大單元視角下初中信息科技Python編程的實踐研究

摘要：隨著信息科技的快速發展，編程教育逐漸成為中學階段的重要課程。Python作為一種簡單易學、功能強大的編程語言，已經成為初中信息科技教學的首選。然而，傳統的編程教學方式往往注重單一知識點的教學，缺乏整體性和系統性，學生在學習過程中難以形成完整的知識體系。本文提出，在初中信息科技Python編程教學中引入大單元教學，能為解決這一問題提供新的思路。

關鍵詞：大單元；信息科技；Python編程

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 論文編號：1674-2117（2024）16-0039-03

引言

隨著課程目標從知識導向轉為素養導向，以往以“課時”“知識點”為主的傳統教學設計很難與素養培養目標相適應。而“單元”是以統攝為核心，按照學習的邏輯組織起來的、有組織的、有意義的學習單元，是一種以實現學生素養培養為目標的小型課程詳劃。所以，“大單元教學”應當成為教學實施的一個核心要素。[1]

大單元教學的理念

大單元教學是指在教學過程中，以某一主題或目標為中心，整合和組織相關的教學內容，以實現深度學習和理解的一種教學方式。其核心理念是將教學重點從知識點的學習轉移到知識體系的構建和應用上，以提高學生的綜合運用能力和創新思維。大概念中的“大”的內涵不是“龐大”，也不是指“基礎”，而是指“核心”，即“高位”或“上位”，具有很強的遷移價值。大單元教學是以大概念為核心目標，基于真實性問題思考教學，指向的是培養學生解決知識問題的素養。學生的思維經過從具體到抽象再到具體的循環過程，產生大量的學習體驗，從而形成有效的大概念認知。[2]

初中信息科技Python編程的大單元教學策略

1.確定大單元主題和目標

在確定大單元主題和目標時，應充分考慮學生的興趣和需求，以及學科核心素養的要求。例如，以八年級上冊“程序的設計入門”為主題，整合Python編程、網頁設計、網絡安全等相關內容。

2.整合和組織教學內容

根據大單元主題和目標，將原本分散的知識點進行整合和組織，形成具有邏輯性和系統性的教學內容。例如，在八年級上冊以“程序的設計入門”為主題的大單元中，可以組織Python編程、網頁設計、網絡安全等知識點，形成完整的教學內容。

3.實施項目式學習

在大單元教學中，實施項目式學習可以有效提高學生的綜合運用能力和創新思維。例如，在八年級上冊以“程序的設計入門”為主題的大單元中，學生可以通過實際操作，將所學的Python編程、網頁設計、網絡安全等知識運用到項目中。

4.多元評價和反饋

在大單元教學中，應建立多元評價和反饋機制，關注學生的學習過程和學習成果。例如，在八年級上冊以“程序的設計入門”為主題的大單元中，可以通過作品展示、小組討論等方式進行評價和反饋。

大單元視角下初中信息科技Python編程的教學實踐

下面，筆者以粵高教B版八年級上冊第二章《程序設計入門》第二節《用程序解九章算術》為例，詳細介紹大單元視角下初中信息科技Python編程的教學實踐。

1.項目確定

對于絕大部分初中生來說，這是第一次接觸到編程語言，之前他們認識了海龜編輯器并學習了輸入輸出函數和變量與賦值語句，為這一節學習列表達式打下了基礎。通過該項目的制作，學生需掌握編程的綜合運用，培養計算思維。初二學生的抽象思維正在發展，本節內容中的數據類型是相對抽象的概念，需要通過訓練讓學生理解和加深印象，并且本節主要引導學生正確地使用賦值語句和認識編程語言中的算術運算符和數據類型，這是后面內容學習中不可或缺的一部分，有承上啟下的作用。因此，本課在重點認識變量和賦值語句的使用后，在任務驅動下，采用微課自主學習。設計方面體現學生的編程思維的歷練，讓學生懂得如何用程序化思維解決問題。

2.整合和組織教學內容

本單元選取的內容是《九章算術》中的“半周半徑相乘的積步”，用Python編程解決描述面積計算的方法?！鞍胫馨霃较喑说姆e步”意思是用圓的周長的一半乘以半徑得到圓的面積。假設圓的半徑是r，圓的周長是2πr，半周就是πr。因此，半周和半徑的乘積得出圓的面積，即S=πr2。要實現程序自動計算并輸出圓的面積，首先需要向計算機輸入圓的半徑的數據，將半徑的值賦值給表示半徑的變量r，再通過表達式進行面積的計算，將結果賦值給表示面積的變量S，最后輸出面積的值S。此教學內容涉及以下幾方面的知識：①順序結構描述算法；②表達式和算術運算符的應用；③數據類型的轉換；④賦值語句的應用；⑤數據交互輸入輸出。

在大單元視角下，筆者對本節課的內容進行了重組和構建。①在介紹描述算法時，將第三節《智能運動助手》和第四節《自動售貨機》中的其他兩種算法結構一起學習。介紹算法的三種結構，描述算法的三種結構分別是順序結構、分支結構、循環結構。這樣設計，可以讓學生對算法的描述有整體的認知，并且讓學生體驗算法的魅力。②在學習表達式和算術運算符的應用部分內容時，將后面的關系運算符和邏輯運算符一起講解，讓學生從宏觀上了解計算機編程和數學的橫向聯系。③《九章算術》中還有很多知識可以通過編寫程序來解決，如勾股定理、方田術等。④本節的內容可以和網頁設計、網絡安全等內容結合，讓學生編寫一個簡單的網站，把自己的作品分享到網絡上去，共同學習和討論。

3.實施項目式學習

《用程序解九章算術》一課可以安排3個課時。第1課時學習算法的描述，第2課時學習運算符、關系運算符和邏輯運算的應用，第3課時學習圓面積的編寫和《九章算術》其他數學問題的拓展。課后，可以讓學生結合網站編寫的知識，編寫一個簡單的程序分享網站。

本單元采用項目式教學、任務驅動和微課自主學習的教學模式，讓學生自主探究學習，自己訓練技能，通過小組合作完成學習任務——圓面積編寫。同時，本單元在任務驅動與微課自主學習中，結合學案操作，讓學生發現問題、探索問題、自主學習，從而體驗到獲取知識的喜悅感，并且采用“兵幫兵”即優生帶動學困生的策略，以激發每一個學生的潛力，促使學生共同發展。

本大單元根據《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》的要求，學生年齡特點、生活經驗及認識問題的層次、程度，學生發展的需要和信息技術的核心素養，制訂了以下教學目標：

①分析問題，并用順序結構描述算法延伸學習分支結構和循環結構算法描述方法。認識算數運算符、關系運算符和邏輯運算符的使用規范，掌握數據類型了解數據類型的轉換。（信息意識）

②掌握使用計算機輸入常用的算數運算符的方法，解決問題的程序編寫，通過判斷、分析運用合理的算法解決問題。程序代碼會報錯，在觀察、分析和交流的過程中，運用新知解決《九章算術》里的面積等方面的知識的問題。（計算思維）

③動手解決《九章算術》程序的編寫，嘗試去尋找不同方法解決。激發學習興趣，體驗探索與創造的快樂，培養和提高審美情趣。（數字化學習與創新）

④運用新知解決中國天眼圓覆蓋面積的計算和《九章算術》里的勾股定理，傳承優秀傳統文化，培養愛國情懷和社會責任。鏈接網站建設的任務，完成一個簡單網站的制作。（信息社會責任）

4.多元評價和反饋

在大單元教學中，還應建立多元評價和反饋機制，關注學生的學習過程和學習成果。在完成本單元教學目標的同時，筆者設置了一個拓展任務讓學生根據微課自主探究學習，如果遇到不懂的問題，可以進行小組合作探究。在學生完成任務之后，教師適當進行點評總結。本節課采用了調查問卷的方式，進行實時反饋。教師通過“問卷星”發放調查問卷，在學生完成問卷后，教師及時查閱反饋情況。

實踐檢驗

為了驗證大單元視角下初中信息科技Python編程的教學效果，筆者選取某初中二年級的學生進行實驗研究。實驗班采用大單元視角下的Python編程教學，對照班采用傳統的知識點教學。經過一個學期的教學實驗，通過對比兩班學生的期末成績、作品質量、問卷調查等手段，發現采用大單元視角下的Python編程教學班級的學生在學習成績、學習興趣、問題解決能力等方面均優于對照班。這說明，大單元視角下初中信息科技Python編程的教學實踐有助于提高學生的學習成績和學習興趣，同時也能提升學生的問題解決能力和創新思維。

結語

隨著信息科技的不斷發展，編程教育的重要性日益凸顯。未來，筆者將在大單元視角下進一步探索初中信息科技Python編程的教學策略和方法，以期為初中信息科技教育提供更加科學和有效的教學方案。

參考文獻：

[1]周純.中小學信息科技單元教學：思與行[M].上海：上海交通大學出版社，2022.

[2]王蕾.大單元設計在信息科技教學中的實施策略研究——以《在線信息搜索：穿越云錦的故事》為例[J].中國信息技術教育，2023（06）：19-21.