信息技术学科大概念下大单元教学构建实践

2023-08-30 10:54劳立颖
中国信息技术教育 2023年16期
关键词:大单元教学

劳立颖

摘要:本文基于学科大概念,从大单元角度整合教学主线,并通过单元式的课堂教学组织,指引学生通过过程性评价,逐步形成并加深对教学内容的理解,提升核心素养的深度与广度,真正实现生活中问题的解决。

关键词:学科大概念;大单元教学;单元教学组织

中图分类号:G434  文献标识码:A  论文编号:1674-2117(2023)16-0055-03

新课程背景下信息技术学科教学现状分析

笔者从学科大概念角度出发调查信息技术学科教学的现状,发现教学中主要存在以下问题:①教材知识,体量较大。信息技术学科学习内容多,前后关联性不大,系统性不强。②传统教学,能力异化。学生个体能力差异,导致不同班级或同一班级产生多个层次差别。笔者根据以上问题,并结合《普通高中信息技术课程标准(2017年版)》(以下简称“新课标”),在对教材进行充分研读的基础上,提出新的教学思路:①学科大概念引领,产生整体思路。②整合学习内容,形成大单元教学。

信息技术学科大概念下大单元教学构建

1.概念界定

英国学者温·哈伦指出:学科大概念是有组织、有结构的科学知识和模型,这些大概念能够解释大范围内的一系列相关现象。大概念作为核心,可指向学科教学的核心内容,对学生学习的知识与内容具有统摄作用,有利于构建关联知识体系,实现学科知识的整体性建构。

本文中的大单元是指相关联的知识点,所以大单元教学可以是教材内容、课外内容、生活问题的大整合。

2.基于学科大概念的大单元体系构建

(1)教材内容的重组

信息技术学科大概念包含数据、算法、信息系统、信息社会,以此为统领挑选内容进行重组,依据学生的认知水平,搭配知识点的难度,将各模块中相关联的知识点层级按螺旋上升的形式整合。

(2)课外知识的整合

高中阶段的信息技术课程教学内容相对较难,知识面也比较广,若只教授课本知识,各知识点之间比较难联结,所以,可以引入相关的课外知识,用课外知识将各离散的知识点联结在一起,用课外知识丰富和补充大单元教学。

(3)生活实际的链接

信息技术核心素养力主培养学生解决实际问题的能力。如果能用生活问题进行大单元教学的思考,可以让学生学会解决生活中的实际问题,并对问题的解决进行迁移,从而提升学生的核心素养。

教学实践

笔者以“数据与数据结构”模块中的“树与二叉树”内容为例,开展了信息技术学科大概念下大单元教学的实践。

1.学科概念统摄,从宏观到微观,产生知识主线

(1)从学科大概念角度看

在“数据与数据结构”模块中,“数据结构”单元包括“数组”“链表”“字符串”“队列”“栈”“树”,而“树”这个课时单元又包括“树与二叉树”“二叉树的建立”“二叉树的遍历”。

(2)从单元学习内容看

数据结构中的各单元虽然章节各自独立,但每个单元的学习内容有很多内在的学科关系,所以可以将数据结构中的各单元整合成一个大单元,大单元教学设计构想如图1所示。学生在完成6个小单元的学习后,展开对“抽象数据类型”的学习,用生活的例子或项目实现数据类型的应用。

依据学科大概念,可以制订单元教学目标:①能通过生活、学习和工作中的具体实例,了解树的相关概念;②能从树的多种形态中了解二叉树的概念,并学会将二叉树的性质应用到具体问题中;③了解使用数据和链表建立并遍历二叉树,体会非线性数据结构在数据组织中的作用。

(3)从课时单元角度看

“树”这个单元通过“发现树”“研究树”“应用树”三个情境,层层深入,分别学习“树与二叉树”“二叉树的基本操作”“二叉树的编码应用”。本单元布局如图2所示。笔者以《树与二叉树》为例,总结了这一课时的学习目标与评价策略,如表1所示。

2.单元教学组织,从微观到宏观,实现概念进阶

(1)前置教学布置任务

首先进行“队列”“栈”“树”三种数据结构的前置课时,每种设计两至三节课,完成数据结构的逻辑结构、存储结构及运算的教学。以《树与二叉树》一课为例,本课是“树”这个课时大概念中的“树与二叉树”这一内容的展开。为了让学生产生树的概念,笔者首先利用图片进行引导,让学生通过观察与知识的迁移,理解树的概念,并通过小组自学、合作、讨论描述树的方式,认识树的相关概念名词,了解树的相关概念名词所表示的意义。其次,要求学生观察树的形态,分析出二叉树的特点。在活动二中,学生尝试拼搭二叉树,每个小组可以将不同方案呈现在PPT中。学生通过对不同方案进行分类,总结出二叉树的5种不同的基本形态,并通过对树的观察,发现二叉树与非二叉树的区别,归纳出二叉树的性质。最后,引导学生通过核算实验,体验遍历法查找与二叉树方法查找的差异,感受二叉树的优势,体会二叉树在现实生活中的应用。在这个过程中,培养学生对实际问题的分析能力,让学生在对问题不断发现、探索、研究的过程中,提升算法思维。

在每種数据结构教学内容完成后,教师都要布置相应的编程作业,具体如下页表2所示。

(2)学生方案设计分享

课后,学生两人一组,分别写好自己设计的方案,然后相互交换,并用不同颜色的笔迹呈现批改与讨论的结果。在经过交流讨论后,学生对算法有了更深的认识。

(3)实践课时组织实施

实践课时是对之前学习内容总结的一节课,本节实践课教师先回顾迷宫问题,然后分享由三位学生用不同数据结构编写的算法。学生通过对方案进行研讨,提出对应的算法以及算法所具有的特征,再根据算法完成程序编写。最后,对编写的程序进行交流,理解这三种结构的优缺点,并与生活关联,将算法应用到生活、学习中。

(4)生活例子编程展示

在实践课后笔者布置了小组作业:请任选一种数据结构,应用相应的算法,创设一个真实情境作为编程题的题干;一人出题,一人编写相应的程序。在所有学生完成出题与编程的作业后,还可以开展一节分享交流课,让学生探讨“题目中的问题”“解决方案的优劣”。通过分享他人的作业,学生可以拓宽思路,真正实现算法在生活中的应用。

反思

1.问题整理与提出

信息技术学科大概念下的大单元教学实践从宏观到微观,能将知识的主线表达得更加清晰。以“迷宫问题”为例,该问题可以由多种方法完成,但在问题提出时,不能将问题的解决方法描述得非常详细,如果问题的描述过于详细—其实已经指定了解决问题的方法,学生也就不会想到用多种方法去解决问题了。

2.教学组织与实施

本文中三个数据结构的教学及练习就可能需要各2~3节课,而《抽象数据类型》即《编程交流》这节课,由于难度比较大,一节课可能无法完成,若再加上作业分享交流课,前后将近10节课,那么,一个问题需要一个月才能完成(一周两课时)。这样,学生有可能会完不成前置任务,导致后续任务完成度降低。此外,学生长时间针对同一个问题,也会产生厌倦的情绪。所以,基于学科大概念的学习需要考虑教学组织与实施,恰当地分解与重构问题,进而实现教学目标。

参考文献:

[1]中华人民共和国教育部.普通高中信息技术课程标准(2017年版)[S].北京:人民教育出版社,2017.

[2]夏雪梅.项目化学习设计:学习素养视角下的国际与本土实践[M].北京:教育科学出版社,2021.

[3]温·哈伦.科学教育的原则和大概念[M].韦钰,译.北京:科学普及出版社,2016.

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