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探索深度学习视角下的初中信息科技学科实践路径

中图分类号：G434文献标识码：A论文编号：1674-2117（2024）20-0000-05

课例研究背景

在人工智能课程的教学实施中，笔者根据课时安排将教学单元的主题细化为一系列微项目，以促进知识的系统化学习。但在教学实施过程中，遇到了若干挑战，主要涉及：①中学人工智能教学实践注重在真实情境中“做中学”“用中学”“创中学”。[1]它强调通过抽象、分解、建模和算法设计等思维活动，培养计算思维核心素养，而素养的深处就是“思维”，“思维”的养成则是深度学习的体现，这就需要形成一个可实施的参考路径。②再学科实践中，协作学习的重要性不言而喻，而如何发挥小组全员参与学习任务，让协作学习真实、有效，是亟待解决的问题。

《深度学习：走向核心素养（理论普及读本）》一书提出了深度学习的五个关键特征：①联想与结构：经验与知识的相互转化；②活动与体验：学生的学习机制；③本质与变式：对学习对象进行深度加工；

④迁移与应用：在教学活动中模拟社会实践；⑤价值与评价：“人”的成长的隐性要素。[2]当前，信息科技课堂教学面临一些问题，其中的核心问题是如何把握知识原理和体验活动的关系。而深度学习的五个特征体现了如何处理教学活动各要素间的关系以实现深度学习。因此，笔者针对“如何在人工智能教学实践中，真正让学生全身心投入其中、参与其中，获得幸福感，获得思维的生成，获得真学习”这一问题展开研究，以课堂教学为主阵地，在教学中践行深度学习理念。下面，SxADeGrZd7yF8iufOpi/5Q==笔者以“空气温度监测智能管家”项目实践为例，具体谈谈深度学习视角下的初中信息科技学科实践路径。

课例研究设计思路

1.研究课例

本研究选用创造栗人工智能教学设备，采用语音识别套件进行教学，以创造栗编程软件作为计算思维培养工具。选择程序中的重难点知识——将if分支结构作为教学内容，本课例涉及if单分支结构、双分支结构和嵌套分支结构的运用等知识点。

2.研究对象

3.研究方法

①行动研究法。行动研究法需要经历“提出问题—假设—验证—结论”几个步骤，每一个步骤都是基于上一个步骤的螺旋上升和迭代优化。

②课堂观察法。课堂观察法对课堂中教师的提问、学生的学习、师生的互动、小组合作、重难点突破等方面进行记录、分析和研究，以通过他人视角来改善教师的教和学生的学。

课例研究实践

1.原生态问题呈现，预设与生成的矛盾分析

（1）教学活动设计的预设

在第一轮行动研究中，教师制订了如表1所示的活动方案。

（2）第一轮行动研究的分析与诊断

第一，任务设计在难度递增上连贯性不够。在任务一“监测冷热温度”中，学生依赖基本的“如果……否则……”逻辑结构来执行判断，这一过程相对直接。然而，当进入任务二“实时监测温度并实现高温预警”时，学生需要掌握嵌套分支结构，要同时对三个不同的温度区间进行评估，并通过流程图来清晰地展示这些逻辑关系。这一环节是课程的核心和最具挑战性的部分，学生在从简单到复杂的过渡中表现欠佳。分析原因：①教师在从任务一过渡到任务二时未能提供充分且有效的指导，以帮助学生克服难点；②缺乏适当的学习支架，限制了学生自主学习能力的提升。因此，任务设计未能有效引导学生解决问题，可能导致学生在面对挑战时感到迷茫和无助，进而影响他们的学习兴趣和动力。

第二，学生对温度变化感知的局限性。学生在监测不同温度范围时难以获得直观体验。本任务涉及的温度监测范围为：22～26℃（舒适区）、低于22℃（寒冷区）和高于26℃（炎热区）。这种不显著的温度变化使得教师难以准确评估学生的学习进度和成效。此外，仅通过LED灯的颜色变化来指示温度范围，无法为学生提供温度变化的直观感受，这与实际生活应用中对精确度的需求不符，削弱了学科实践的教育意义。

第三，问题预设与思维过程的浅层性。在任务一至任务三中，教师提供的解决方案较为单一，倾向于将学生引导至预设的教学框架内，而非拓展其思维，实现深度学习。特别是在任务三——实时监测温度并触发高温报警器的设计中，学生在完成高温警报功能时表现不佳。面对生成性问题，教师缺乏清晰的解决策略，未能深入挖掘问题本质。

第四，拓展任务与语音识别原理的理解。拓展任务旨在考查学生对智能温度监测的理解，并为后续课程的深入探讨打下基础。然而，由于课时限制和语音识别硬件的灵敏度问题，学生的实际操作体验并不理想。学生在尝试激活设备时，经常遇到设备无响应的情况，影响了对编程设计的深入体验。

2.改进课的面貌呈现——环节的改进，进入深度学习

（1）改进的概况

第一轮行动研究暴露了不少问题，如缺乏评价机制、学习活动的趣味性不足、教学环节设置缺乏层次性。教师基于存在的问题对课程结构进行了系统性改进（如表2）：①引入项目式学习方法。为学生设计一份详细的项目任务单，明确学习目标，引