基于“教-学-评”一体的高中信息技术大单元5E教学设计

摘要：大单元教学解决了高中信息技术在以往以课时为单位的教学设计中教学目标模糊实现和评价缺位的问题，大单元5E教学模式则通过具体的教学环节和方法，优化育人评价体系，促进教学目标的有效达成，落实“教-学-评”一体化。因此，在高中信息技术教学中，构建基于“教-学-评”一体的大单元5E教学模型有利于教学目标的实现，落实学科核心素养。本文以“洞察数据背后的价值”大单元学习中的“聚类分析”一课为例，阐述“一体三环五E”模型的设计与实践思路。

关键词：“教-学-评”一体；高中信息技术；大单元

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2025）06-0027-05

非单元教学模式在选取教材内容时，往往缺乏对教材内容完整性和学科知识系统性的整体把握，导致课前、课中、课后以及不同课时之间的内容连贯性不足。为此，《普通高中课程方案（2017年版2020年修订）》提出了以学科大概念为核心、以主题为引领的大单元教学，也明确提出：“准确把握课程标准和教材，围绕核心素养开展教学与评价。”[1]《义务教育课程方案（2022年版）》则进一步要求：“促进‘教-学-评’有机衔接。”[2]当前，高中信息技术教学面临着挑战，学生基础差异大，传统教学缺乏实践操作和探究性学习，且评价方式单一。因此，在大单元教学中落实学科核心素养的培育，践行“教-学-评”一体化，探索有效的教学模式成为当务之急。

“5E”教学模式是一种基于建构主义教学理论的模式，强调学生的主动参与和探究学习，且具备完善的评价环节。所以，在高中信息技术教学中，将“5E”教学模式渗透在“教-学-评”一体的大单元学习活动中，以核心素养为纲，以单元主题为引领，以真实情境中的核心问题来组织问题链学习，让学生经历参与（Engage）、探究（Explore）、解释（Explain）、迁移（Elaborate）、评价（Evaluate）等学习环节，以逆向教学设计“评价先行”的创新模式，能够更好地体现“教-学-评”一致性，有利于落实核心素养的培育。

基于“教-学-评”一体的大单元5E教学模式在高中信息技术教学中的价值

在新课标理念下，“教-学-评”一体化是基于学习目标的一致性，教、学、评都是围绕学习目标的教-学-评，本质是在学习、教学、评价中落实基于核心素养形成的学习目标。当前，高中信息技术教学中存在教、学、评不一致的现象，这主要表现为教学目标设定不清晰、教学环节之间缺乏有效衔接，以及教学评价意识的缺失。因此，大单元教学和5E教学模式可以发挥重要作用。

大单元教学不同于以往以课时为单位的教学，它以一个主题为核心，根据单元目标，组织、联结学习内容，形成贯通学习情境、学习任务、学习活动和学习评价的整体联系的课程学习单位。[3]5E教学模式则是基于建构主义的研究性教学方法，以学生为中心，设计“参与、探究、解释、迁移、评价”的学习目标和学习环节。基于“教-学-评”一体的5E教学模式通过提供支架路径，设置了旨在帮助学生进行概念建立、知识获得、意义建构、迁移运用等的不同层次的问题串，确保教学目标的有效实现；它以“学会”为逻辑起点设计学习进阶路径，从认识到理解再到巩固和拓展，由易到难，层层递进，符合学生认知水平和思维发展特点，从而促进核心素养培养目标的达成（如图1）。

以往以课时为单位的高中信息技术“教-学-评”一体化模式主要关注碎片化的知识目标、机械的学习活动与事实性知识测试之间的一致性，这往往导致目标的零散、评价与教学设计的割裂，同时也在一定程度上弱化了学生在学习过程中的参与和探究，进而忽视了学科的育人功能。相比之下，以大单元为单位的高中信息技术“教-学-评”一体化5E教学模式则通过聚焦学生整体性学习目标、提供完整的学习经历以及实施形成性评价，有效解决了上述问题。大单元教学为5E教学模式提供了完整的教学框架和内容支持，5E教学模式则通过具体的教学环节和方法，促进大单元教学目标的有效达成，实现了教学目标、学习活动和评价之间的高度一致性和整体性。

基于“教-学-评”一体的高中信息技术大单元5E教学模型构建

为适应学生的不同学情，激发学生的学习兴趣，培养学生的自主探究能力和合作学习能力，确保学习目标的有效实现，落实信息技术学科核心素养的培育，基于学科核心素养和课程标准，笔者在高中信息技术教学中，将“5E”教学模式渗透在“教-学-评”一体的大单元学习活动中，并构建了基于“教-学-评”一体的高中信息技术大单元“一体三环五E”教学模型，如图2所示。

一体指的是基于教-学-评一体的单元设计理念（从哪里来）；三环包括明确学习目标（到哪里去）、设计学习评价（如何确认学生到达目的地）、设计核心任务（带什么去）；五E包括五个学习环节，即参与环节（1E）、探究环节（2E）、解释环节（3E）、迁移环节（4E）、评价环节（5E）（以哪里为起点）。为了让评价与教学设计保持一致，采用逆向教学设计，在确定学习目标之后，并不是设计核心任务，而是针对目标先进行评价设计，让评价在教学设计初期就得到充分考虑，与教学目标和接下来的教学活动形成紧密的联系和互动。

依托“一体三环五E”模型的高中信息技术大单元教学设计实践

笔者以高中信息技术学科大概念“数据”为核心，对粤教版《必修一 数据与计算》中的第一章、第二章、第五章的部分教学内容进行整体性的思考、设计和组织，确定大单元主题“洞察数据背后的价值”和单元脉络（如图3）。其中第5课时为“聚类分析”，下面以它为例，阐述“一体三环五E”模型的设计与实践思路。

1.三环节的设计思路

环节一：明确学习目标

本节课“聚类分析”将组织学生开展自主、协作、探究学习活动，理解聚类分析的概念思想、基本方法和应用意义，促进学生全面认识数据在信息社会中的重要价值，以及数据分析在信息社会中越来越重要的作用，逐步成为信息社会的积极参与者。为此，笔者结合“参与—探究—解释—迁移—评价”的5E学习过程制订学习目标。

目标1：通过感知参与，知道聚类分析的概念，了解聚类的思想。（匹配1E参与学习活动）

目标2：通过“圈一圈”“算一算”“调一调”的自主学习探究活动，能够解释聚类算法K-Means的基本原理，能根据探究目标，将问题进行分解，并提炼出解决问题的方法。（匹配2E探究、3E解释学习活动）

目标3：通过选题探究，小组合作，理解聚类分析的应用意义，能从实际生活中迁移发现聚类分析的价值，认识到有效的聚类分析对于发掘数据应用价值的重要意义并分享交流。（匹配4E迁移、5E评价学习活动）

环节二：设计学习评价

为实现学习目标，教师在学习评价规划中，应采用逆向教学设计，即让“评价先于教学”，把评价任务嵌入学生的5E学习活动中，从目标出发，利用自评、互评、师评多元方式跟踪学生的学习过程，设计入门、达标、典范的评价等级和具体内容（如上页表1），及时反馈学生的学习状况，形成不断反复的对目标的回望和检测，以评促学，以评促教，落实“教-学-评”一体化。

环节三：设计核心任务

为达成教学目标，践行“教-学-评”一体化，笔者设计了“温故知新，评价先行”—“问题引入，情境参与”—“自主探究，分析解释”—“小组合作，深化迁移”—“分享交流，总结评价”等教学环节，形成学历案，让学生经历“参与—探究—解释—迁移—评价”的5E学习过程。学生从认识、理解到分析再到综合、评价，层层递进，符合认识水平和思维发展特点，从而促使核心素养培养目标的达成（如表2）。

2.5E教学实践过程

（1）温故知新，评价先行

教师通过图片，对比古今的发展，带领学生回顾学过的知识，包括大数据、数据的采集、数据的处理、数据的分类、数据的可视化，从大单元的驱动问题：“生活在信息社会，如何基于一个实际问题，采集到合适的数据，挖掘数据价值，并通过采集、分析和利用数据解决生活与学习中的问题，让生活和学习更美好？”引出本节课驱动问题：“对待未知分类标准的数据，如何把大量杂乱无章的数据变成有序的、有代表性的类别？”学生学习理解学习目标及评价任务描述，厘清要学什么、学到什么程度，同时知道在学习过程中及时进行自我评价的方法。

（2）问题引入，情境参与（1E）

活动1：感知聚类。

①提问：没有分类标准，将水果分成两类，可以怎么分？

②讲解点拨聚类的思想和聚类分析的概念，引出聚类分析的基本方法。

③创设真实情境：以校园生活场景为例，根据心理学“亲和效应”，人们因为彼此之间存在某种共同或近似之处，所以感到相互之间更容易接近，那么从三五成群的学生群体中，可以挖掘什么信息呢？以“人以群分”的思想来剖析聚类算法K-means的原理。

（3）自主探究，分析解释（2E-3E），从数据到知识

探究环节（2E）是5E的核心环节，在本环节中学生通过主动探索、发现和思考解决问题，锻炼和提升了自主学习能力和创新思维。解释环节（3E）则是促进知识内化。

活动2：圈一圈。

①布置任务：将散点图15个点圈成两类，依据是什么？

②引导学生由感官上的“挨得近”，到科学衡量的“距离”，通过距离来看聚类。

③引出并讲解欧式距离计算公式。

活动3：算一算和调一调。

①布置任务：假设以A1和A2为中心点，打开Excel表格半成品，准确计算其余每个点到中心点的距离。

②提问：对聚类结果有没有疑问？聚类结果是否最优？引出：中心点的调整。

③提问：中心点调整完之后干什么？引出：迭代计算调整。

④提问：调整的次数怎么定？引出：迭代结束的条件、K-means算法。

活动4：解释算法流程图。

①布置任务：完善并解释K-means算法流程图。

②提问：聚类在生活中有什么应用？引出：聚类分析的应用意义。

（4）小组合作，深化迁移（4E），从知识到洞察

本环节通过三个探究主题，采用小组合作的方式让学生在合作探究中认识到数据分析在信息社会中越来越重要的促进作用，透过复杂的数据，以发展的眼光看自己、看社会、看世界，促进学生的思维从多点结构进入关联结构，使学生逐步成为信息社会的积极参与者。

活动5：小组合作，选择一个探究主题，探究聚类分析的应用意义。选题包括：双一流高校学科发展布局聚类分析、行业资产总值与增长率聚类分析、世界森林覆盖率发展聚类分析。

（5）分享交流，总结评价（5E），从洞察到创新

评价环节（5E）是对整个教学过程的总结和评价。教师总结：通过这节课的活动，利用科学的工具，可以发现数据背后隐藏的许多洞察，如通过分析用户行为数据，可以了解用户偏好和需求，对用户聚类，为产品设计和营销策略提供指引。数据背后的洞察不仅能够帮助我们更好地理解现象，还能为各个领域带来创新和突破。

总之，通过上述实践能够证实“教-学-评”一体的大单元5E教学模型能够有效整合教学目标、学习活动和学习评价，实现高中信息技术教学的“教-学-评”一致性和整体性。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中课程方案（2017年版2020年修订）[S].北京：人民教育出版社，2020.

[2]中华人民共和国教育部.义务教育课程方案（2022年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2022.

[3]毛建华，林良夫.课程改革的理念与策略——课程专家崔允漷教授访谈录[J].教学月刊：小学版，2003（04）：6-9.

基金项目：广东省东莞市教育科研2024年度规划课题“基于教学评一体化的高中信息科技大单元教学设计与实施研究”（编号：2024GH671）；东莞市教育科研2022年度专项课题“高中人工智能教育项目学习过程评价设计与应用研究”（编号：2022GCZX21）。