核心素养导向的高中信息技术大单元教学设计与实践研究

【摘 要】基于深度学习理念的大单元教学是符合高中信息技术新课标要求的教学模式，是培养高中生信息技术核心素养的重要路径。本文以高中信息技术教材中“算法与程序实现”大单元教学为例，探讨了核心素养导向的大单元教学模式，以期让课堂提质增效，促进学生核心素养的培养。

【关键词】大单元教学；核心素养；高中信息技术教学；教学设计；学习任务

【中图分类号】G434 【文献标志码】B

【论文编号】1671-7384（2024）09-029-03

学科核心素养呼唤大单元教学

《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称“课标”）顺应时代要求，提出信息技术学科要以发展学习者的学科核心素养为教学目标，对信息技术学科的核心素养内涵进行了详细的阐述。“课标”中明确指出，高中信息技术学科的核心素养主要包括计算思维的培养、信息意识的形成、数字化学习与创新以及信息社会责任四大方面[1]。

在高中课堂教学中，教师要将信息技术学科核心素养的四个核心内容进行有机融合，才能实现信息技术学科教学的价值追求[2]。大单元教学设计正是学科核心素养所要求的培养目标切实落地的重要路径，它从过去设计某一个知识点，转变为设计一个具有整体性、系统性的大单元知识结构。大单元教学是基于单元教学的核心内容和关键知识点，通过系统化的设计，确定教学目标和主题，并通过多种教学策略的综合应用，达到最佳的教学效果。

大单元教学设计模型

钟启泉在《学会“单元设计”》一文中指出，单元设计是教师基于学科素养，为了创造优质教学，有机地、模块式地组织教学内容，并围绕一定目标与主题展开探究活动叙事的教学[3]。

本文教学设计以“ADDIE”模型为基础，构建基于学科核心素养的高中信息技术大单元教学设计。该模型基于建构主义理论开发，包含五项基本要素：分析（Analysis）、设计（Design）、开发（Development）、实施（Implement）、评价（Evaluation），即在教学中规划了什么、学习什么、怎么学习以及如何评价学习效果的教学过程。其中，分析是整个流程的第一个环节，包括课标分析和教学分析；设计具体是指对给定的教学单元进行课程层面的设计，制定教学目标并对教学活动和策略进行具体规划；开发是对设计进行细化的过程，最终形成成熟的大单元教学设计；实施是将已经完成的大单元教学设计付诸实践；评价是通过评价了解学生的学习情况和学习效果。

高中信息技术大单元教学案例

本文以人民教育出版社和地图出版社联合出版《信息技术》（必修1）“数据与计算”一章中的“算法与程序实现”大单元教学为实例，探讨大单元教学模式。

1.根据课标确定教学单元内容

《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》必修模块一包含四个部分内容，分别是数据与信息、算法与程序实现、数据处理与应用、走进智能时代。其中算法与程序实现部分包含计算机解决问题的过程、算法的概念及描述、程序设计基本知识、常见算法的程序实现四部分。为了能让学生更好地掌握程序设计的基本知识，将计算机解决问题的过程、算法的概念及描述、程序设计基本知识三部分组合成为教学大单元。

2.教材和学情分析

（1）教材分析

本单元的主要知识是算法的概念及描述和程序设计基本知识。教材按照先整体认知再具体理解的学习过程，围绕用计算机解决问题的过程展开学习。计算机解决问题的过程包含分析问题、设计方案、编写程序、调试程序。其中，分析问题即对要解决的问题进行定义和描述，明确问题的范围、约束条件、目标等；设计方案即根据问题的描述，设计出能够解决问题的方法，包含认识算法和描述算法；编写程序即根据算法设计与Python编程语言编写程序代码，实现设计方案中的各个步骤，程序设计基本知识包括数据类型及其常量、变量及表达式、程序语句、程序结构；调试程序即对编写的程序进行测试和调试，检验程序是否正常运行，能否达到预期结果。

只有紧扣课程标准，仔细研读教材，才能真正抓住学科核心。教材分析要从整体的角度深入研究，把握教材编写的特点和意图，有利于教师从更高的视角理解教材，全盘统筹教学工作和教材的合理使用。

（2）学情分析

学生是教学工作的核心。教师要根据学生现阶段身心特征、知识水平、学业表现以及相关的学习经验对学情进行系统性分析。本文通过访谈和问卷调研发现，高一学生计算思维水平不高，分析问题、抽象建模、算法设计的经验少。大部分学生未接触过代码编程，对Python代码编程具有较强的畏难情绪。但是他们接受能力强、思想敏锐，具有较强的逻辑思维能力。

鉴于这些情况，在大单元教学过程中，教师选择的教学项目贴近学生学习生活，能引发学生学习积极性，设置的任务难度适宜，学生以小组的形式共同学习。同时，高一的学生渴望关注，在学习过程中教师要多肯定、多鼓励，让学生体验到学习的成就感，增加学习的信心。

3.确定引领性的单元学习主题

本单元以“电子钱包的程序实现”项目为开展方案设计、新知学习和实践探索。该项目既有效整合相关教学内容，又渗透了信息技术学科核心素养。

该单元主题贴近学生生活，学生比较熟悉，有利于激发学生的学习积极性。指向真实问题解决的项目任务，让学生不仅乐于参与编程解决问题的过程，也乐于参与到算法设计之中，使学生能更加深刻地理解所学程序设计知识与现实生活的联系。学生通过自主学习和协作学习，创造性地解决问题或创作有个性的数字化作品，从中感受计算机编程的魅力。

4.基于学科核心素养的单元教学目标

一个清晰、可行的教学目标能帮助学生达到预期的学习效果。在确定好教学主题后，应该根据实际需要明确教学目标，为教学环节提供明确的指导。

电子钱包的程序实现教学目标是帮助学生掌握Python编程基础知识，掌握运用计算机解决问题的能力，并将计算思维的形式化、模型化和自动化特征渗透到具体学习内容中。学生通过编程模拟日常生活中移动支付场景，体验用计算机解决问题的基本过程，并能够运用计算思维进行知识迁移以解决更多问题或者进一步进行创新。

5.教学活动的设计与实施

依据单元教学目标并对教学活动和策略进行具体规划，有序安排单元内的教学活动，具体设计与实施如下：第1课时，以“接福小游戏”体验活动总结计算机编程实现的过程，让学生了解算法的概念与特征并能规范地使用流程图描述算法，为后续程序设计部分的学习做好准备；第2～4课时，依托电子钱包“显示账户信息”“账户登录”“充值”“提现”以及多次“充值”或“提现”等功能的实现，组织学生学习Python程序设计的基本语法、语句，探究顺序结构、选择结构和循环结构；第5～6课时，通过提供迁移提高项目功能的编程实现，如“自动售货机”“出题小程序”“猜数小游戏”，教师可以对学生的单元学习效果进行检验及评价。

学生经过问题分析、抽象建模、算法设计、编程调试，编程实现“电子钱包”的基本功能，培养利用程序设计解决实际问题的基本能力；通过迁移提高项目的实现，学生可以综合利用所学的程序设计基本知识进行编程实现一个新的小程序，成功地进行Python编程的知识迁移。

6.制定大单元学习效果的评价方案

单元学习效果评价针对单元目标，指向核心素养的达成。学习效果评价既注重学生的学习过程，同时也关注学生的项目作品质量。

（1）单元项目过程性评价

单元项目过程评价采用小组评价和教师评价相结合的方式。学生3～4人组成一个小组，组长组织组员分工完成任务。教师在电脑上为每个小组建立档案袋，在教学过程中及时将组员及小组作品等保存在档案袋中，通过网络将小组的电子档案袋实现共享，为小组评价提供依据。小组评价可以提高学习积极性，使学生在互评中相互学习、共同提高，同时培养学生客观公正的评价态度。

教师评价主要是对学生在学习过程中的学习表现及课堂作业情况进行评价，将每个学生的课堂学习情况记录在《学习过程记录表》中。通过评价，教师可以了解学生对所学知识的理解和应用等情况，为进一步促进教学提供依据。

（2）单元项目成果性评价

项目成果的评价主要有项目完成情况、功能实现情况、技术应用、作品提交情况，教师进行打分并给出该项目总体的文字评价。教师评价要多采用鼓励性评语评定，这种评定能够充分挖掘学生的优点，给予学生充分的肯定；同时能够针对学生的不足，鼓励性地为学生指明努力方向及期望目标，这对学生个性品质和自我意识的发展会有重要作用。

大单元教学的总结与思考

1.以项目渗透学科核心素养，整合课堂教学

该单元以“电子钱包的程序实现”项目为导向开展方案设计、新知学习、实践探索。基于项目的学习能增强学生对信息问题的敏感性、对知识学习的掌控力、对问题求解的思考力。该项目既合理渗透了信息技术学科核心素养，又有效整合了相关教学内容。

完成一个完整的项目，学生容易体验到学习的成就感。

2.布置具体的学习任务，呈现可见的学习成果，让学习真实发生

学习任务根据单元内容安排除了有学习步骤，还要有相应的学习标准，也就是学生完成学习活动后可以达到的标准。学习任务单是学习任务落实的有效抓手，也是学生自主学习和评价的重要工具。

可见的学习成果是学生学习完单元知识后收获到的成果。有人说，在传统的教学方式里，一节课下来学生很难判断出自己到底通过学习获得了什么。在本单元教学中，学生要完成若干个教学任务，教师辅以过程性评价和总结性评价，学生可以清晰地知道获得了哪些成果。学生还会很容易判断出哪些地方学得扎实，哪些地方还有待改进，通过每节课的子学习任务的完成达到整个单元任务的完成。

3.通过算法流程图培养计算思维

计算思维作为一项解决问题的重要技能，被认为是与阅读、写作、计算一样的当代人自我发展必备的基本素养之一，也是人工智能时代的要求。有些学生在编程解决问题时经常关注的是如何用代码编程，忽略了分解问题、抽样建模、算法设计过程，而通过绘制算法流程图可以促使学生聚焦问题解决过程。

在本单元教学过程中我们采用了一款开源的流程图绘制工具Draw.io进行辅助教学，这样可以记录并显性化呈现学生从识别问题到形成方案的思维全过程，从而更好地帮助教师和学生理解学习中的过程性信息，进而有针对性地加以评价和调整。

4.学习项目的开放性与多样性需要进一步探索

个别学生对于“电子钱包的程序实现”项目兴趣不足，会出现项目后期学习参与度降低的情况。教师若能提供更多的项目供学生选择，能更好地满足学生的个性化需求，有利于学生有持续的学习动力。但同时进行几个项目，教师在教学内容、教学进度的把控，在课题指导方面，无法充分满足每个项目组的需求。如何解决项目的开放性与项目解决的多样性和教学课时的矛盾，是需要进一步探究的问题。

注：本文系北京市海淀区教育科学“十四五”规划2021年度立项课题“基于大单元教学的高中信息技术学科教学实践研究”（课题编号：HDGH20211169）阶段性成果

参考文献

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2020年修订）[S]. 人民教育出版社，2020.

冯士海. 核心素养视域下信息技术大单元教学设计研究[J]. 中国信息技术教育，2022（11）： 60-61.

钟启泉. 学会“单元设计”[J]. 新教育，2017（14）： 1.