基于“教-學-評”一體的高中信息技術大單元5E教學設計

摘要：大單元教學解決了高中信息技術在以往以課時為單位的教學設計中教學目標模糊實現和評價缺位的問題，大單元5E教學模式則通過具體的教學環節和方法，優化育人評價體系，促進教學目標的有效達成，落實“教-學-評”一體化。因此，在高中信息技術教學中，構建基于“教-學-評”一體的大單元5E教學模型有利于教學目標的實現，落實學科核心素養。本文以“洞察數據背后的價值”大單元學習中的“聚類分析”一課為例，闡述“一體三環五E”模型的設計與實踐思路。

關鍵詞：“教-學-評”一體；高中信息技術；大單元

中圖分類號：G434" 文獻標識碼：A" 論文編號：1674-2117（2025）06-0027-05

非單元教學模式在選取教材內容時，往往缺乏對教材內容完整性和學科知識系統性的整體把握，導致課前、課中、課后以及不同課時之間的內容連貫性不足。為此，《普通高中課程方案（2017年版2020年修訂）》提出了以學科大概念為核心、以主題為引領的大單元教學，也明確提出：“準確把握課程標準和教材，圍繞核心素養開展教學與評價。”[1]《義務教育課程方案（2022年版）》則進一步要求：“促進‘教-學-評’有機銜接。”[2]當前，高中信息技術教學面臨著挑戰，學生基礎差異大，傳統教學缺乏實踐操作和探究性學習，且評價方式單一。因此，在大單元教學中落實學科核心素養的培育，踐行“教-學-評”一體化，探索有效的教學模式成為當務之急。

“5E”教學模式是一種基于建構主義教學理論的模式，強調學生的主動參與和探究學習，且具備完善的評價環節。所以，在高中信息技術教學中，將“5E”教學模式滲透在“教-學-評”一體的大單元學習活動中，以核心素養為綱，以單元主題為引領，以真實情境中的核心問題來組織問題鏈學習，讓學生經歷參與（Engage）、探究（Explore）、解釋（Explain）、遷移（Elaborate）、評價（Evaluate）等學習環節，以逆向教學設計“評價先行”的創新模式，能夠更好地體現“教-學-評”一致性，有利于落實核心素養的培育。

基于“教-學-評”一體的大單元5E教學模式在高中信息技術教學中的價值

在新課標理念下，“教-學-評”一體化是基于學習目標的一致性，教、學、評都是圍繞學習目標的教-學-評，本質是在學習、教學、評價中落實基于核心素養形成的學習目標。當前，高中信息技術教學中存在教、學、評不一致的現象，這主要表現為教學目標設定不清晰、教學環節之間缺乏有效銜接，以及教學評價意識的缺失。因此，大單元教學和5E教學模式可以發揮重要作用。

大單元教學不同于以往以課時為單位的教學，它以一個主題為核心，根據單元目標，組織、聯結學習內容，形成貫通學習情境、學習任務、學習活動和學習評價的整體聯系的課程學習單位。[3]5E教學模式則是基于建構主義的研究性教學方法，以學生為中心，設計“參與、探究、解釋、遷移、評價”的學習目標和學習環節。基于“教-學-評”一體的5E教學模式通過提供支架路徑，設置了旨在幫助學生進行概念建立、知識獲得、意義建構、遷移運用等的不同層次的問題串，確保教學目標的有效實現；它以“學會”為邏輯起點設計學習進階路徑，從認識到理解再到鞏固和拓展，由易到難，層層遞進，符合學生認知水平和思維發展特點，從而促進核心素養培養目標的達成（如圖1）。

以往以課時為單位的高中信息技術“教-學-評”一體化模式主要關注碎片化的知識目標、機械的學習活動與事實性知識測試之間的一致性，這往往導致目標的零散、評價與教學設計的割裂，同時也在一定程度上弱化了學生在學習過程中的參與和探究，進而忽視了學科的育人功能。相比之下，以大單元為單位的高中信息技術“教-學-評”一體化5E教學模式則通過聚焦學生整體性學習目標、提供完整的學習經歷以及實施形成性評價，有效解決了上述問題。大單元教學為5E教學模式提供了完整的教學框架和內容支持，5E教學模式則通過具體的教學環節和方法，促進大單元教學目標的有效達成，實現了教學目標、學習活動和評價之間的高度一致性和整體性。

基于“教-學-評”一體的高中信息技術大單元5E教學模型構建

為適應學生的不同學情，激發學生的學習興趣，培養學生的自主探究能力和合作學習能力，確保學習目標的有效實現，落實信息技術學科核心素養的培育，基于學科核心素養和課程標準，筆者在高中信息技術教學中，將“5E”教學模式滲透在“教-學-評”一體的大單元學習活動中，并構建了基于“教-學-評”一體的高中信息技術大單元“一體三環五E”教學模型，如圖2所示。

一體指的是基于教-學-評一體的單元設計理念（從哪里來）；三環包括明確學習目標（到哪里去）、設計學習評價（如何確認學生到達目的地）、設計核心任務（帶什么去）；五E包括五個學習環節，即參與環節（1E）、探究環節（2E）、解釋環節（3E）、遷移環節（4E）、評價環節（5E）（以哪里為起點）。為了讓評價與教學設計保持一致，采用逆向教學設計，在確定學習目標之后，并不是設計核心任務，而是針對目標先進行評價設計，讓評價在教學設計初期就得到充分考慮，與教學目標和接下來的教學活動形成緊密的聯系和互動。

依托“一體三環五E”模型的高中信息技術大單元教學設計實踐

筆者以高中信息技術學科大概念“數據”為核心，對粵教版《必修一 數據與計算》中的第一章、第二章、第五章的部分教學內容進行整體性的思考、設計和組織，確定大單元主題“洞察數據背后的價值”和單元脈絡（如圖3）。其中第5課時為“聚類分析”，下面以它為例，闡述“一體三環五E”模型的設計與實踐思路。

1.三環節的設計思路

環節一：明確學習目標

本節課“聚類分析”將組織學生開展自主、協作、探究學習活動，理解聚類分析的概念思想、基本方法和應用意義，促進學生全面認識數據在信息社會中的重要價值，以及數據分析在信息社會中越來越重要的作用，逐步成為信息社會的積極參與者。為此，筆者結合“參與—探究—解釋—遷移—評價”的5E學習過程制訂學習目標。

目標1：通過感知參與，知道聚類分析的概念，了解聚類的思想。（匹配1E參與學習活動）

目標2：通過“圈一圈”“算一算”“調一調”的自主學習探究活動，能夠解釋聚類算法K-Means的基本原理，能根據探究目標，將問題進行分解，并提煉出解決問題的方法。（匹配2E探究、3E解釋學習活動）

目標3：通過選題探究，小組合作，理解聚類分析的應用意義，能從實際生活中遷移發現聚類分析的價值，認識到有效的聚類分析對于發掘數據應用價值的重要意義并分享交流。（匹配4E遷移、5E評價學習活動）

環節二：設計學習評價

為實現學習目標，教師在學習評價規劃中，應采用逆向教學設計，即讓“評價先于教學”，把評價任務嵌入學生的5E學習活動中，從目標出發，利用自評、互評、師評多元方式跟蹤學生的學習過程，設計入門、達標、典范的評價等級和具體內容（如上頁表1），及時反饋學生的學習狀況，形成不斷反復的對目標的回望和檢測，以評促學，以評促教，落實“教-學-評”一體化。

環節三：設計核心任務

為達成教學目標，踐行“教-學-評”一體化，筆者設計了“溫故知新，評價先行”—“問題引入，情境參與”—“自主探究，分析解釋”—“小組合作，深化遷移”—“分享交流，總結評價”等教學環節，形成學歷案，讓學生經歷“參與—探究—解釋—遷移—評價”的5E學習過程。學生從認識、理解到分析再到綜合、評價，層層遞進，符合認識水平和思維發展特點，從而促使核心素養培養目標的達成（如表2）。

2.5E教學實踐過程

（1）溫故知新，評價先行

教師通過圖片，對比古今的發展，帶領學生回顧學過的知識，包括大數據、數據的采集、數據的處理、數據的分類、數據的可視化，從大單元的驅動問題：“生活在信息社會，如何基于一個實際問題，采集到合適的數據，挖掘數據價值，并通過采集、分析和利用數據解決生活與學習中的問題，讓生活和學習更美好？”引出本節課驅動問題：“對待未知分類標準的數據，如何把大量雜亂無章的數據變成有序的、有代表性的類別？”學生學習理解學習目標及評價任務描述，厘清要學什么、學到什么程度，同時知道在學習過程中及時進行自我評價的方法。

（2）問題引入，情境參與（1E）

活動1：感知聚類。

①提問：沒有分類標準，將水果分成兩類，可以怎么分？

②講解點撥聚類的思想和聚類分析的概念，引出聚類分析的基本方法。

③創設真實情境：以校園生活場景為例，根據心理學“親和效應”，人們因為彼此之間存在某種共同或近似之處，所以感到相互之間更容易接近，那么從三五成群的學生群體中，可以挖掘什么信息呢？以“人以群分”的思想來剖析聚類算法K-means的原理。

（3）自主探究，分析解釋（2E-3E），從數據到知識

探究環節（2E）是5E的核心環節，在本環節中學生通過主動探索、發現和思考解決問題，鍛煉和提升了自主學習能力和創新思維。解釋環節（3E）則是促進知識內化。

活動2：圈一圈。

①布置任務：將散點圖15個點圈成兩類，依據是什么？

②引導學生由感官上的“挨得近”，到科學衡量的“距離”，通過距離來看聚類。

③引出并講解歐式距離計算公式。

活動3：算一算和調一調。

①布置任務：假設以A1和A2為中心點，打開Excel表格半成品，準確計算其余每個點到中心點的距離。

②提問：對聚類結果有沒有疑問？聚類結果是否最優？引出：中心點的調整。

③提問：中心點調整完之后干什么？引出：迭代計算調整。

④提問：調整的次數怎么定？引出：迭代結束的條件、K-means算法。

活動4：解釋算法流程圖。

①布置任務：完善并解釋K-means算法流程圖。

②提問：聚類在生活中有什么應用？引出：聚類分析的應用意義。

（4）小組合作，深化遷移（4E），從知識到洞察

本環節通過三個探究主題，采用小組合作的方式讓學生在合作探究中認識到數據分析在信息社會中越來越重要的促進作用，透過復雜的數據，以發展的眼光看自己、看社會、看世界，促進學生的思維從多點結構進入關聯結構，使學生逐步成為信息社會的積極參與者。

活動5：小組合作，選擇一個探究主題，探究聚類分析的應用意義。選題包括：雙一流高校學科發展布局聚類分析、行業資產總值與增長率聚類分析、世界森林覆蓋率發展聚類分析。

（5）分享交流，總結評價（5E），從洞察到創新

評價環節（5E）是對整個教學過程的總結和評價。教師總結：通過這節課的活動，利用科學的工具，可以發現數據背后隱藏的許多洞察，如通過分析用戶行為數據，可以了解用戶偏好和需求，對用戶聚類，為產品設計和營銷策略提供指引。數據背后的洞察不僅能夠幫助我們更好地理解現象，還能為各個領域帶來創新和突破。

總之，通過上述實踐能夠證實“教-學-評”一體的大單元5E教學模型能夠有效整合教學目標、學習活動和學習評價，實現高中信息技術教學的“教-學-評”一致性和整體性。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中課程方案（2017年版2020年修訂）[S].北京：人民教育出版社，2020.

[2]中華人民共和國教育部.義務教育課程方案（2022年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2022.

[3]毛建華，林良夫.課程改革的理念與策略——課程專家崔允漷教授訪談錄[J].教學月刊：小學版，2003（04）：6-9.

基金項目：廣東省東莞市教育科研2024年度規劃課題“基于教學評一體化的高中信息科技大單元教學設計與實施研究”（編號：2024GH671）；東莞市教育科研2022年度專項課題“高中人工智能教育項目學習過程評價設計與應用研究”（編號：2022GCZX21）。