指向计算思维的DBL学习模式

〔摘""要〕"随着信息技术在基础教育中的广泛应用，培养学生的计算思维能力成为小学信息科技课程的重要目标。基于设计的学习（DBL）模式通过将设计过程引入教学，能够有效提升学生的计算思维能力。本文基于DBL的核心理念，探讨如何在小学信息科技课程教学中应用这一学习模式，分析其对学生计算思维培养的促进作用，并提供相应的教学设计案例及实践建议。本文不仅梳理了国内外关于DBL的研究现状，还结合我国教育改革的背景，进一步探讨了如何将DBL模式有效地应用于小学教育体系中，并对未来可能的研究方向提出建议。〔关键词〕"信息科技；基于设计的学习（DBL）；计算思维信息技术的迅速发展推动各国教育系统调整信息科技课程，以适应数字化时代的需求。计算思维作为一种核心问题解决能力，逐渐成为基础教育的重要目标。计算思维不仅包括编程，还涉及问题分解、模式识别、抽象和算法设计等多种思维能力。近年来，小学信息科技课程逐渐引入编程教育，但传统教学方式仍以知识传授为主，缺乏实践性和项目式学习，导致学生难以有效掌握计算思维。如何在小学阶段培养学生的计算思维能力成为关键问题。基于设计的学习（DBL）通过设计和实践激发学生兴趣，提供了有效解决方案。DBL模式通过项目式学习帮助学生掌握计算思维的核心要素。本文将探讨DBL模式在小学信息科技课程中的应用，并结合国内外研究成果，分析其对学生综合能力发展的影响。一、基于设计的学习（DBL）模式的理论基础在设计小学信息科技课程时，基于设计的学习（DBL）模式与建构主义学习理论有着密切的关系。建构主义由皮亚杰提出，强调学习者通过与环境的互动主动建构知识，而不是被动接受知识。DBL模式深植于建构主义，进一步将其理念应用到真实项目设计与实施中，鼓励学生通过解决实际问题来理解和掌握知识。小学生的认知能力还在发展，对抽象的概念较难理解。DBL模式通过项目化任务，使学生能够通过实际操作体验复杂的概念，例如计算思维中的问题分解、模式识别和算法设计等。这个模式特别契合小学教育的“做中学”理念，学生在动手实践中构建知识体系。例如，学生可以通过设计智能家居编程项目，体验计算机如何与外界互动，进而掌握编程的核心思想。此外，DBL模式强调让学生主动参与到学习过程中，增强他们的动手能力和解决问题能力。小学教育的核心目标之一是培养这些能力，DBL通过实际项目将抽象知识具象化，帮助学生在完成任务的过程中激发创新思维，从而有效提高学习兴趣与参与度。二、国内外DBL模式的研究进展近年来，国内外对DBL模式的研究逐渐增多。国际上，美国和欧洲的一些教育学者已经在小学和中学积极推广基于项目的学习模式，并取得了一定的成果。研究表明，DBL模式能够提升学生的创新思维和合作能力。例如，在芬兰的一项研究中，学生通过参与设计智能设备项目，不仅提高了编程技能，还显著增强了团队合作和问题解决能力。在中国，DBL模式的应用尚处于起步阶段。然而，已有一些实验性项目显示出积极的效果。例如，北京、上海等城市的一些小学已将DBL模式引入信息科技课堂，通过编程和机器人设计项目，培养学生的逻辑思维和计算能力。这些实践表明，DBL模式在中国的教育环境中具有广阔的应用前景，特别是在培养学生计算思维和创造力方面，能够发挥重要作用。三、指向计算思维的DBL学习模式解析计算思维是指通过分析、分解问题并设计有效解决方案的过程，是现代科技教育的基础。在小学信息科技课程中，计算思维的培养不仅能够帮助学生理解和应用编程与技术知识，还能提升他们的逻辑推理与问题解决能力。通过基于设计的学习（DBL）模式，学生能够在实践中掌握计算思维的核心概念——分解、模式识别、抽象和算法。以下将详细介绍这些概念与小学信息科技课程的结合方式，并展示如何通过项目实践帮助学生发展计算思维能力。（一）分解分解是指将一个复杂的问题分解为更小、更易解决的部分。对于小学生来说，分解不仅是解决问题的第一步，也是帮助他们厘清思路、增强理解问题能力的重要过程。在DBL项目中，教师可以通过示范引导学生将复杂的任务进行分解，并鼓励他们逐步完成各个子任务。（二）模式识别模式识别是指通过分析问题的结构或流程，找出其中的相似性和规律。小学信息科技课程中的编程任务，通常具有较为重复和结构化的特点，因此模式识别在这一过程中尤为重要。DBL模式通过项目实践，帮助学生逐渐掌握如何在不同的任务中找到共同点。（三）抽象抽象是计算思维中的一个高级能力，它要求学生能够排除不相关的细节，专注于解决问题的核心。在小学信息科技课程中，抽象能力的培养可以通过逐步引导学生简化复杂的系统模型来实现。例如，在设计自动化交通灯控制系统的项目中，学生需要抽象出红绿灯切换的逻辑，而不是关注交通灯的物理构造或具体实现方式。通过逐步理解问题的核心步骤，学生能够更好地掌握如何从纷繁复杂的信息中提炼出有效的解决方案。（四）算法算法是解决问题的具体步骤和规则。在小学信息科技课程中，教师可以通过一系列实践活动帮助学生理解如何设计和优化算法。DBL模式中的项目任务通常要求学生编写简单的代码来控制程序的运行。通过这种实践，学生可以逐步掌握如何通过逻辑推理、设计算法，并理解如何提高算法的效率。四、指向计算思维的DBL学习模式的应用随着信息技术的迅速发展，计算思维逐渐成为现代教育中必不可少的技能。尤其在小学阶段，如何通过有效的教学模式培养学生的计算思维，成了教育改革的重要方向。基于设计的学习模式（DBL）以其实践性和项目化的学习方式，成了培养小学生计算思维能力的有效方法。通过结合实际问题和任务，学生不仅能够在动手操作中理解计算机科学的基本概念，还能通过合作与创新提升解决问题的能力。以下将详细阐述DBL模式在小学信息科技课程中的具体实践应用，并分析其在计算思维培养中的作用和影响。（一）问题导入与任务设计问题导入是DBL模式的关键步骤，教师首先设计一个与学生生活经验相关的项目任务，引导学生参与到解决问题的过程中。设计项目时，问题的导入应能够激发学生的好奇心，并为后续的学习打下坚实基础。例如，教师可以设计一个“智能家居自动化系统”的项目，要求学生通过传感器和简单编程控制家中的灯光和家电。这样不仅可让学生体验到编程和科技的实际应用，还能让他们在操作中理解分解问题的必要性。在任务设计过程中，教师需特别关注项目的挑战性和可操作性。项目的复杂程度应与小学生的认知发展阶段相适应，过于简单的任务无法激发学生的兴趣，过于复杂则可能让学生产生挫败感。因此，教师应根据学生的年级和能力调整任务的难度。通过这种循序渐进的任务设计，学生能够逐步掌握如何分解问题、设计算法并逐步解决复杂问题。任务设计不仅有助于培养学生的计算思维，还能提升他们的解决问题能力和逻辑推理能力。这种实践学习方式使学生从被动接受知识转变为主动探索解决方案，从而更有效地掌握计算机科学的基本技能。（二）小组合作与方案设计小组合作是DBL模式中的另一个核心环节，它不仅有助于增强学生的社交和沟通能力，还为复杂项目的完成提供了有效的团队支持。在DBL学习中，学生通过分组合作完成项目，每个小组负责不同的任务。这种合作学习的方式能够极大地促进学生之间的互动与思维碰撞。在讨论和合作的过程中，学生不仅可以学习到他人的思维方式，还能通过分享自己的见解拓宽思路。此外，合作学习还能够帮助学生提升社交技巧和团队协作能力。在现代社会中，团队合作是重要的职业技能之一。通过在DBL项目中进行小组合作，学生学会了如何倾听、沟通和分工。这些技能不仅能够帮助他们在学术上取得成功，还为他们未来的职业生涯打下了基础。（三）设计与实现设计与实现是DBL模式中学生实践计算思维核心概念的关键环节。在这个过程中，学生通过编写代码、测试与调试逐步实现项目的功能。教师在此过程中应给予学生足够的自主权，允许他们自主选择任务的完成方式。通过这种自由探索，学生能够更好地理解问题的核心，并在实践中逐步掌握计算思维的核心要素。（四）项目展示与反馈项目展示是DBL学习模式中非常重要的环节，它不仅能帮助学生总结学习过程，还为学生提供了通过教师和同学反馈进一步优化设计的机会。在展示环节，学生需向全班展示他们的项目成果，并解释他们的设计思路和遇到的挑战。通过这种展示，学生不仅能够更深入地理解问题的本质，还能通过外部反馈进一步改进设计方案。展示环节的另一个好处在于，它能够极大地提升学生的表达能力和自信心。在展示过程中，学生需学会如何清晰地表达自己的设计思路，并向同学解释他们如何解决问题。通过这种锻炼，学生能够提升口头表达能力和逻辑思维能力，这些能力在未来的学习和职业生涯中都至关重要。此外，通过向全班展示项目成果，学生还能获得同龄人的反馈，这种同伴互评不仅能帮助他们改进设计，还能激发他们的学习兴趣和竞争意识。（五）教学评价与改进建议为了确保DBL模式在小学信息科技课程中的有效实施，教学评价是必不可少的环节。教师可以通过过程性评价和结果性评价相结合的方式，全面评估学生在项目中的表现。过程性评价可以侧重观察学生在设计、讨论、合作和问题解决中的参与度和创造性，结果性评价则可以根据学生完成的项目成果进行评分。在评估学生的过程中，教师还可以引入自我评价和同伴互评。通过自我评价，学生可以反思自己的学习过程，发现自己在项目中的优势和不足，从而进一步提升自己的学习效果。而通过同伴互评，学生能够学习到他人的长处，并在合作中取长补短。通过这种多维度的评价方式，教师能够更好地了解学生的学习进展，并根据反馈进行教学调整与优化。教学评价还应关注学生的长期发展，尤其是他们在项目设计中的自主性和创新性。通过定期的反馈和辅导，教师可以帮助学生巩固所学知识，并进一步提升其在未来项目中的表现。此外，通过有针对性的反馈，学生能够更好地理解自己的学习目标，并在此基础上不断进步。五、结论与展望通过本文的探讨可以发现，DBL学习模式在小学信息科技课程中的