指向核心素养培养的初中信息科技课程大单元教学设计

摘要：本文提出，中小学信息科技教师应摒弃过去只见知识不见学生的做法，充分领会《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》的要求，以学科核心素养培养为目标，围绕课程内容规划，精心设计教学活动。在学科教学过程中，运用大单元整合教学可以将零散知识点有机结合起来，运用大任务或者大问题进行统领，引领学生在真实情境中进行探究和实验，解决现实生活中的真问题，真正实现深度学习。

关键词：核心素养；大观念；大单元；信息科技

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2024）21-0053-04

《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”）的颁布标志着中小学信息科技课程正式成为一门独立的国家课程。新课标首次明确了小学和初中信息科技课程要培养的学科核心素养。[1]九年一贯的整体内容规划设计结束了过去只重视工具学习和操作技能培养的现象，体现了科学原理与工程技能并重的特点。因此，中小学信息科技教师应充分领会新课标的要求，以学科核心素养培养为目标，在教学过程中，以大任务或者大问题统领，引领学生在真实情境中进行探究和实验，解决现实生活中的真问题，真正实现深度学习。

以学科核心素养为导向，确定大单元教学目标

学科核心素养是学科育人价值的关键，是学生在学习本学科知识和技能后，逐步形成的关键能力、必备品格与价值观念。[2]大单元教学需要围绕学科核心素养的培养要求展开，首先要明确本单元的教学目标，而教学目标的制订应结合课程内容的设置、教材的编排以及教师的学科经验。例如，学生通过知识和技能的学习，认识到当前学习内容中信息是如何表征和呈现的（信息意识），知道如何在生活和学习中运用当前所学知识来解决问题、提高效率（数字化学习与创新），理解当前所学内容背后的科学原理是什么、包括哪些模式和方法（计算思维），知道如何合理合法地运用当前内容（信息社会责任）。

以“网络与信息交流”单元为例，笔者基于学科核心素养的培养要求梳理了单元中每个课时的培养目标，如下页表所示。接着，进一步将其整合得到本单元的总体培养目标：使用计算机网络进行信息交流（数字化学习与创新）；了解网络的概念、组成和工作原理（信息意识和计算思维）；了解计算机网络安全的相关知识，合理合法运用计算机网络（信息意识和信息社会责任）。

以学科大观念为线索，整合大单元教学内容

大观念是指处于更高层次、居于中心地位和藏于更深层次，兼具认识论、方法论和价值论三重意义因而更能广泛迁移的活性观念，其根本特性是意义性。[3]而学科大观念则是其在特定学科领域下的具体体现，它由大量的学科概念和事实抽象整合而来，反映学科中基础和本质的问题，将离散的学科知识串联成一个系统网络，具备广泛迁移的能力，它处于学科的中心，表征学科本质，指向学科知识结构的形成。[4]

在教学过程中，大观念既是学生学习的对象，同时又是学习活动的向导和支架。大观念为学生呈现具有学科特征和现实意义的问题情境，为学生提供学习必要的素材，帮助他们搭建路径和框架。学生通过层层递进的探究和体验来构建自己的内部认知结构，从而促进学科核心素养的形成。

在信息科技课程实施中，要运用大观念来组织教学内容，形成具有一定逻辑关联的单元知识体系，并基于此确定单元活动主题。一个大单元教学内容可以围绕一组相关的问题进行设计，并应当能够回答以下问题：一项技术的应用场景是什么？使用的过程是什么？背后的原理是什么？如何正确使用该项技术？在《追求理解的教学设计》一书中，逆向教学设计的倡导者格兰特和威金斯认为，在大观念的学习中，需要将大观念转换为引导学生思考的关键问题，也就是说，关键问题的答案便对应相关的学科大观念。[5]以“网络与信息交流”单元为例，如左图所示。

以真实情境为背景，组织大单元教学活动

在设计教学活动时，应创设真实情境，设计大任务或大问题，将学科大观念和关键问题有机地融入情境之中，充分激发学生的探究意愿，引导他们在相对真实的场景下像学科专家一样思考与实践。例如，在“网络与信息交流”单元的教学设计中，创设的情境是“利用网络分享你喜爱的事物”。整个单元分为4个课时，每个课时由一个相对独立的小任务组成，并设置一系列关键问题，对应学科大观念。

课时1：

主要任务：通过修改的方式完成自己想要分享的网页内容。基本流程如下。

师：如果想要向自己的好朋友分享自己喜欢的内容（食物、明星、运动……），可以怎么做？

生：可以通过微信、QQ等发送。

师：微信的朋友圈是一个分享的好平台，而朋友圈的本质其实是“打开一个网页让朋友看”。因此，分享的前提是有一个网页。

教师展示一个做好的网页，首先与真实的朋友圈内容进行比对，然后用编辑器打开网页，介绍其中的标签，包括<titile><p><img>等，示范如何修改；学生通过网络搜索资源，替换教师提供网页中的对应内容，生成一个自己喜欢的网页。

通过这一课时的探究，学生对网页分享信息的前提——网页编辑有所了解，对网页的格式、信息的呈现进行了实际操作。

课时2：

主要任务：在机房中通过局域网分享第一课制作的网页，主要涉及运行教师事先准备好的简易Web服务器，对网页进行加载；通过ipconfig命令查看主机IP地址；通过ping命令检测想要访问的同学的主机是否联通；通过浏览器输入IP地址浏览同学制作的网页。基本流程如下。

师：如果想要分享自己制作的内容，需要让别人能够找到你。在网络上，找到一台计算机，可以通过IP地址来实现。（示范如何通过ipconfig命令查看自己的IP地址）

学生利用ipconfig命令查看自己计算机的IP地址。

师：有了IP地址，我们就可以找到对方的计算机了，但是还要保证自己的计算机与对方计算机是联通的。（示范利用ping命令来查看是否能够联通）

学生利用ping命令来检查自己的计算机与希望分享的同学的电脑是否联通。

教师演示如何开始分享：运用一个简单的Python版本的Web服务器命令来实现。学生按照教师的示范输入并运行Python命令。

教师演示如何通过浏览器地址栏输入IP地址，查看分享的网页。学生之间互相分享、查看网页。教师进行总结。

通过这一课时的探究，学生对网页内容在网络上的存储、传输、访问有所了解，对IP地址和网络状态的查询等进行了实际操作。

课时3：

主要任务：在自己的机器上修改hosts文件，通过一个虚拟的域名访问局域网中事先运行的Web页面，体会IP地址和域名的对应关系；运用ping命令查看大型网站的IP地址，并尝试访问；探讨DNS服务器；了解网络传输设备。基本流程如下。

师：在前面的实验中，运用IP地址分享了自己制作或修改的网页，日常访问网站也是通过IP地址吗？

生：不是通过IP地址，是通过网址（思考为什么不是）。

师总结：如果用IP地址访问网站，无法记忆，另外IP地址可能是动态变化的。

学生利用ping命令查看一个大型网站的IP地址，尝试用该IP地址进行访问。（证明IP地址与网址有关联）

学生通过浏览器访问一个大型网站的域名，此时学生机上的hosts文件已被教师修改并指向一台教室内的主机，其上运行有包含学生制作网页的Web服务器。学生此时访问到制作的页面（而非预想的大型网站）。教师讲解如何修改hosts文件。学生继续修改实验。

师：IP地址与域名要通过一个字典进行对应。在自己的机器上，可以通过hosts文件来实现，但是当需要一个大家公用的“字典”时，就必须依靠DNS服务器，查询域名需要通过DNS服务器进行。

学生设置DNS服务器等。教师讲解网络的分类（局域网、城域网、广域网）、网络的设备。

通过这一课时的探究，学生对“内网”和“外网”有所了解，通过实验理解IP地址和域名的关系，掌握DNS服务器的工作原理，理解不同网络的分类方法，观察并了解各种网络设备。

课时4：

主要任务：实际运行一个Web木马（在机房虚拟机系统上运行不会造成实际损害），安装杀毒软件查杀木马；了解木马和病毒的相关概念；了解安全上网的注意事项。主要流程如下。

教师运用前面课时使用的域名、IP等进行包装，使其指向木马程序。学生运行教师事先准备好的经过伪装的木马程序（在虚拟环境中运行避免造成机器损坏），观察现象。

教师讲解网络使用中的木马和病毒相关概念。学生安装杀毒软件，分别尝试在木马启动前和启动后运行杀毒软件，观察现象，总结区别与联系。

师生共同讨论上网过程中要如何确保信息安全。

通过这一课时的探究，学生对网络中的病毒和木马有所了解，感受到应用网络过程中存在的安全隐患，树立正确使用网络的意识和责任感。

以过程表现为依据，实施大单元教学评价

在围绕学科核心素养确定教学目标、提炼学科大观念、设计大单元活动后，要进一步明确学生通过学习活动能够获得的具体学科知识和技能，具体包括以下几种类型：①学生在具体情境下能够做到什么，即在面对一个真实问题时，学生将有哪些具体表现，包括使用什么工具做出什么反应等；②补充评价工具，如问答类型的题目；③学生之间的互相评价工具。

在“利用网络分享你喜爱的事物”主题中，学生的表现性任务包括：能够通过搜索图片和文字，替换事先准备的网页；能够通过cmd命令行，准确输入ipconfig命令；能说出自己电脑的IP地址；能够利用ping命令，查看与某台计算机或服务器的联通情况；能够利用“网络和Internet设置”来配置各类服务器地址；能够安装并运行一个杀毒软件；等等。

补充评价工具包括：能够说出网络的类型（局域网、城域网、广域网）；能够识别常见网络设备（网卡、交换机、路由器、双绞线、光纤）；能够根据后缀识别不同类型的域名（com、edu、gov）；能够正确说明在一个具体的情境下应该如何安全上网；等等。

学生之间的互相评价工具：事先准备网页评价打分表，让学生进行相互评价。

结束语

围绕学科核心素养的培养要求，基于学科大观念进行大单元教学活动规划，基于真实情境进行教学活动设计，根据过程表现进行评价，是真正从学生的需求和素养要求出发的教学设计方法。在设计过程中要充分创设情境，让学生直面真问题，并进行实实在在的探究和实验，这样才能激发学生兴趣，实现深度学习。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.义务教育信息科技课程标准（2022年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2022.

[2]崔允漷.聚焦落实立德树人，凝练学科核心素养[EB/OL].（2018-01-16）[2024-09-07].http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/xw_fbh/moe_2069/xwfbh_2018n/xwfb_20180116/zjwz/201801/t20180117_324901.html.

[3]李松林.以大观念为核心的整合性教学[J].课程·教材·教法，2020，40（10）：56-61.

[4]李刚，吕立杰.落实学科核心素养：围绕学科大观念的课程转化设计[J].教育发展研究，2020，40（Z2）：86-93.

[5][美]格兰特·威金斯，杰伊·麦克泰格.追求理解的教学设计（第二版）[M].上海：华东师范大学出版社，2017.

本文系云南师范大学2023年研究生科研创新基金重点项目“数字游戏培养初中生计算思维的教学设计研究”（YJSJJ23-A10）;昆明市盘龙区名师工作室教育科学专项课题“基于游戏编程培养初中生计算思维的实践研究”（盘教体[2022]55号）;东北师范大学盘龙实验学校教育科学课题“学科实践下初中信息科技课程大单元教学设计与实施研究”（20241401）的阶段研究成果。