單元活化：大概念視域下的信息科技教學(xué)優(yōu)化

王曉珍

摘要：《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中提出了數(shù)據(jù)、算法、網(wǎng)絡(luò)、信息處理、信息安全、人工智能六條邏輯主線，即要圍繞這六條邏輯主線組織課程內(nèi)容，形成學(xué)科大概念，但要真正落地絕非易事。鑒于此，本文在分析大概念教學(xué)現(xiàn)實(shí)困境的基礎(chǔ)上，對(duì)大概念教學(xué)的主要特征進(jìn)行了闡述，并以“活化單元”為切入點(diǎn)，探索信息科技大概念教學(xué)的有效路徑。

關(guān)鍵詞：信息科技；大概念；單元教學(xué)；活化

中圖分類號(hào)：G434? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 論文編號(hào)：1674-2117（2023）10-0048-04

信息科技教學(xué)應(yīng)以凸顯核心素養(yǎng)、培育計(jì)算思維、走向深度學(xué)習(xí)為目標(biāo)已成為教師的普遍共識(shí)。然而，如何落地卻成為教學(xué)實(shí)踐的難點(diǎn)。因此，大概念視域下的單元整體教學(xué)應(yīng)運(yùn)而生，其背后指向的是更具學(xué)科特質(zhì)的核心概念，追求的是學(xué)科核心素養(yǎng)培育的真正發(fā)生。從教學(xué)實(shí)施視角看，活化單元是關(guān)鍵，只有以項(xiàng)目為引領(lǐng)，建立起“單元”內(nèi)外的有機(jī)聯(lián)系，突破知識(shí)的“惰性”問(wèn)題，才能在真實(shí)性問(wèn)題解決的過(guò)程中培育學(xué)生的核心素養(yǎng)。

挑戰(zhàn)——大概念教學(xué)的三個(gè)困惑

《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱課標(biāo)）提出數(shù)據(jù)、算法、網(wǎng)絡(luò)、信息處理、信息安全、人工智能六條邏輯主線[1]，即要圍繞這六條主線組織課程內(nèi)容，形成學(xué)科大概念，但筆者認(rèn)為真正落地會(huì)遇到三大難點(diǎn)。

1.教師缺乏提煉學(xué)科大概念的基本能力

教材大都以單元?jiǎng)澐郑蟛糠纸處熢诮佑|“單元森林”的過(guò)程中，常略過(guò)整體而直奔“單課樹木”。教師線性地教，學(xué)生線性地學(xué)，最終這些概念大多以線性方式在學(xué)生頭腦中存儲(chǔ)，學(xué)生學(xué)會(huì)的只是知識(shí)點(diǎn)的簡(jiǎn)單羅列。這正是因?yàn)榻處熑狈﹃P(guān)聯(lián)意識(shí)，難以從大概念視角打通概念與概念之間的內(nèi)在聯(lián)系。教師對(duì)大概念不熟悉，對(duì)概念特征難把握，對(duì)概念關(guān)聯(lián)不確定，都為大概念教學(xué)的真正落地帶來(lái)阻礙。

2.教材內(nèi)容缺乏學(xué)科大概念的顯著體現(xiàn)

教材對(duì)于課標(biāo)而言相對(duì)滯后，以單元組織的現(xiàn)行教材并非“盡善盡美”，具體表現(xiàn)為：?jiǎn)卧獌?nèi)各課的知識(shí)概念并非都做到“前驅(qū)后繼”和“前后呼應(yīng)”；有些單元各課活動(dòng)“各自為政”，缺乏有意義項(xiàng)目的“打通”。

3.學(xué)生缺乏構(gòu)建學(xué)科大概念的持續(xù)活動(dòng)

信息科技學(xué)科大概念反映的是本學(xué)科更抽象、更本質(zhì)、更普遍的知識(shí)、原理和思想。而形成學(xué)科核心大概念不能一蹴而就，學(xué)生需要在解決問(wèn)題的過(guò)程中在不斷積累概念的同時(shí)，不斷地自我反思與自我組織。在常見的學(xué)習(xí)中，學(xué)生有“做中學(xué)”，但缺少的是“學(xué)中悟”。在實(shí)踐性學(xué)習(xí)的過(guò)程中，學(xué)生更需要的是透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)，經(jīng)歷項(xiàng)目聯(lián)合概念的知行合一。

融通——大概念教學(xué)的特征表現(xiàn)

在實(shí)踐中，筆者提煉出了“從孤立至生長(zhǎng)”“從線性至網(wǎng)狀”“從組合至融合”三種大概念教學(xué)的特征表現(xiàn)，以期用單元活化打開教學(xué)的嶄新視角。

1.從孤立至生長(zhǎng)

單純的知識(shí)點(diǎn)往往比較零散，教學(xué)中如果不加以主動(dòng)聯(lián)系，就會(huì)彼此孤立。雖然很多教師會(huì)有意識(shí)地建立新舊課的聯(lián)系，但常只是為了某個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的突破。例如，在基于Word的項(xiàng)目教學(xué)中，教師常常將其與記事本軟件進(jìn)行比較，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)不同軟件工具的特點(diǎn)。而這僅停留在知識(shí)的表層，若往深處想，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生從“信息處理”的視角分析記事本與Word的共同性，即：①都是應(yīng)用特定工具（算法）對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；②工具（算法）的不同，表現(xiàn)為處理數(shù)據(jù)類型或能力的不同。從數(shù)據(jù)、算法、信息處理等角度去把握大概念，才能讓“表面”“零碎”的知識(shí)建立起一致性的聯(lián)系，并逐漸形成學(xué)科思維。

基于學(xué)科大概念的單元整體教學(xué)強(qiáng)調(diào)通過(guò)理解大概念去實(shí)現(xiàn)概念的生長(zhǎng)。每一個(gè)大概念，本質(zhì)上是一棵概念樹[2]，教學(xué)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生體驗(yàn)自我構(gòu)建概念樹的完整過(guò)程。以浙攝版小學(xué)信息技術(shù)四下第一單元《走進(jìn)多媒體》一課為例，本課以多媒體作品的制作為載體，學(xué)生在實(shí)踐與理解的過(guò)程中會(huì)發(fā)散出越來(lái)越豐滿的“枝丫”，這樣，概念樹也就隨之生長(zhǎng)（如圖1），并可將其遷移到其他情境的問(wèn)題解決中。

2.從線性至網(wǎng)狀

教學(xué)中，教師容易受限于教材呈現(xiàn)的具體內(nèi)容，而陷入具體知識(shí)點(diǎn)教學(xué)的誤區(qū)。例如，學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)硬件相關(guān)知識(shí)，并不了解它們與軟件之間的關(guān)系，而在學(xué)習(xí)軟件時(shí)，也不清楚它們與計(jì)算機(jī)硬件之間的聯(lián)系，當(dāng)學(xué)習(xí)至計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，已經(jīng)很難與所學(xué)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)融通起來(lái)。這種定位于線性的知識(shí)點(diǎn)教學(xué)，容易忽視大概念之間的內(nèi)在邏輯與聯(lián)系，難以形成具體概念的關(guān)聯(lián)與抽象。

事實(shí)上，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是以數(shù)據(jù)計(jì)算為核心的硬軟件統(tǒng)一的系統(tǒng)，它與用戶構(gòu)成信息系統(tǒng)，廣義的信息系統(tǒng)還包含網(wǎng)絡(luò)。因此，基于學(xué)科大概念的單元整體教學(xué)應(yīng)倡導(dǎo)建立一種圍繞數(shù)據(jù)、聚焦計(jì)算的網(wǎng)狀模型。

以《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》一課為例，教師在讓學(xué)生親身體驗(yàn)智慧家居后，提問(wèn)：“按下按鈕的一瞬間，我們便通過(guò)攝像頭看到家中的智能魚缸開始喂食，那么，這條指令是經(jīng)過(guò)一番怎樣的旅程，到達(dá)目的地的呢？”教師從信息系統(tǒng)運(yùn)作的一個(gè)現(xiàn)象引入，發(fā)掘出“為傳輸接力”的各種硬件和軟件，以及數(shù)據(jù)的傳輸路線圖，引導(dǎo)學(xué)生觸摸到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕驹怼?/p>

3.從組合至融合

崔允教授曾說(shuō)過(guò)，“一個(gè)學(xué)科的核心素養(yǎng)就像一棟大樓，我們?cè)瓉?lái)都是按照知識(shí)點(diǎn)教學(xué)的，一扇門教一下，一扇窗教一下，水泥教一下，鋼筋教一下，這樣的教跟整棟大樓難以建立關(guān)聯(lián)”。[3]所以，我們只有將若干個(gè)要素關(guān)聯(lián)并結(jié)構(gòu)化，使之形成一個(gè)有機(jī)融合的整體，才能更清晰地看到整體所散發(fā)的意義與價(jià)值。

例如，在浙攝版教材三上《鍵盤指法》的教學(xué)中，教師既要“重用”第一單元中硬件、軟件等相關(guān)大概念，又要讓學(xué)生理解鍵盤輸入的工作原理，還可以提前滲透人工智能相關(guān)大概念，讓學(xué)生體驗(yàn)語(yǔ)音輸入與鍵盤輸入在不同場(chǎng)合的應(yīng)用，感受時(shí)代創(chuàng)新給文字輸入帶來(lái)的變化。以此為契機(jī)，學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)踐中聚焦工具軟件操作背后的學(xué)科大概念，并讓學(xué)生有機(jī)會(huì)運(yùn)用大概念，以大概念為思維工具更好地解決問(wèn)題。

通過(guò)分析，筆者認(rèn)為大概念之間存在以下基本的關(guān)系：數(shù)據(jù)與算法為基礎(chǔ)層，網(wǎng)絡(luò)為實(shí)體層，信息處理為實(shí)踐層，信息安全為防護(hù)伴隨層，人工智能則為時(shí)代創(chuàng)新層。基于學(xué)科大概念的單元整體教學(xué)既可以將后學(xué)的內(nèi)容提前滲透，也可以將先學(xué)的內(nèi)容“回爐重造”。在教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施中，可以用大項(xiàng)目來(lái)驅(qū)動(dòng)概念的有機(jī)融合，將六條邏輯主線像網(wǎng)線一樣交織在一起，自然滲透于信息科技各年段的學(xué)習(xí)。

創(chuàng)生——基于大概念的單元架構(gòu)與活化

1.自頂向下，統(tǒng)整單元整體架構(gòu)

單元活化是將小概念聚合形成單元大概念的有效途徑，頂層設(shè)計(jì)必不可少。教師需從以課時(shí)為單位的教學(xué)內(nèi)容分析走向整體單元教學(xué)內(nèi)容的重組，提煉具體的概念點(diǎn)，用驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題激活它，并在特定的情境下開展有趣的思考和探索。

案例1：大概念之“根”在項(xiàng)目中的生長(zhǎng)之旅。

以浙攝版五下“算法與程序設(shè)計(jì)”單元為例，筆者以“圖形化編程工具知識(shí)問(wèn)答小程序”為項(xiàng)目主題貫通整個(gè)單元（如圖2）。以“試玩體驗(yàn)”錨定學(xué)科大概念中的“走進(jìn)算法”，以“系統(tǒng)出題”錨定學(xué)科大概念中的“應(yīng)用算法”，以“詢問(wèn)交互”錨定大概念中的“控制結(jié)構(gòu)三要素”，以“隨機(jī)出題”錨定大概念中的“計(jì)算的自動(dòng)化”……在圍繞大概念推進(jìn)項(xiàng)目更迭的過(guò)程中，基于大概念的“根”生長(zhǎng)的項(xiàng)目學(xué)習(xí)在潛移默化中構(gòu)造出來(lái)。

2.逐步求精，持續(xù)單課優(yōu)化設(shè)計(jì)

單元活化不僅面向大單元的整體布局，而且致力于每一課的精益求精。教師需在單元整體的加持下，讓大概念之“根”在課時(shí)教學(xué)中慢慢生長(zhǎng)。學(xué)生通過(guò)分析、探究具體情境一步步構(gòu)建起來(lái)的概念，可以讓知識(shí)以大概念為核心向四面八方延伸。

案例2：數(shù)據(jù)的誕生之道與存在之義。

《用圖表呈現(xiàn)數(shù)據(jù)》一課內(nèi)容選自浙攝版《小學(xué)信息技術(shù)（五年級(jí)上）》第二單元“數(shù)據(jù)處理”的第9課。本單元立足于數(shù)據(jù)獲取與數(shù)據(jù)挖掘的問(wèn)題解決。通過(guò)本課，學(xué)生不僅要將之前所學(xué)的數(shù)據(jù)處理做一個(gè)項(xiàng)目式的融會(huì)貫通，還要關(guān)注數(shù)據(jù)安全（恢復(fù)）、數(shù)據(jù)可視化的算法、數(shù)據(jù)的傳輸與存儲(chǔ)等大概念。

筆者在本節(jié)課的設(shè)計(jì)中，通過(guò)問(wèn)卷星收集學(xué)生真實(shí)的“課外閱讀”數(shù)據(jù)（如圖3），用數(shù)據(jù)解決真實(shí)問(wèn)題——為班級(jí)開展課外閱讀活動(dòng)獻(xiàn)計(jì)策。在問(wèn)題解決過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生聚焦大概念，設(shè)計(jì)如上頁(yè)表所示的幾個(gè)小活動(dòng)。

3.學(xué)評(píng)一致，定位評(píng)價(jià)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展

單元活化的過(guò)程與結(jié)果也需要評(píng)價(jià)來(lái)“品控”。以往的評(píng)價(jià)方式往往考查學(xué)生是否掌握技能，而基于大概念的單元整體教學(xué)評(píng)價(jià)則更關(guān)注真實(shí)情境下的問(wèn)題解決，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)、教學(xué)、評(píng)價(jià)的統(tǒng)一。這樣的評(píng)價(jià)導(dǎo)向的是將知識(shí)轉(zhuǎn)化為素養(yǎng)，培育的是解決問(wèn)題的能力，考查的是學(xué)生的思維方式及價(jià)值觀。

案例3：數(shù)據(jù)安全之路上的“明察秋毫”。

《數(shù)據(jù)安全》一課選自浙攝版《小學(xué)信息技術(shù)（六年級(jí)上）》“數(shù)據(jù)與大數(shù)據(jù)”單元。筆者在備課中產(chǎn)生了如下思考：數(shù)據(jù)安全能有效評(píng)價(jià)嗎？如何設(shè)計(jì)與目標(biāo)相配套的評(píng)價(jià)？課堂能否從評(píng)價(jià)切入，用真實(shí)的問(wèn)題情境有機(jī)整合這些概念？帶著這些思考，筆者設(shè)計(jì)了“數(shù)據(jù)安全小衛(wèi)士”的評(píng)價(jià)任務(wù)。用VBA設(shè)計(jì)了互動(dòng)學(xué)件，讓情境體驗(yàn)感更佳。為學(xué)生模擬出酒店（公共場(chǎng)所）入住后的數(shù)據(jù)處理與信息傳輸任務(wù)，指向WI-FI安全連接、密碼設(shè)置規(guī)范、官網(wǎng)鑒別等一系列具體的信息安全的“防與護(hù)”，用“安全小衛(wèi)士”的指標(biāo)與整體評(píng)價(jià)，激發(fā)學(xué)生的安全意識(shí)與探究興趣。

從學(xué)科內(nèi)容的角度看，信息科技學(xué)科大概念反映了學(xué)科本質(zhì)，是經(jīng)得起教師與學(xué)生持續(xù)思考和理解的內(nèi)容，通過(guò)“單元活化”實(shí)現(xiàn)對(duì)概念的融合式教學(xué)是信息科技學(xué)科教學(xué)優(yōu)化的一條路徑。大概念教學(xué)與核心素養(yǎng)凸顯、重難點(diǎn)突破、自主與創(chuàng)新力培育等目標(biāo)是一致的，它是信息科技教師將新課標(biāo)理念運(yùn)用于信息科技課堂教學(xué)的必由之路，也是信息科技教師更系統(tǒng)地理解課程、理解學(xué)科的一種新視野。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2022.

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[3]王春易.從教走向?qū)W：在課堂上落實(shí)核心素養(yǎng)[M].北京：中國(guó)人民大學(xué)出版社，2021.