基于核心概念的單元整體教學設計策略
——以“算法與程序設計”為例

李寶華 浙江省湖州市南潯高級中學

算法與程序設計是高中信息技術教材的核心知識，針對此知識，浙教版教材安排了“算法與問題解決”和“算法的程序實現”兩個章節的內容，但前者內容比較抽象，后者涉及的概念較多，所以需要用一個大的項目涵蓋相關概念。因此，筆者認為可采用單元整體設計的思路進行教學規劃和設計。

● 依據課標，凝練單元主題

課程標準是教學目標和教學評價的依據，具有規約和指導課程與教學的作用，《普通高中信息技術課程標準（2017年版）》要求學生在某個具體生活情境中，理解利用算法進行問題求解的基本思想、方法和過程，掌握程序設計的一般方法，重點在于掌握編程解決問題的流程和用程序實現簡單算法的技能。所以，結合教材內容，筆者設計了兩個單元的主題（如表1）。

表1 單元主題

● 梳理教材，形成概念鏈

概念是指對一類具體事物本質特征的抽象概括，教材中涉及的核心概念有：①抽象和建模，分析影響問題的主要因素及它們之間的關系；②數據存儲和運算，用變量和列表、字典等數據結構存儲數據，用算術、關系和邏輯表達式明確每一步的計算；③控制轉換，根據數據或運算結果的特點進行不同的處理，表現為程序設計的選擇和循環控制結構；④自頂向下，逐步細化，將問題分解成若干個功能模塊，通過自定義函數等對功能模塊進行封裝；⑤解析算法，根據問題的條件和所求結果之間的關系，找出問題的數學表達式并進行問題求解；⑥枚舉算法，列出問題的所有可能解，并判斷列舉的解是否為正確的解。根據計算機編寫程序的基本流程，將各個核心概念串聯起來，如下圖所示。

概念為本的學習模式緊緊圍繞“知道”“理解”和“能做”三部分展開，這三個部分簡稱KUD。其中，知道（Know）的是“事實”，做（Do）的是“技能”，理解（Understand）的是“概念”，而KUD的核心是“U”，只有“理解”了，才能“知道”和“做”。

● 分解單元，確定課時目標

確立學習目標是教學設計的首要任務，它是教學設計的起點，也是教學實施的終點。學習目標指導教學過程，引導學生如何達成目標，直接影響學習結果。

學習目標分為單元學習目標和課時學習目標，單元學習目標是核心素養目標在本單元的具體化，是學生在完成單元學習后，應獲得的學科核心素養的具體表現（如表2）。

表2 單元學習目標

課時學習目標以核心概念為載體，指向遷移應用所學知識和方法解決真實問題的能力，注重目標實現的過程和目標實現的方法。課時學習目標應從課程標準、學科指導意見或者教材中來，同時要結合教學過程和教學策略，強調根據學生行為和學習內容進一步細化學習目標，在學習目標中體現學習的過程、方法和學習結果，有利于學習評價。

學習目標決定了學習內容、學習活動、教學策略和學習評價，學習目標與這些要素必須保持一致，即體現教學評的一致性。教學評一致性一方面強調學習目標是可以評價的，通過評價檢測學生是否已經學會，另一方面強調可以根據學生的實際學情，結合評價任務，修正學習目標，調整學習內容和要求。

● 整體出發，設計學生活動

如下頁表3所示，單元整體設計遵循的是“整體→部分→整體”的邏輯，首先通過對單元項目的分析，討論項目實施的過程，展示項目實現的三種表示方法，讓學生理解為什么要學編程的流程和編程方法(整體)，然后學習數據的存儲計算、程序的三種控制結構等編程技能，先描述實現這個算法需要幾步，再逐步細化每個步驟，讓學生按需學習各個概念(部分)，最后完成一個大的項目作品，達到解決問題的目的(整體)。

表3 “模擬超市自助結算柜臺金額結算”單元活動內容

在“答題卡填涂識別”項目中，首先分析整個項目達成的目標和實現路徑，完成項目任務的分解（整體），然后判斷一個像素和一個選項的填涂情況（部分），再檢測整個圖像上所有選項的情況，最終輸出統計結果（整體）。

真實情境中的問題往往是復雜的，沒有現成的解決方案，需要學生去創新，而創新的機制是遷移，遷移是指把在一個情境中學到的東西遷移到新情境的能力。學生解決了一個問題，要反思這個問題的本質，這就是概念，概念是對客觀事實的一種抽象，引導學生學會聯想、推理、歸納與該概念相關的問題，讓學生在反思中學會遷移。例如，在用變量表示用戶名、密碼時，讓學生反思根據商品的代碼查找商品的價格，判斷商品是否屬于特價商品，涉及的數據類型有哪些？舉例說明生活中還有哪些問題用到了多種數據類型。列表和字典都可以存儲一組數據，兩者的區別是什么？生活中哪些數據可以分別存儲在列表或字典中？

教學設計是教師對教學內容進行增減、換序、整合、改編等操作，將一個大項目分解成多個完整的真實問題（小任務），并屏蔽其中的復雜部分，最后將各個小的任務拼裝起來，形成相對復雜的整體大項目。學生在解決問題過程中，體驗知識概念的本質原理，并對概念進行反思，最終把概念串聯起來，形成一個完整的知識網絡。