大单元视野下的高中信息技术教学的构建与实践研究

摘要：大单元教学设计从单元整体出发，关注单元内的整合、跨单元的整合乃至学科间的整合，推动深度学习的发生，促进核心素养的目标落地。在此背景下，本文以“智能网阅系统的开发与应用”为例，着重从大单元教学设计理念、构建、实施角度探讨了大单元教学设计过程，在反思中总结大单元教学的应用经验。

关键词：大单元；核心素养；高中信息技术；项目学习

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2023）23-0032-05

教育部颁布的《普通高中课程方案（2017年版2020年修订）》明确指出“以大概念为核心，使课程内容结构化，促进核心素养的落实”。《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》（以下简称“新课标”）也明确指出应对知识内容进行重组式、结构化的设计。这就要求教师改变传统的教学设计模式，即从单一的知识点、课时转变为大单元设计，只有这样才能真正实现教学设计与素养目标的有效对接。

基于大单元教学的设计理念

1.以学生为中心，体现学生学习的主体地位

在传统的课堂教学中，教师侧重知识与技能的传递，课堂以讲授法为主，忽视了学生的主体地位。而大单元教学基于项目开展教学，学生参与项目的设计、实施和成果推广，可以增强学生的主体意识和参与感。

2.以素养为导向，培养学生的创新创造能力

学科核心素养是在学科学习后形成的、具有学科特点的必备品格、关键能力和正确的价值观，是学科育人价值的集中体现。指向学科核心素养的信息技术大单元教学结合新课标、教材及学情重组教学内容，创设基于真实情境的学习活动，以项目学习的形式激发学生的学习兴趣，以实现学生对学科概念有意识地、深思熟虑地迁移，发展学科思维，完成从“学习知识”到培养“核心素养”的转变。

3.以单元为单位，促进学生深度学习的发生

大单元教学设计以整体性、系统性、连续性、递进性为原则将学习内容重新整合成一个整体，从整体上把握教学重点和难点，注重知识的内在联系和逻辑关系，形成完整的知识体系，保证了学习内容的科学性和有效性，使学习内容有一定的层次和难度递进，满足了学生个性化的学习需求，促进学生深度学习的发生。

4.大单元教学的设计路径

笔者从高中信息技术新教材教学实际需求出发，基于教学实践提出必修1大单元教学设计的整体架构，旨在更有效地培养学生的信息技术学科核心素养，彰显课程育人价值。大单元教学设计路径如上页图1所示。

大单元教学的构建

针对当前高中信息技术课堂教学存在的形式化、碎片化、浅表化等问题，笔者深入研究大单元教学设计、深度学习、项目学习的理论，并结合浙教版高二信息技术必修1开展大单元教学实践。

1.大单元的整体建构

高中信息技术必修1《数据与计算》各章节涉及的知识紧扣学科大概念“数据”“计算”，以网状的形式结构化分布。教材内容与学科核心素养之间的逻辑关系如图2所示。

第三章篇首的“问题与挑战”提出与我们生活密切相关的应用——答题卡识别技术。在第三章“3.3 简单算法及其程序实现”中以“答题卡填涂识别”为例介绍了解析、枚举算法及其程序实现和算法程序实现的综合应用。因此，笔者以答题卡填涂识别项目为出发点，以“智能网阅系统的开发与应用”为大单元学习主题展开教学设计，这一主题情境源于教材且凝练了学科核心素养，可以有机地融入信息社会责任意识的培养，满足学生多元化、个性化发展的学习需求。

2.单元具体设计

本项目是以“智能网阅系统的开发与应用”为主题统领，以“智能网阅系统的基础数据及信息处理”“智能网阅系统的开发”“智能网阅系统的应用”为子项目的相互关联、逻辑清晰的完整教学单元。智能网阅系统开发与应用的过程蕴含了信息技术学科的四大概念，即数据、算法、信息系统与信息社会，其学习项目与大概念及教材的知识内容紧密联系，引导学生对各子项目核心概念、基本概念进行学习和提炼，逐步构建起学科大概念。学习项目与知识点之间的逻辑关系如上页图3所示。

智能网阅系统的开发与应用需要信息技术学科必修1的知识作为支撑，而整个项目的完整实现还需要信息技术学科必修2、选择性必修1的知识扩充，此项目能引领学生进行信息技术学科的深度学习。

3.单元目标设计

笔者在制订单元学习目标时，以对应的新课标及学业质量水平要求为依据，确保在各课时教学中落实单元大概念，实现学科核心素养的培育。各单元的教学目标确立如表1所示。

4.任务群设计

笔者根据单元教学目标及学生的现有认知水平预设学生要学习的内容和可能产生的疑问，并以单元知识问题链为根，以各课时问题链为系，把教材中的知识构建成有层次、有逻辑系统的教学“问题链”。在“智能网阅系统的开发”子项目教学中，教师为学生提供由简单到复杂、由具体到抽象、由微观到宏观的多课时学习任务群（如第33图4），学生通过项目活动反复经历计算机解决问题的一般过程，体验了“自顶向下，逐步求精”、不断迭代形成算法的过程，构建了“算法与程序设计”的学科知识体系，加深了对算法思想和应用的理解。

大单元教学的实施

单元教学是连接学科知识与核心素养的重要桥梁，它以学科核心素养为导向，以真实情境问题活化教学内容，并将其转化为引领性的学习主题，将以“单元名称与课时、学习目标、评价任务、学习过程、作业与检测以及学后反思”为基本要素的学历案作为学习支架，组织引导学生参与到活动中，通过挑战性学习任务的分析和解决，让学习迈入高阶思维发展。单元教学实施过程如图5所示。

1.情境驱动：以真情境为主题，项目整合教学内容

“智能网阅系统的开发与应用”项目以真实情境组织教学活动，实现教学内容与真实世界的连接。学生在“答题填涂识别”项目活动实施过程中不断迭代改进，在教学内容基础上优化的内容包括准考证号多涂及漏涂问题、单选题及多选题的客观题填涂识别等。在项目活动中预设学生可能采用以下两种方式引入“计数器”解决多涂、漏涂的问题（如表2）。

优化方案一：采用字符串数据结构存储准考证号，在识别一列准考证过程中使用计数器count累计填涂个数。若count值为0，则表示漏涂；若count值为1，则记下数字；若count值大于1，则表示多涂。

优化方案二：采用列表数据结构存储准考证号，在识别一列准考证号的过程中，若当前列准考证号为初始值-1，则更新数字，若当前列准考证号为非初始值，则表示多涂。遍历结束后对列表进行判断，若列表中存在值-1，则表示存在漏涂。

学生在经历“尝试——验证——修正”的算法迭代更新的过程中，把高阶思维的学习和实际应用联系起来，在不同算法的对比中领悟数据、算法及数据结构之间的关系，为后续的项目完善及专业素养的拓展学习打下基础。

2.学案引领：以学历案为载体，促进深度学习的发生

指向核心素养的大单元课时学习必须是深度的学习，即高认知、高投入、情境介入的主动学习。笔者对学历案模板进行了重新设计，不断地探索如何以学历案为学习支架让学生明白“去哪里”“怎么去”“怎么知道已经到哪里”，并对课时的学习过程设计进行了持续优化。

例如，在“准考证号识别”项目的抽象建模环节中，学生可以利用学案中的示意图及问题引导分析第一列第4个信息点的起始位置，并推理出同列第i个信息点的起始位置及i的取值范围；同理，学生可以由第一行第4个信息点起始位置推理出同行第j个信息点的起始位置及j的取值范围，并在此基础上明确第i行第j列的信息点的起始位置坐标（如图6）。学生在学案中的驱动性问题的引领下完成问题的抽象建模，经历从具体到抽象、特殊到一般的学科逻辑推理过程，在解决问题的过程中整合知识，促进思维发展。

在调试运行程序环节中，还要注重引导学生记录过程性材料，让其将程序编写过程中遇到的问题、报错的内容以及解决的方案及时记录下来，养成在系统方案完善、算法优化时的系统思维和反思能力。

3.评价迭代：以勤评价为抓手，促进学生多元发展

评价标准的制订采用逆向设计的方式，教师先考量新课标的要求及学习目标的达成度，再确定合适的单元教学评价标准，围绕评价标准设计学习项目和活动。

单元教学的评价活动贯穿学生学习的全过程，评价主要包括过程性评价和终结性评价。过程性评价可以帮助师生了解学习的现状，并为学生后续的高效学习、调整和改进项目实施提供参考依据。终结性评价对单元学习的全过程、成果等展开多维度综合评估，反映了单元教学目标中学科核心素养的达成情况。单元教学的过程性评价主要采用自评方式。

总之，核心素养背景下的大单元教学是核心素养落地的有效途径，它要求教师以“概念图”“问题链”“任务群”为抓手，站在大概念的高度重构教学单元，让学生在大单元学习中根据教师对单元原始的整体建构，模仿形成同样的建构，甚至建构出自己的模型，实现知识的迁移和应用，提高用算法解决问题的能力，从而不断提升核心素养。

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