信息技術學科大概念下大單元教學構建實踐

勞立穎

摘要：本文基于學科大概念，從大單元角度整合教學主線，并通過單元式的課堂教學組織，指引學生通過過程性評價，逐步形成并加深對教學內容的理解，提升核心素養的深度與廣度，真正實現生活中問題的解決。

關鍵詞：學科大概念；大單元教學；單元教學組織

中圖分類號：G434 ?文獻標識碼：A ?論文編號：1674-2117（2023）16-0055-03

新課程背景下信息技術學科教學現狀分析

筆者從學科大概念角度出發調查信息技術學科教學的現狀，發現教學中主要存在以下問題：①教材知識，體量較大。信息技術學科學習內容多，前后關聯性不大，系統性不強。②傳統教學，能力異化。學生個體能力差異，導致不同班級或同一班級產生多個層次差別。筆者根據以上問題，并結合《普通高中信息技術課程標準（2017年版）》（以下簡稱“新課標”），在對教材進行充分研讀的基礎上，提出新的教學思路：①學科大概念引領，產生整體思路。②整合學習內容，形成大單元教學。

信息技術學科大概念下大單元教學構建

1.概念界定

英國學者溫·哈倫指出：學科大概念是有組織、有結構的科學知識和模型，這些大概念能夠解釋大范圍內的一系列相關現象。大概念作為核心，可指向學科教學的核心內容，對學生學習的知識與內容具有統攝作用，有利于構建關聯知識體系，實現學科知識的整體性建構。

本文中的大單元是指相關聯的知識點，所以大單元教學可以是教材內容、課外內容、生活問題的大整合。

2.基于學科大概念的大單元體系構建

（1）教材內容的重組

信息技術學科大概念包含數據、算法、信息系統、信息社會，以此為統領挑選內容進行重組，依據學生的認知水平，搭配知識點的難度，將各模塊中相關聯的知識點層級按螺旋上升的形式整合。

（2）課外知識的整合

高中階段的信息技術課程教學內容相對較難，知識面也比較廣，若只教授課本知識，各知識點之間比較難聯結，所以，可以引入相關的課外知識，用課外知識將各離散的知識點聯結在一起，用課外知識豐富和補充大單元教學。

（3）生活實際的鏈接

信息技術核心素養力主培養學生解決實際問題的能力。如果能用生活問題進行大單元教學的思考，可以讓學生學會解決生活中的實際問題，并對問題的解決進行遷移，從而提升學生的核心素養。

教學實踐

筆者以“數據與數據結構”模塊中的“樹與二叉樹”內容為例，開展了信息技術學科大概念下大單元教學的實踐。

1.學科概念統攝，從宏觀到微觀，產生知識主線

（1）從學科大概念角度看

在“數據與數據結構”模塊中，“數據結構”單元包括“數組”“鏈表”“字符串”“隊列”“棧”“樹”，而“樹”這個課時單元又包括“樹與二叉樹”“二叉樹的建立”“二叉樹的遍歷”。

（2）從單元學習內容看

數據結構中的各單元雖然章節各自獨立，但每個單元的學習內容有很多內在的學科關系，所以可以將數據結構中的各單元整合成一個大單元，大單元教學設計構想如圖1所示。學生在完成6個小單元的學習后，展開對“抽象數據類型”的學習，用生活的例子或項目實現數據類型的應用。

依據學科大概念，可以制訂單元教學目標：①能通過生活、學習和工作中的具體實例，了解樹的相關概念；②能從樹的多種形態中了解二叉樹的概念，并學會將二叉樹的性質應用到具體問題中；③了解使用數據和鏈表建立并遍歷二叉樹，體會非線性數據結構在數據組織中的作用。

（3）從課時單元角度看

“樹”這個單元通過“發現樹”“研究樹”“應用樹”三個情境，層層深入，分別學習“樹與二叉樹”“二叉樹的基本操作”“二叉樹的編碼應用”。本單元布局如圖2所示。筆者以《樹與二叉樹》為例，總結了這一課時的學習目標與評價策略，如表1所示。

2.單元教學組織，從微觀到宏觀，實現概念進階

（1）前置教學布置任務

首先進行“隊列”“棧”“樹”三種數據結構的前置課時，每種設計兩至三節課，完成數據結構的邏輯結構、存儲結構及運算的教學。以《樹與二叉樹》一課為例，本課是“樹”這個課時大概念中的“樹與二叉樹”這一內容的展開。為了讓學生產生樹的概念，筆者首先利用圖片進行引導，讓學生通過觀察與知識的遷移，理解樹的概念，并通過小組自學、合作、討論描述樹的方式，認識樹的相關概念名詞，了解樹的相關概念名詞所表示的意義。其次，要求學生觀察樹的形態，分析出二叉樹的特點。在活動二中，學生嘗試拼搭二叉樹，每個小組可以將不同方案呈現在PPT中。學生通過對不同方案進行分類，總結出二叉樹的5種不同的基本形態，并通過對樹的觀察，發現二叉樹與非二叉樹的區別，歸納出二叉樹的性質。最后，引導學生通過核算實驗，體驗遍歷法查找與二叉樹方法查找的差異，感受二叉樹的優勢，體會二叉樹在現實生活中的應用。在這個過程中，培養學生對實際問題的分析能力，讓學生在對問題不斷發現、探索、研究的過程中，提升算法思維。

在每種數據結構教學內容完成后，教師都要布置相應的編程作業，具體如下頁表2所示。

（2）學生方案設計分享

課后，學生兩人一組，分別寫好自己設計的方案，然后相互交換，并用不同顏色的筆跡呈現批改與討論的結果。在經過交流討論后，學生對算法有了更深的認識。

（3）實踐課時組織實施

實踐課時是對之前學習內容總結的一節課，本節實踐課教師先回顧迷宮問題，然后分享由三位學生用不同數據結構編寫的算法。學生通過對方案進行研討，提出對應的算法以及算法所具有的特征，再根據算法完成程序編寫。最后，對編寫的程序進行交流，理解這三種結構的優缺點，并與生活關聯，將算法應用到生活、學習中。

（4）生活例子編程展示

在實踐課后筆者布置了小組作業：請任選一種數據結構，應用相應的算法，創設一個真實情境作為編程題的題干；一人出題，一人編寫相應的程序。在所有學生完成出題與編程的作業后，還可以開展一節分享交流課，讓學生探討“題目中的問題”“解決方案的優劣”。通過分享他人的作業，學生可以拓寬思路，真正實現算法在生活中的應用。

反思

1.問題整理與提出

信息技術學科大概念下的大單元教學實踐從宏觀到微觀，能將知識的主線表達得更加清晰。以“迷宮問題”為例，該問題可以由多種方法完成，但在問題提出時，不能將問題的解決方法描述得非常詳細，如果問題的描述過于詳細—其實已經指定了解決問題的方法，學生也就不會想到用多種方法去解決問題了。

2.教學組織與實施

本文中三個數據結構的教學及練習就可能需要各2～3節課，而《抽象數據類型》即《編程交流》這節課，由于難度比較大，一節課可能無法完成，若再加上作業分享交流課，前后將近10節課，那么，一個問題需要一個月才能完成（一周兩課時）。這樣，學生有可能會完不成前置任務，導致后續任務完成度降低。此外，學生長時間針對同一個問題，也會產生厭倦的情緒。所以，基于學科大概念的學習需要考慮教學組織與實施，恰當地分解與重構問題，進而實現教學目標。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中信息技術課程標準（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2017.

[2]夏雪梅.項目化學習設計：學習素養視角下的國際與本土實踐[M].北京：教育科學出版社，2021.

[3]溫·哈倫.科學教育的原則和大概念[M].韋鈺，譯.北京：科學普及出版社，2016.