指向学生设计思维培养的编程单元整体教学策略——以小学五年级“规划健康生活”单元为例

沈小敏 福建省厦门市湖里第二实验小学

陈捷曼 福建省厦门高新学校

跨学科视域下基于设计思维培养的编程单元整体教学是根据现实生活中发现的问题确定单元主题，创设单元整体教学情境，以创意程序作品为成果导向确定单元整体目标、设计单元整体学习任务群，以设计思维EDIPT模型开展教学活动，从而将繁杂松散的学科知识进行意义统整，唤醒学生的生活经验，激发学习内驱力，培养信息时代下的创造性学习者。下面，笔者结合教育科学出版社出版的综合实践五年级下册推荐主题及新冠疫情下的居家学习生活指导，以“规划健康生活”为主题开展跨学科单元整体教学实践。

● 单元背景

在新冠疫情期间，学生居家线上学习，学习效果不佳，家长焦虑。且小学五年级的学生正处于青春期初期，身体的急剧变化也引发了学生更多心理尤其是情绪上的变化。同时，父母和老师的不理解又导致他们经常性抑制自己的情绪，如果负面情绪积累过多，就容易引发激烈的冲突。笔者组织学生以“规划健康生活”为主题，通过回顾新冠疫情期间亲历的情绪感知，进一步深度探索“情绪”这一具有积极意义的研究主题。

● 教学思路

学生在运用设计思维和技术工具设计“情绪管理机器人”的活动中，一方面结合学校、社区的疫情，通过问卷调查、访谈，围绕疫情期间本校学生的情绪状态，分析调查数据，得出结论，并提出如何更科学地解决负面情绪，结合综合实践、心理学科知识进行原型实现；另一方面，通过“情绪管理”问题的原型实现，测试和迭代，经历完整的设计流程，体验设计思维在解决问题和创意生成中的作用。

● 课时划分与活动设计

基于设计思维的“规划健康生活”整体单元教学，笔者整合了心理健康、信息科技学科的知识。根据单元整体教学的核心问题与整体目标，将“规划健康生活”学习活动分为三大模块：我是情绪分析师、我是情绪调节师、我是AI情绪管理师（如下页图）。

在“我是情绪分析师”中，学生采用问卷调查、访谈等方法进行调查，共情需求，了解新冠疫情期间本校学生情绪状态；统计并分析调查结果，定义问题，明确如何更科学地解决负面情绪；通过头脑风暴，讨论设计方案。

在“我是情绪调节师”中，通过心理课堂的学习，学生进一步提升对情绪的认识，掌握情绪调节的方法，培养情绪调节的能力，制订符合自身情绪调节的原型并测试，发现自身情绪调节没办法及时感知等缺陷，进入迭代。

在“我是AI情绪管理师”中，信息科技教师引导学生比较、权衡方案，形成最终方案：新冠疫情期间，居家学习，24小时情绪监测，准确诊断情绪，并作出调节。通过具身体验了解情绪管理机器人的工作流程，根据活动方案设计，借助网络查找资料，检验方案的可行性及可操作性。为同桌设计一款AI情绪管理机器人，其步骤为：用户需求调查→动手操作实践→初步掌握手工设计与制作的基本技能→学会运用信息技术→设计并制作情绪管理机器人。利用场景模拟进行测试评估，师生通过故事情境模拟，测试“AI情绪管理机器人”的稳定性等，提出迭代再创造的意见，对机器人进行优化。

● 组织与实施

1.共情情境，发现需求

基于设计思维的单元整体教学设计，笔者以综合实践教材里的主题为落脚点，结合学生熟悉的情境进行提炼并重组。教师首先引导学生关注新冠疫情居家学习期间学生情绪的状况，并提供相关的资源，包括新闻报道、视频采访等，通过交流讨论“疫情期间，居家学习如何规划健康生活”共情体验，发现用户需求：从“情绪”出发，更好地规划健康生活。

在综合实践开题课上，教师创设居家学习生活情境，引导学生发现居家学习生活产生的问题，如亲子关系矛盾、作业不会做、视力问题、自身调节情绪弱等，讨论疫情下居家学习可以探究的小主题。为了更深入了解疫情居家学习期间学生情绪的状况，采用问卷调查的活动方式，小组交流讨论问卷设计，并通过线上线下开展调查。

2.定义问题，聚焦核心

在指向设计思维培养编程的单元整体教学中，教师关注单元整体教学的核心问题，并据此进行问题建构。

教师引导小组回收线上线下问卷，统计问卷调查数据，分析数据，得出结论，并汇聚问题，明确单元整体目标指向——为自己或为他人调节情绪。

3.构思方案，发散思维

聚焦“为自己或为他人调节情绪”核心问题，小组通过头脑风暴、联想法等交流讨论解决问题的方案，根据设计要求，对讨论的结果进行比较、权衡和筛选，最后确定设计方案。本环节的核心问题是调节情绪，学生构思的方案因为经历不同而各异，有不处理情绪的，有向亲人倾诉的，有向娃娃倾诉的，有提议咨询心理老师得到专业帮助的……

4.制订原型，创意物化

在此环节，笔者整合了心理健康学科知识，引导学生利用跨学科技能来解决需求。因此，在心理健康课上，心理教师通过我演你猜捕捉情绪、绘画“我的情绪小人”诊断情绪和故事分享关注三个环节，引导学生正确面对厌学等负面情绪，学会恰当地、正确地体验情绪和表达情绪。在心理教师的引导下，学生完成为自己或为他人调节情绪的初步原型。

5.测试原型，迭代改进

各学习活动小组通过场景模拟等途径对原型“作品”进行测试，发现核心问题：有时候，人类是没办法及时感知自己情绪变化的，而利用人工智能技术，可以设计一款实时监测情绪、诊断情绪，并能够作出相应调节的AI情绪管理机器人，进而对方案迭代改进。

方案再构思——学生重新构思方案，比较、权衡方案，形成最终方案。学生在四年级接触过图形化编程，能够利用图形化编程结合人工智能，设计一款可以24小时实时监测主人情绪，并能诊断调节情绪的程序。

原型再物化——学生根据活动方案设计，借助网络查找资料，坚定方案的可行性和可操作性。教师设计“为同桌设计一款AI情绪管理机器人”活动，引导学生利用用户思维，设计优化产品。学生初步设计了“AI情绪管理机器人”程序执行的三个步骤：输入表情、输出情绪、调节情绪。在用户需求调查环节，学生获取了有针对性的用户需求——适合主人的情绪调节方法，并加入到调节情绪的程序里。这样，学生最后完成的“AI情绪管理机器人”调节的方法就多样化了。课后，教师出示相关的评价标准，引导学生测试评价作品，可以在留言区对测试的结果进行交流，并提出迭代再创造的意见。

需要注意的是，以单元整体教学为主线的EDIPT模型中的五个环节，不是单线展开的，而是循环往复的过程，任何一个学习活动环节发现问题，都要再回到可能导致问题的环节重新开始。

● 效果与意义

教学实践证明，跨学科视域下基于设计思维培养的编程单元整体教学有利于学生围绕制作AI情绪管理机器人解决问题，系统地持续性地展开深度学习。在开展深度学习过程中，设计思维参与了整个过程，最后，学生设计出来的AI情绪管理机器人，是符合用户需求的，学生的创意力在作品创作中得到了锻炼与发展，真正达到学以致用。

本模式在实施的过程中，聚焦于各学科之间以及学科内知识点的统整，实现了各学科之间以及学科内知识点的联结与转化，改变了传统的教学方式，教师不再是课堂主体，而是设计者、辅助者。在解决问题过程中，因为涉及多学科，所以就要求学科教师间应通力配合，这也对教师提出了新的挑战。在整个方案实施过程中，学生处于主体地位，实施创意物化，在真实问题引领下，有效激发内在学习动机，内化知识点，迁移技能方法。

跨学科视域下基于设计思维培养的编程单元整体教学，为编程教学提供了方向，能更好地培养学生的信息核心素养和高阶思维。