指向核心素養(yǎng)培養(yǎng)的初中信息科技課程大單元教學(xué)設(shè)計

摘要：本文提出，中小學(xué)信息科技教師應(yīng)摒棄過去只見知識不見學(xué)生的做法，充分領(lǐng)會《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》的要求，以學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)為目標(biāo)，圍繞課程內(nèi)容規(guī)劃，精心設(shè)計教學(xué)活動。在學(xué)科教學(xué)過程中，運(yùn)用大單元整合教學(xué)可以將零散知識點(diǎn)有機(jī)結(jié)合起來，運(yùn)用大任務(wù)或者大問題進(jìn)行統(tǒng)領(lǐng)，引領(lǐng)學(xué)生在真實(shí)情境中進(jìn)行探究和實(shí)驗(yàn)，解決現(xiàn)實(shí)生活中的真問題，真正實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；大觀念；大單元；信息科技

中圖分類號：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 論文編號：1674-2117（2024）21-0053-04

《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱“新課標(biāo)”）的頒布標(biāo)志著中小學(xué)信息科技課程正式成為一門獨(dú)立的國家課程。新課標(biāo)首次明確了小學(xué)和初中信息科技課程要培養(yǎng)的學(xué)科核心素養(yǎng)。[1]九年一貫的整體內(nèi)容規(guī)劃設(shè)計結(jié)束了過去只重視工具學(xué)習(xí)和操作技能培養(yǎng)的現(xiàn)象，體現(xiàn)了科學(xué)原理與工程技能并重的特點(diǎn)。因此，中小學(xué)信息科技教師應(yīng)充分領(lǐng)會新課標(biāo)的要求，以學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)為目標(biāo)，在教學(xué)過程中，以大任務(wù)或者大問題統(tǒng)領(lǐng)，引領(lǐng)學(xué)生在真實(shí)情境中進(jìn)行探究和實(shí)驗(yàn)，解決現(xiàn)實(shí)生活中的真問題，真正實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。

以學(xué)科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，確定大單元教學(xué)目標(biāo)

學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科育人價值的關(guān)鍵，是學(xué)生在學(xué)習(xí)本學(xué)科知識和技能后，逐步形成的關(guān)鍵能力、必備品格與價值觀念。[2]大單元教學(xué)需要圍繞學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求展開，首先要明確本單元的教學(xué)目標(biāo)，而教學(xué)目標(biāo)的制訂應(yīng)結(jié)合課程內(nèi)容的設(shè)置、教材的編排以及教師的學(xué)科經(jīng)驗(yàn)。例如，學(xué)生通過知識和技能的學(xué)習(xí)，認(rèn)識到當(dāng)前學(xué)習(xí)內(nèi)容中信息是如何表征和呈現(xiàn)的（信息意識），知道如何在生活和學(xué)習(xí)中運(yùn)用當(dāng)前所學(xué)知識來解決問題、提高效率（數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新），理解當(dāng)前所學(xué)內(nèi)容背后的科學(xué)原理是什么、包括哪些模式和方法（計算思維），知道如何合理合法地運(yùn)用當(dāng)前內(nèi)容（信息社會責(zé)任）。

以“網(wǎng)絡(luò)與信息交流”單元為例，筆者基于學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求梳理了單元中每個課時的培養(yǎng)目標(biāo)，如下頁表所示。接著，進(jìn)一步將其整合得到本單元的總體培養(yǎng)目標(biāo)：使用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交流（數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新）；了解網(wǎng)絡(luò)的概念、組成和工作原理（信息意識和計算思維）；了解計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全的相關(guān)知識，合理合法運(yùn)用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（信息意識和信息社會責(zé)任）。

以學(xué)科大觀念為線索，整合大單元教學(xué)內(nèi)容

大觀念是指處于更高層次、居于中心地位和藏于更深層次，兼具認(rèn)識論、方法論和價值論三重意義因而更能廣泛遷移的活性觀念，其根本特性是意義性。[3]而學(xué)科大觀念則是其在特定學(xué)科領(lǐng)域下的具體體現(xiàn)，它由大量的學(xué)科概念和事實(shí)抽象整合而來，反映學(xué)科中基礎(chǔ)和本質(zhì)的問題，將離散的學(xué)科知識串聯(lián)成一個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，具備廣泛遷移的能力，它處于學(xué)科的中心，表征學(xué)科本質(zhì)，指向?qū)W科知識結(jié)構(gòu)的形成。[4]

在教學(xué)過程中，大觀念既是學(xué)生學(xué)習(xí)的對象，同時又是學(xué)習(xí)活動的向?qū)Ш椭Ъ堋４笥^念為學(xué)生呈現(xiàn)具有學(xué)科特征和現(xiàn)實(shí)意義的問題情境，為學(xué)生提供學(xué)習(xí)必要的素材，幫助他們搭建路徑和框架。學(xué)生通過層層遞進(jìn)的探究和體驗(yàn)來構(gòu)建自己的內(nèi)部認(rèn)知結(jié)構(gòu)，從而促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)的形成。

在信息科技課程實(shí)施中，要運(yùn)用大觀念來組織教學(xué)內(nèi)容，形成具有一定邏輯關(guān)聯(lián)的單元知識體系，并基于此確定單元活動主題。一個大單元教學(xué)內(nèi)容可以圍繞一組相關(guān)的問題進(jìn)行設(shè)計，并應(yīng)當(dāng)能夠回答以下問題：一項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用場景是什么？使用的過程是什么？背后的原理是什么？如何正確使用該項(xiàng)技術(shù)？在《追求理解的教學(xué)設(shè)計》一書中，逆向教學(xué)設(shè)計的倡導(dǎo)者格蘭特和威金斯認(rèn)為，在大觀念的學(xué)習(xí)中，需要將大觀念轉(zhuǎn)換為引導(dǎo)學(xué)生思考的關(guān)鍵問題，也就是說，關(guān)鍵問題的答案便對應(yīng)相關(guān)的學(xué)科大觀念。[5]以“網(wǎng)絡(luò)與信息交流”單元為例，如左圖所示。

以真實(shí)情境為背景，組織大單元教學(xué)活動

在設(shè)計教學(xué)活動時，應(yīng)創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，設(shè)計大任務(wù)或大問題，將學(xué)科大觀念和關(guān)鍵問題有機(jī)地融入情境之中，充分激發(fā)學(xué)生的探究意愿，引導(dǎo)他們在相對真實(shí)的場景下像學(xué)科專家一樣思考與實(shí)踐。例如，在“網(wǎng)絡(luò)與信息交流”單元的教學(xué)設(shè)計中，創(chuàng)設(shè)的情境是“利用網(wǎng)絡(luò)分享你喜愛的事物”。整個單元分為4個課時，每個課時由一個相對獨(dú)立的小任務(wù)組成，并設(shè)置一系列關(guān)鍵問題，對應(yīng)學(xué)科大觀念。

課時1：

主要任務(wù)：通過修改的方式完成自己想要分享的網(wǎng)頁內(nèi)容。基本流程如下。

師：如果想要向自己的好朋友分享自己喜歡的內(nèi)容（食物、明星、運(yùn)動……），可以怎么做？

生：可以通過微信、QQ等發(fā)送。

師：微信的朋友圈是一個分享的好平臺，而朋友圈的本質(zhì)其實(shí)是“打開一個網(wǎng)頁讓朋友看”。因此，分享的前提是有一個網(wǎng)頁。

教師展示一個做好的網(wǎng)頁，首先與真實(shí)的朋友圈內(nèi)容進(jìn)行比對，然后用編輯器打開網(wǎng)頁，介紹其中的標(biāo)簽，包括<titile><p><img>等，示范如何修改；學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)搜索資源，替換教師提供網(wǎng)頁中的對應(yīng)內(nèi)容，生成一個自己喜歡的網(wǎng)頁。

通過這一課時的探究，學(xué)生對網(wǎng)頁分享信息的前提——網(wǎng)頁編輯有所了解，對網(wǎng)頁的格式、信息的呈現(xiàn)進(jìn)行了實(shí)際操作。

課時2：

主要任務(wù)：在機(jī)房中通過局域網(wǎng)分享第一課制作的網(wǎng)頁，主要涉及運(yùn)行教師事先準(zhǔn)備好的簡易Web服務(wù)器，對網(wǎng)頁進(jìn)行加載；通過ipconfig命令查看主機(jī)IP地址；通過ping命令檢測想要訪問的同學(xué)的主機(jī)是否聯(lián)通；通過瀏覽器輸入IP地址瀏覽同學(xué)制作的網(wǎng)頁。基本流程如下。

師：如果想要分享自己制作的內(nèi)容，需要讓別人能夠找到你。在網(wǎng)絡(luò)上，找到一臺計算機(jī)，可以通過IP地址來實(shí)現(xiàn)。（示范如何通過ipconfig命令查看自己的IP地址）

學(xué)生利用ipconfig命令查看自己計算機(jī)的IP地址。

師：有了IP地址，我們就可以找到對方的計算機(jī)了，但是還要保證自己的計算機(jī)與對方計算機(jī)是聯(lián)通的。（示范利用ping命令來查看是否能夠聯(lián)通）

學(xué)生利用ping命令來檢查自己的計算機(jī)與希望分享的同學(xué)的電腦是否聯(lián)通。

教師演示如何開始分享：運(yùn)用一個簡單的Python版本的Web服務(wù)器命令來實(shí)現(xiàn)。學(xué)生按照教師的示范輸入并運(yùn)行Python命令。

教師演示如何通過瀏覽器地址欄輸入IP地址，查看分享的網(wǎng)頁。學(xué)生之間互相分享、查看網(wǎng)頁。教師進(jìn)行總結(jié)。

通過這一課時的探究，學(xué)生對網(wǎng)頁內(nèi)容在網(wǎng)絡(luò)上的存儲、傳輸、訪問有所了解，對IP地址和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的查詢等進(jìn)行了實(shí)際操作。

課時3：

主要任務(wù)：在自己的機(jī)器上修改hosts文件，通過一個虛擬的域名訪問局域網(wǎng)中事先運(yùn)行的Web頁面，體會IP地址和域名的對應(yīng)關(guān)系；運(yùn)用ping命令查看大型網(wǎng)站的IP地址，并嘗試訪問；探討DNS服務(wù)器；了解網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備。基本流程如下。

師：在前面的實(shí)驗(yàn)中，運(yùn)用IP地址分享了自己制作或修改的網(wǎng)頁，日常訪問網(wǎng)站也是通過IP地址嗎？

生：不是通過IP地址，是通過網(wǎng)址（思考為什么不是）。

師總結(jié)：如果用IP地址訪問網(wǎng)站，無法記憶，另外IP地址可能是動態(tài)變化的。

學(xué)生利用ping命令查看一個大型網(wǎng)站的IP地址，嘗試用該IP地址進(jìn)行訪問。（證明IP地址與網(wǎng)址有關(guān)聯(lián)）

學(xué)生通過瀏覽器訪問一個大型網(wǎng)站的域名，此時學(xué)生機(jī)上的hosts文件已被教師修改并指向一臺教室內(nèi)的主機(jī)，其上運(yùn)行有包含學(xué)生制作網(wǎng)頁的Web服務(wù)器。學(xué)生此時訪問到制作的頁面（而非預(yù)想的大型網(wǎng)站）。教師講解如何修改hosts文件。學(xué)生繼續(xù)修改實(shí)驗(yàn)。

師：IP地址與域名要通過一個字典進(jìn)行對應(yīng)。在自己的機(jī)器上，可以通過hosts文件來實(shí)現(xiàn)，但是當(dāng)需要一個大家公用的“字典”時，就必須依靠DNS服務(wù)器，查詢域名需要通過DNS服務(wù)器進(jìn)行。

學(xué)生設(shè)置DNS服務(wù)器等。教師講解網(wǎng)絡(luò)的分類（局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)）、網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備。

通過這一課時的探究，學(xué)生對“內(nèi)網(wǎng)”和“外網(wǎng)”有所了解，通過實(shí)驗(yàn)理解IP地址和域名的關(guān)系，掌握DNS服務(wù)器的工作原理，理解不同網(wǎng)絡(luò)的分類方法，觀察并了解各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

課時4：

主要任務(wù)：實(shí)際運(yùn)行一個Web木馬（在機(jī)房虛擬機(jī)系統(tǒng)上運(yùn)行不會造成實(shí)際損害），安裝殺毒軟件查殺木馬；了解木馬和病毒的相關(guān)概念；了解安全上網(wǎng)的注意事項(xiàng)。主要流程如下。

教師運(yùn)用前面課時使用的域名、IP等進(jìn)行包裝，使其指向木馬程序。學(xué)生運(yùn)行教師事先準(zhǔn)備好的經(jīng)過偽裝的木馬程序（在虛擬環(huán)境中運(yùn)行避免造成機(jī)器損壞），觀察現(xiàn)象。

教師講解網(wǎng)絡(luò)使用中的木馬和病毒相關(guān)概念。學(xué)生安裝殺毒軟件，分別嘗試在木馬啟動前和啟動后運(yùn)行殺毒軟件，觀察現(xiàn)象，總結(jié)區(qū)別與聯(lián)系。

師生共同討論上網(wǎng)過程中要如何確保信息安全。

通過這一課時的探究，學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)中的病毒和木馬有所了解，感受到應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)過程中存在的安全隱患，樹立正確使用網(wǎng)絡(luò)的意識和責(zé)任感。

以過程表現(xiàn)為依據(jù)，實(shí)施大單元教學(xué)評價

在圍繞學(xué)科核心素養(yǎng)確定教學(xué)目標(biāo)、提煉學(xué)科大觀念、設(shè)計大單元活動后，要進(jìn)一步明確學(xué)生通過學(xué)習(xí)活動能夠獲得的具體學(xué)科知識和技能，具體包括以下幾種類型：①學(xué)生在具體情境下能夠做到什么，即在面對一個真實(shí)問題時，學(xué)生將有哪些具體表現(xiàn)，包括使用什么工具做出什么反應(yīng)等；②補(bǔ)充評價工具，如問答類型的題目；③學(xué)生之間的互相評價工具。

在“利用網(wǎng)絡(luò)分享你喜愛的事物”主題中，學(xué)生的表現(xiàn)性任務(wù)包括：能夠通過搜索圖片和文字，替換事先準(zhǔn)備的網(wǎng)頁；能夠通過cmd命令行，準(zhǔn)確輸入ipconfig命令；能說出自己電腦的IP地址；能夠利用ping命令，查看與某臺計算機(jī)或服務(wù)器的聯(lián)通情況；能夠利用“網(wǎng)絡(luò)和Internet設(shè)置”來配置各類服務(wù)器地址；能夠安裝并運(yùn)行一個殺毒軟件；等等。

補(bǔ)充評價工具包括：能夠說出網(wǎng)絡(luò)的類型（局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)）；能夠識別常見網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（網(wǎng)卡、交換機(jī)、路由器、雙絞線、光纖）；能夠根據(jù)后綴識別不同類型的域名（com、edu、gov）；能夠正確說明在一個具體的情境下應(yīng)該如何安全上網(wǎng)；等等。

學(xué)生之間的互相評價工具：事先準(zhǔn)備網(wǎng)頁評價打分表，讓學(xué)生進(jìn)行相互評價。

結(jié)束語

圍繞學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求，基于學(xué)科大觀念進(jìn)行大單元教學(xué)活動規(guī)劃，基于真實(shí)情境進(jìn)行教學(xué)活動設(shè)計，根據(jù)過程表現(xiàn)進(jìn)行評價，是真正從學(xué)生的需求和素養(yǎng)要求出發(fā)的教學(xué)設(shè)計方法。在設(shè)計過程中要充分創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生直面真問題，并進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的探究和實(shí)驗(yàn)，這樣才能激發(fā)學(xué)生興趣，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn)：

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[3]李松林.以大觀念為核心的整合性教學(xué)[J].課程·教材·教法，2020，40（10）：56-61.

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[5][美]格蘭特·威金斯，杰伊·麥克泰格.追求理解的教學(xué)設(shè)計（第二版）[M].上海：華東師范大學(xué)出版社，2017.

本文系云南師范大學(xué)2023年研究生科研創(chuàng)新基金重點(diǎn)項(xiàng)目“數(shù)字游戲培養(yǎng)初中生計算思維的教學(xué)設(shè)計研究”（YJSJJ23-A10）;昆明市盤龍區(qū)名師工作室教育科學(xué)專項(xiàng)課題“基于游戲編程培養(yǎng)初中生計算思維的實(shí)踐研究”（盤教體[2022]55號）;東北師范大學(xué)盤龍實(shí)驗(yàn)學(xué)校教育科學(xué)課題“學(xué)科實(shí)踐下初中信息科技課程大單元教學(xué)設(shè)計與實(shí)施研究”（20241401）的階段研究成果。