一的課程。具體表現(xiàn)為以下三個(gè)方面：一是教學(xué)內(nèi)容具有較強(qiáng)的實(shí)踐性。相比語文或數(shù)學(xué)學(xué)科，信息技術(shù)學(xué)科是更具實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的學(xué)科，它要求學(xué)生動(dòng)手操作具體項(xiàng)目，這樣能夠促進(jìn)學(xué)生理解所學(xué)知識(shí)。二是教學(xué)內(nèi)容具有跨學(xué)科融合性。信息技術(shù)與其他學(xué)科相結(jié)合，如與藝術(shù)、科學(xué)、歷史學(xué)科結(jié)合，能利用信息技術(shù)創(chuàng)建學(xué)科間的融合和綜合應(yīng)用。三是教學(xué)過程具有實(shí)時(shí)反饋性。信息技術(shù)學(xué)科在項(xiàng)目實(shí)施過程中，能提供及時(shí)的反饋，調(diào)動(dòng)學(xué)生的元認(rèn)知能力，引導(dǎo)學(xué)生不斷改進(jìn)和優(yōu)化項(xiàng)目管理，促進(jìn)學(xué)生計(jì)算思維的發(fā)展。（二）項(xiàng)目式教學(xué)利于在信息技術(shù)課程中開展深度學(xué)習(xí)項(xiàng)目式教學(xué)，是一種新型的課堂教學(xué)模式，即師生共同圍繞一個(gè)完整的項(xiàng)目開展教學(xué)活動(dòng)。信息技術(shù)是一門具有教程實(shí)踐性的學(xué)科，而項(xiàng)目學(xué)習(xí)幾乎能還原學(xué)習(xí)的本質(zhì)，學(xué)生通過基于真實(shí)情境的學(xué)習(xí)，能增強(qiáng)掌控力、思考力、敏感力?！墩n程標(biāo)準(zhǔn)》也倡導(dǎo)基于“項(xiàng)目”的學(xué)習(xí)方式，主張將知識(shí)建構(gòu)、技能培養(yǎng)與思維發(fā)展融入運(yùn)用數(shù)字化工具解決問題和完成任務(wù)的過程中，全面提升信息素養(yǎng)。［6］因此，開展基于項(xiàng)目式教學(xué)的深度學(xué)習(xí)，在真實(shí)情境中解決真實(shí)問題，能幫助學(xué)生建立信息技術(shù)與現(xiàn)實(shí)世界的聯(lián)系，也有利于培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)。三、基于SOLO分類理論的深度學(xué)習(xí)項(xiàng)目式教學(xué)模式構(gòu)建SOLO分類理論以皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展階段學(xué)說為基礎(chǔ)，是一種以認(rèn)知等級(jí)劃分為特征的學(xué)習(xí)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，能根據(jù)學(xué)生的反應(yīng)表現(xiàn)評(píng)價(jià)思維結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，測(cè)量學(xué)生知識(shí)的理解程度和學(xué)習(xí)深度。［7］SOLO分類法將學(xué)生個(gè)體認(rèn)知反應(yīng)水平由低到高或?qū)W習(xí)結(jié)果由簡(jiǎn)單到復(fù)雜劃分為前結(jié)構(gòu)、單點(diǎn)結(jié)構(gòu)、多點(diǎn)結(jié)構(gòu)、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)、拓展抽象結(jié)構(gòu)五個(gè)層次。［8］這五個(gè)層次表明，學(xué)生內(nèi)部信息的加工過程是從簡(jiǎn)單識(shí)記到深度理解，再到知識(shí)遷移?；谡n程重構(gòu)理念的項(xiàng)目式教學(xué)模式應(yīng)包括三個(gè)階段：項(xiàng)目引入階段、項(xiàng)目活動(dòng)探究階段、項(xiàng)目成果展示階段。［9］以這三個(gè)階段為基礎(chǔ)描繪信息技術(shù)學(xué)科的深度學(xué)習(xí)加工過程（見圖1）。因此，通過研究SOLO分類理論在項(xiàng)目式教學(xué)模式中的應(yīng)用，教師可以更準(zhǔn)確地追蹤學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，能更好地評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，從而促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)。（一）無意識(shí)狀態(tài)的蛻變一節(jié)新的內(nèi)容與學(xué)生的個(gè)體經(jīng)驗(yàn)有銜接，才能構(gòu)成知識(shí)的同化。人的學(xué)習(xí)過程不僅是一個(gè)信息加工的過程，也是一個(gè)迭代的過程。人的認(rèn)知過程主要是以理性認(rèn)識(shí)為主導(dǎo)，以個(gè)體經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，并始終伴隨著情感和意志活動(dòng)。［10］在SOLO分類理論的前結(jié)構(gòu)層次中，學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的興趣不高，注意力不集中，目光呆滯，神游于課堂之外，屬于無意識(shí)狀態(tài)。在教學(xué)中，教師可以從學(xué)生已有的個(gè)體經(jīng)驗(yàn)入手，層層遞進(jìn)，逐漸激發(fā)學(xué)生潛在的自我概念，通過豐富的情感、強(qiáng)大的內(nèi)驅(qū)力和堅(jiān)強(qiáng)的意志，完成第一階段的粗加工，從無意識(shí)狀態(tài)中脫離出來。如在學(xué)習(xí)粵教版高一信息技術(shù)必修一《數(shù)據(jù)與計(jì)算》的第一章《數(shù)據(jù)與信息》時(shí)，數(shù)據(jù)是一個(gè)抽象的概念，需要將抽象的知識(shí)具體化。比如，讓學(xué)生了解數(shù)據(jù)收集的過程，學(xué)習(xí)如何分析數(shù)據(jù)，并從中提取有用信息；教學(xué)生在進(jìn)行案例設(shè)計(jì)時(shí)，選擇對(duì)學(xué)校食堂的受歡迎程度、最喜歡的運(yùn)動(dòng)等做調(diào)查；告訴學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)程中，先設(shè)計(jì)問卷或調(diào)查表，收集數(shù)據(jù)，再使用Excel或類似工具對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，制作圖表展示分析結(jié)果，并撰寫報(bào)告解釋數(shù)據(jù)背后的含義。（二）量變狀態(tài)的積累學(xué)生在第一階段的無意識(shí)狀態(tài)中通過個(gè)體經(jīng)驗(yàn)與舊知識(shí)產(chǎn)生聯(lián)結(jié)，不斷同化新知識(shí)。通過對(duì)概念和實(shí)踐的學(xué)習(xí)，學(xué)生將積累并儲(chǔ)備新知識(shí)，恰好處于SOLO分類理論的單點(diǎn)結(jié)構(gòu)層次中。此時(shí)，學(xué)生能對(duì)單一事件或孤立事件進(jìn)行分析解構(gòu)，進(jìn)行機(jī)械記憶和重復(fù)記憶，理解問題的表層意思，達(dá)到量變狀態(tài)。這些基礎(chǔ)知識(shí)相當(dāng)于機(jī)械記憶和重復(fù)記憶，學(xué)生可以理解計(jì)算機(jī)的基本工作原理。又如學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單編程實(shí)踐，在編程語言的學(xué)習(xí)中，學(xué)生可能首先學(xué)習(xí)如何編寫簡(jiǎn)單的程序，如打印“Hello，World！”（你好，世界）。完成這一階段后，被同化的知識(shí)由短時(shí)記憶轉(zhuǎn)變?yōu)殚L(zhǎng)時(shí)記憶，對(duì)問題形態(tài)已經(jīng)有了初步的認(rèn)識(shí)和判斷。當(dāng)項(xiàng)目活動(dòng)涉及的元素逐漸增多時(shí)，學(xué)生會(huì)面臨記憶的儲(chǔ)存空間不足的問題，甚至?xí)a(chǎn)生困頓意識(shí)。此時(shí)，教師作為學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者，應(yīng)輔助學(xué)生解決問題，形成多點(diǎn)結(jié)構(gòu)，具備認(rèn)識(shí)多個(gè)事件、掌握處理多個(gè)事件的能力。此時(shí)學(xué)生能理解問題，但不能建立知識(shí)的本質(zhì)聯(lián)系，不能將此種解決問題的方式進(jìn)行遷移，也就是未能做到舉一反三。這需要學(xué)生理解數(shù)據(jù)表之間的關(guān)系，并能進(jìn)行多表查詢。這兩種階段經(jīng)過深度學(xué)習(xí)的粗加工，實(shí)現(xiàn)量變的積累。如在學(xué)習(xí)復(fù)雜編程任務(wù)中，隨著學(xué)習(xí)的深入，學(xué)生開始處理更復(fù)雜的編程任務(wù)，如編寫一個(gè)計(jì)算器程序。這要求學(xué)生能理解多個(gè)事件（如輸入、運(yùn)算、輸出）并處理它們之間的關(guān)系，或者學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫管理，學(xué)習(xí)如何使用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)來存儲(chǔ)、檢索和管理數(shù)據(jù)。（三）問題解決狀態(tài)的質(zhì)變一個(gè)項(xiàng)目活動(dòng)的開展需要借助相應(yīng)的工具與方法。課堂活動(dòng)也需要運(yùn)用數(shù)字化工具將知識(shí)與項(xiàng)目進(jìn)行有效整合。特定的數(shù)字化工具對(duì)于學(xué)生的探究活動(dòng)是至關(guān)重要的。數(shù)字化學(xué)習(xí)的工具很多，包括思維導(dǎo)圖、概念圖、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）眼鏡、電子白板、在線課堂平臺(tái)、視頻會(huì)議系統(tǒng)等。這些工具能增強(qiáng)學(xué)生的體驗(yàn)和增長(zhǎng)見識(shí)。在利用數(shù)字化學(xué)習(xí)工具時(shí)，學(xué)生會(huì)經(jīng)歷三個(gè)加工過程：選擇、組織、整合，此過程不以線性順序發(fā)生，可反復(fù)進(jìn)行。學(xué)生能對(duì)解決問題有一個(gè)遷移的認(rèn)識(shí)，融會(huì)貫通，建立有機(jī)的聯(lián)系，將具體信息抽象化。此時(shí)，處于SOLO分類理論的關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)層次中，深度學(xué)習(xí)的加工過程進(jìn)入問題解決狀態(tài)，改變了前一階段的量變狀態(tài)，逐漸發(fā)生質(zhì)的轉(zhuǎn)變。雖然此時(shí)學(xué)生可以理解眾多線索的共性，對(duì)內(nèi)部的存儲(chǔ)進(jìn)行歸類，減小認(rèn)知負(fù)擔(dān)，但是此遷移屬于同一結(jié)構(gòu)或類別的遷移，屬于內(nèi)部結(jié)構(gòu)的遷移，并未達(dá)到縱橫交叉的遷移，形式也較為單一。例如，在制作多媒體課件時(shí)，學(xué)生可以利用視頻編輯軟件、音頻處理工具和圖像編輯軟件，創(chuàng)建一個(gè)關(guān)于信息技術(shù)發(fā)展史的多媒體展示。這個(gè)項(xiàng)目要求學(xué)生整合多種媒體形式，如文本、圖片、音頻和視頻，來講述一個(gè)連貫的故事。在本次項(xiàng)目活動(dòng)中，學(xué)生可以利用數(shù)字化工具將所有元素進(jìn)行整合，部分的特征信息能夠形成連貫的整體，產(chǎn)生內(nèi)在的本質(zhì)聯(lián)系，并獲得總括的理解。（四）理性認(rèn)識(shí)狀態(tài)的高階轉(zhuǎn)變學(xué)生經(jīng)過項(xiàng)目活動(dòng)的探究，會(huì)收獲相應(yīng)的感受、成果、知識(shí)、方法等，學(xué)會(huì)使用數(shù)字化學(xué)習(xí)工具，并在信息技術(shù)課堂進(jìn)行展示。其中，真實(shí)的項(xiàng)目成果是在一定社會(huì)情境下發(fā)生的，社會(huì)情境中的期望目標(biāo)會(huì)對(duì)認(rèn)知活動(dòng)產(chǎn)生影響。此時(shí)，學(xué)生渴望周圍的人認(rèn)可自己的勞動(dòng)成果，從而萌發(fā)強(qiáng)烈的被認(rèn)同感。因此，他們會(huì)將項(xiàng)目結(jié)果進(jìn)行精細(xì)加工，經(jīng)過小組合作和頭腦風(fēng)暴迸發(fā)創(chuàng)造性的想法，對(duì)知識(shí)體系進(jìn)行演繹、推理、歸納，從而對(duì)先前的知識(shí)產(chǎn)生新的理解，將新知識(shí)體系與原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，并順勢(shì)推斷產(chǎn)生的眾多因素。學(xué)生經(jīng)歷上述狀態(tài)，也就完成了外部知識(shí)的遷移。此時(shí)，處于SOLO分類理論的拓展抽象結(jié)構(gòu)，是關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)的高級(jí)階段，屬于高階思維活動(dòng)。例如，學(xué)生將本小組的項(xiàng)目成果進(jìn)行匯報(bào)演示，不僅能促進(jìn)組與組之間的競(jìng)爭(zhēng)，也能促進(jìn)不同創(chuàng)意的學(xué)習(xí)。同時(shí)，教師會(huì)對(duì)項(xiàng)目活動(dòng)探究的成果進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，學(xué)生也會(huì)進(jìn)行互評(píng)、自評(píng)，包括對(duì)參與度與貢獻(xiàn)度的評(píng)價(jià)、對(duì)本次課程總體感受和知識(shí)把握度的評(píng)價(jià)。四、結(jié)論與展望本研究通過探究創(chuàng)新能力、項(xiàng)目式教學(xué)、深度學(xué)習(xí)和信息技術(shù)課程之間的聯(lián)系，闡明教育模式的轉(zhuǎn)變，在SOLO分類理論的基礎(chǔ)上為信息技術(shù)課程構(gòu)建了一套基于項(xiàng)目式教學(xué)的深度學(xué)習(xí)教學(xué)模式，深入分析了無意識(shí)狀態(tài)、量變狀態(tài)、問題解決狀態(tài)和理性認(rèn)識(shí)狀態(tài)這四個(gè)關(guān)鍵