浅谈面向迭代思维的项目设计方法

1、浅谈面向迭代思维的工程设计方法摘 要：在课改和互联网思维的综合启发下，笔者开展了“基于工程的迭代式教学研究，本文基于此研究，以scratch教学和3D设计教学为活动设计突破点，对其中关于工程的设计方法进行了深入思考，探索迭代式教学的工程设计的教学效果及其价值表达。关键词：工程化学习，工程设计，迭代，迭代思维，信息技术互联网的普及和开展给根底教育的改革和开展带来了新的技术挑战和机遇，也给教师们带来了全新的思维视界，“互联网思维本身就是一种不同于我们传统的互联网思维表达方式。而其中的“迭代思维也为教育注入了新的活力。基于工程的迭代式教学研究如何促进教学活动的展开？面向迭代思维的工程应该如

2、何设计，这是本文即将探讨的问题。一、探秘“迭代思维关于互联网计算思维，从百度创始人李彦宏第一次正式提出至今，人们逐渐地总结了如今包括迭代思维等几种类型的计算思维活动在内的四个互联网核心计算思维观点和九大计算过程思维，这也是如今各行各业都在研究和深思的一个热点议题。2021年，新版的?普通高中信息技术课程标准修订稿?也明确指出了信息技术学科核心素养之一为计算思维。什么是计算思维？这是由美国卡内基·梅隆大学计算机科学系主任周以真于2021年提出的，是指运用计算机科学的思维方式进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等一系列思维活动。迭代思维便是其中一种重要的计算思维方式。迭代，是一个循环反

3、响过程的活动，其目的是为了逐步逼近所需的目标或结果。每一次的重复就是一次“迭代，而每一次的结果将会作为下一次迭代的初值。在数学中，它是一个函数，在程序设计中，它是一种算法，在软件开发中，它是一种常见的模型，如今，我们也开始在教学中借用它的概念并赋予其更多涵义。二、立足“工程设计怎样的学习最为迅速？这是教育界经久不衰的议题，工程引领是其中的重要方式，尤其在互联网时代，这更是自主学习的一种高效方式。在中小学信息技术教学中，可以发现我们的课本要想完全跟上时代，那是不可能的，因为在这个充满创新力的时代中，各行各业的新技术只会不断推陈出新。学生如何在离开学校以后也能够对全新的技术迅速上手？这个问题抛出后

4、，产品设计界的朋友回复：做一个工程就会了。事实上，做工程的过程中，我们学会的不仅仅是这个技术，更多的是工程完成过程中解决问题的思维方式。工程式学习在国外开始得较早，且已形成了较为完整的理论框架，20世纪初，杜威即倡导“做中学，正是在这样的理论背景下，工程式学习逐渐成型。2021年，大卫·桑德尼尔提出了“工程式学习的概念，作为一种以学生为中心的教学法引入外语教学领域，并逐步广泛应用到其他各领域。如今，主题式工程学习又被拓展应用到STEM领域，通过综合科学、技术、工程、数学来完成工程并达成学习目标，逐渐成为国内教育者研究的热门对象。三、面向迭代思维的工程设计策略一设计原那么所有的教学研究

5、都要基于教学活动的展开才能表达其价值。钟启泉老师在?三维目标论?中提出：学科知识只是学科素养形成的载体，学科活动才是学科素养形成的渠道。教学研究不付诸第一线的教学终究只是空谈。为此，在小学信息技术教学上，我们思考的工程式教学，可以将信息技术教学以一个工程构建整体化教学结构，同时拉长学习的时间线。而“迭代那么可以让学生的学习如软件开发一般，从主干开始搭建整体工程，在学习过程中通过不断细化和创新形成最终的作品。在这个过程中，学生的工程始终是一个成品，在任何阶段都可以停止，在任何階段都可以创新，不同的学生可以在任何阶段有着不同的成功体验，真正实现个性化学习，从而达成学科核心素养的提升。二工程主题工程

6、主题确实定要基于课本，但不拘于课本。基于课本，是指学生的根本能力的培养符合教学目标的要求，不拘于课本，是指活动主题并不一定要和课本一模一样，以工程促开展，主题确实定可以打破课本的线性结构。学生可以通过自主学习跨单元、跨学科地进行探索性学习和合作学习。所以，这个主题应具有一定的综合性，它可以是完成一个数字化产品，可以是一个stem工程，也可以是一份调查研究。如本次活动选取了两个主题：3d设计儿童床和scratch穿越迷宫。将两个课时的时间线压缩到一天中，选取两个班级，分别完成同一个主题的两课时内容。五年级的班级是scratch内容，六年级的班级是3d设计内容。scratch教学是小学五年级编程启

7、蒙教学的重点内容，程序设计的教学相比照较容易实现工程化。而迷宫主题是一个思维发散性较强的主题，便于激发学生主动思考的欲望。从学生的兴趣出发，让学生具有创造性地去完成工程。3D设计，属于数字化设计类的教学，为新编教材新增内容，三维立体的模型设计容易让学生有成就感。选取床作为主题，贴近学生生活，将被动的创作转变为主动的创作。三工程目标我们工程设计的有三级，一级目标：即基于主题的形式上的目标完成一个工程，二级目标：达成根本教学三维目标，即知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观目标，三级目标：形成迭代式思维模式，提升信息技术和兴素养。学习是每一个人的终身事业，如何让这个事业有所成就，是我们教育的终极

8、目标。四活动方式工程化教学活动过程我们可以看成一个软件开发的过程，采用迭代式的教学方法，工程可以在客户需求只有一个粗略的大方向时候启动，前期准备的时间被大大地缩短，之后根据客户的反响在每一次迭代中细化需求，完善工程成果。活动可以分为长线迭代和短线迭代。长线迭代即该工程铺陈于多个课时中，每一个课时之间，都是一次迭代。如图1所示：短线迭代是指在一节课中各个环节之间的迭代流程，活动过程中的知识点的迭代如图2所示：如scratch教学案例：?迷宫探险?第一课时：1了解Scratch迷宫的根本制作方法。2利用思维导图设计一个简单、完整的迷宫。3自主设计迷宫。4掌握条件语句和循环语句的使用方法，学习侦测控

9、件。5在原作品上进行迭代。第二课时：1提出问题：游戏的缺乏点。2提出第一轮迭代方案并进行可行性分析。3学习变量技能后进行第二轮迭代。4屡次测试点评并进行第三、第四轮迭代。两种迭代方式不是孤立存在的，在每次活动方式的设计上，需要关注学生一节课后工程的层次和方向，便于后续活动的设计。五工程评价。在迭代式教学中，评价不是来自教师和同学的简单评价，而是来自“客户，这个客户可以是自己，可以是同学，以使用者的眼光来进行评价，不断提出改进建议，促成工程的进化。粗看和以前的评价有些相似，但這是一种基于“用户至上的互联网思维的评价方式。评价者的思维角度从创造者转向了体验者，有利于提出更为客观、实用、甚至更具有创

10、新性的建议。如3D设计教学案例：多功能儿童床选取第三局部的活动：角色扮演【教师活动：同桌进行角色扮演，前面一位同学是设计师，后面一位同学是客户。请客户对设计师提出合理的修改要求。随后交换。请设计师根据客户的合理要求进行修改添加、删减、调整。客户有三次修改的时机。学生活动：修改完成后给设计师打分仿淘宝评分规那么。打中评及以下的要给合理理由。学生活动：评价】学生在角色扮演活动中体验迭代的过程，不断完善和改进作品。四、实施效果分析通过这次活动，可以看出基于工程的迭代式教学有以下优点。一作品完成度高在这次的教学活动中，第一次根底任务要求都比较低，学生在掌握好根底理论知识和根本技能后，能进行初步的设计就

11、可以算完成了任务，学生可以根据自己的情况进行第一次的迭代。如在3D儿童床的设计中，大局部学生能在第一节课制作好床的根本形态，一个拥有床基、床腿的床，局部学生在此根底上制作了靠背、花纹等，进行了一次到两次的迭代。第二次课为第一次课根底上的循环迭代，每一次迭代都是一次成品，而且是基于学生自己设计的迭代，所以完成度也较高。二创造力作品比例高由于这次活动在学生活动上更多地表达了学生为中心的思想，学生作品的创造力有了明显的提高。平时经常会出现的“请问老师×××怎么做变成了“我已经完成了×××，迷宫设想中黑板上学生自主提出的六个设想，五个都被很好地完成了，不同的学生还用了不同的方法。3D设计的儿童床，由于客户的要求不同，呈现了“锻炼床“叫醒床等多种让人耳目一新的床，在细节上也比以往社团课呈现的作品更加多样化。五、结语基于工程的迭代式教学目前还是一个不成熟的教学方式，在教学改革的浪潮中，教师的探索和研究、学生的自主和创新都是需要继续关注的内容。提升教师的专业素养，把课堂上更多的思考和实践交给学