依托大單元發展學生核心素養的路徑探析

《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》指出：信息科技課程要培養的核心素養，主要包括信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任。大單元教學是指打破教材既有的單元編排體系，突破學科知識界限，構建一種跨單元、跨學科的教學體系。有效的大單元教學離不開清晰的大概念、生動的大情境以及多元的大任務。提煉大概念、創設大情境、設計大任務，也就成了教師實施大單元教學，促進學生信息科技核心素養發展的有效路徑。

一、以大概念為導向，發展學生的核心素養

大概念是一種具有概括性、抽象性、普遍性和永恒性，且有助于促進核心素養落實，促進學生學習的概念。大單元教學應圍繞清晰明確的大概念，全方位、多角度提煉大概念是教師實施大單元教學的前提與基礎。或從課程標準角度，或從實際生活角度，或從學生學情角度等，教師都能夠提煉一些清晰、明確的大概念。這些大概念不僅是教師實施大單元教學的焦點，而且是教師發展學生核心素養的導向。

例如，“物聯網的基本原理與功能”“設計搭建物聯網系統”“應用物聯網系統完成數據的采集”“通過智能終端或編寫程序，讀取并處理數據”等，都是初中信息科技課程“物聯網實踐探索”板塊中的一些知識內容。基于這些內容，教師從課程標準和實際生活角度，提煉了一些大概念，包括“物聯網——數字世界與物理世界的完美融合”“分析需求、合理規劃、數據互聯——搭建稱心如意的物聯網”“決策錦囊——高質量的數據鏈”等。物聯網的最終形態就是世界萬物皆可互聯，在“物聯網——數字世界與物理世界的完美融合”這一大概念的引領下，學生將會深度探究物聯網的基本原理與功能；在“分析需求、合理規劃、數據互聯——搭建稱心如意的物聯網”這一大概念的引領下，學生將會探究設計搭建物聯網系統的方法、步驟、原理和過程等；在“決策錦囊——高質量的數據鏈”這一大概念的引領下，學生將會由淺入深、由表及里地探究應用物聯網系統完成數據采集的相關知識。這些大概念猶如一根紐帶，將信息知識與科技知識巧妙、恰當地融合在了一起。同時，這些大概念也成了統領大單元教學目標、內容的一種導向。

在上面的案例中，教師所提煉的大概念都指向了信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任等信息科技課程核心素養。因此，這些大概念成了教師創設大情境的焦點，成了教師設計大任務的紐帶，成了教師發展學生核心素養的一種導向。

二、以大情境為支架，發展學生的核心素養

大情境并非為教學或練習而設計的一種情境，而是一種圍繞大概念或教學主題而創設的一種真實生活情境。大情境是教師實施大單元教學的一種支架，也是大任務的一種載體。教師應圍繞大概念，聯系實際生活，精心創設真實、形象、生動、直觀、有趣的情境，并依托情境設計主題鮮明、環環相扣的項目任務，讓學生以完成這些任務為契機，實現知識積累、能力提升和素養發展。

例如，水下世界奧秘無窮、別有洞天。當人類在探索水下世界時，因為水下環境復雜，所以非常危險。為了更安全地揭開水下世界的神秘面紗，教師圍繞“物聯網——數字世界與物理世界的完美融合”這一大概念，創設了“機器人探索神秘水下世界”的真實情境，以讓學生基于物聯網遠程控制機器人，深度探究別有洞天、奧秘無窮的水下世界。在該情境中，實現了物聯網與水下機器人、信息技術與科學探究的巧妙結合。這樣的結合，使得水下機器人的探索功能更加強大，實現了自主控制、智能傳感、智能標識、智能交互和遠程無線傳輸等；使得物聯網的應用得到了進一步拓展，實現了數字世界和物理世界的完美融合。

學生對神秘的、未知的水下世界，原本就有著強烈的好奇心，再加上將要嘗試用機器人探秘水下世界，更是讓學生的好奇心倍增，探究欲陡升。這樣的大情境，激發了學生探究物聯網與機器人深度融合的濃厚興趣，調動了學生探究信息科技知識的積極性。以強烈的好奇心、濃厚的興趣為內驅，學生將積極主動、迫不及待地根據實際需求，在機器人與物聯網深度融合的真實情境中，探究機器人搭載主控制器和傳感器的方法，構建分布式控制和協同實驗平臺等。如此一來，學生的信息意識會進一步強化，計算思維會進一步發展，數字化學習與創新能力會進一步提升等。

三、以大任務為抓手，發展學生的核心素養

大任務是大單元教學目標的載體，也是發展學生核心素養的一種抓手，是由一些環環相扣、層層深入的小任務緊密關聯在一起而形成的。教師可圍繞大概念，依托大情境，圍繞大單元教學目標，精心設計大任務，并科學、合理、恰當地將大任務分解為一系列的小任務。這些小任務以大概念為核心、以大情境為支架，緊密關聯在一起，且有坡度、有厚度、有高度。如此，以大任務為抓手，教師能夠循序漸進、持續不斷地促進學生核心素養的發展。

例如，基于“機器人探索神秘水下世界”這一大情境，教師設計了一項大任務，即“深度融合物聯網和水下機器人，助力河長制”。不僅如此，教師還將這項大任務分解為諸多小任務，包括“設計基于物聯網和水下機器人巧妙融合的河道水體勘測方案”“設計、搭建水下機器人水資源勘測物聯網系統”“利用機器人采集數據，利用物聯網傳輸數據”“基于物聯網系統讀取、處理機器人采集的原始數據”“撰寫項目研究報告”等。學生通過完成“設計基于物聯網和水下機器人巧妙融合的河道水體勘測方案”這一項小任務，能夠深入了解物聯網的基本原理、功能和作用，并逐步形成良好的信息意識；通過完成“設計、搭建水下機器人水資源勘測物聯網系統”，有助于學生體驗數據的讀取、發送、接收和匯集等，并促進學生計算思維、數字化學習與創新能力的發展；通過完成“利用機器人采集數據，利用物聯網傳輸數據”和“基于物聯網系統讀取、處理機器人采集的原始數據”兩項任務，有助于引領學生探究物聯網中數據的采集、接收和反饋控制等基本功能，以及促進學生計算思維、數字化學習與創新能力的發展；通過完成“撰寫項目研究報告”這項小任務，則有助于培養學生的信息社會責任意識。

學生通過循序漸進地完成一系列小任務，能夠深入淺出地探究物聯網與水下機器人之間的聯系，充分發揮水下機器在勘測河道、采集數據、探索神秘水下世界方面的作用。在此過程中，學生能夠深度理解、牢固掌握、靈活運用關于物聯網、水下機器人等相關知識，創造性地解決探索水下世界的難點問題，以及全面發展自身的信息科技核心素養。

（作者單位：山東省威海市文登區金山中學）