“沉浸式”設(shè)計，讓項目式學習趣發(fā)生以探索“信息系統(tǒng)安全”單元主題為例

中圖分類號：G434文獻標識碼：A 論文編號：1674-2117（2025）09-0072-03

大單元項目式學習中存在的問題及成因

當前，學科大概念、大單元教學、項目式學習等教學理念與方法已被一線信息技術(shù)教師廣泛應(yīng)用。然而在實際教學中，仍存在項目大不易操作，實施方案不合理，教學支架準備不充分，項目缺乏真實性實踐性、趣味性和挑戰(zhàn)性等問題。而在單元教學設(shè)計中，也存在知識碎片化，教學目標分散化，學科核心素養(yǎng)達成片面，單元項目拆分時缺少主題統(tǒng)領(lǐng)、情境多變等問題。因此，重構(gòu)大單元項目設(shè)計路徑，有效落實學科核心素養(yǎng)和課程目標成為信息技術(shù)教學的重要任務(wù)。

“沉浸式”大單元項目設(shè)計路徑

項目式學習強調(diào)以學生為中心，營造有意義的環(huán)境，讓學生在經(jīng)歷項目的過程中，進行知識的學習、能力的訓練、思維的培養(yǎng)，達到提升學生核心素養(yǎng)的目的。角色扮演作為沉浸式教學法的重要方式，能激發(fā)學生學習興趣與課堂參與度，鍛煉學生理論聯(lián)系實際的能力，培養(yǎng)其團隊協(xié)作能力和創(chuàng)新思維，促進學生對知識的深度理解與記憶，對落實學科核心素養(yǎng)有著積極的意義。大單元教學以大主題、大概念整合知識，大單元設(shè)計依據(jù)課程標準、核心素養(yǎng)和學科大概念，確定統(tǒng)領(lǐng)目標，將大項目拆分成微項目，各課時目標逐步推進。關(guān)于學科大概念，《普通高中信息技術(shù)課程標準（2017年版）》指出要“緊扣學科大概念體系，精心架構(gòu)課程結(jié)構(gòu)，選擇課程內(nèi)容，確保知識體系清晰、難易梯度合理，控制內(nèi)容負荷，提供適度的認知挑戰(zhàn)”。

因此，結(jié)合學科大概念、大單元教學設(shè)計項目式學習和知識整合等教學理論，筆者在教學中探索“沉浸式”大單元項目設(shè)計，以期有效解決項目大不易操作，分割后前后課時項目內(nèi)容不連貫、知識碎片化，項目缺乏趣味性、挑戰(zhàn)性等問題。

“沉浸式”大單元項目式學習設(shè)計以故事線、項目線為明線，將其貫穿整個教學過程，清晰地引導學生參與學習活動，并以知識線、素養(yǎng)線為暗線，讓其在各個教學環(huán)節(jié)中潛移默化地發(fā)揮作用。在單元設(shè)計過程中，將大項目拆分為多個微項目，在微項目中融入相應(yīng)的學科知識與技能目標，且每個微項目可以達成一個或多個素養(yǎng)點，確保學生在完成項目的過程中，逐步落實學科核心素養(yǎng)。“沉浸式”大單元項目設(shè)計路徑如下：

① 緊扣“大概念”建構(gòu)導圖。在學科大概念的統(tǒng)帥下，以單元核心素養(yǎng)目標為驅(qū)動力，重構(gòu)單元內(nèi)容，搭建、優(yōu)化學習組元，引領(lǐng)單元教學方向。

② 巧設(shè)“大情境”貫通項目。圍繞大單元主題（大概念）確定項目主題，用一條連續(xù)的、富有吸引力的故事脈絡(luò)貫穿單元各課時。通過分組、角色扮演等，把知識與技能的獲得、核心素養(yǎng)的提升置于項目的探索歷程中，從而使單元學習過程有序生成。

③ 細分“大任務(wù)”融合目標。將大項目拆分為多個微項目，每個微項目都緊密圍繞故事線展開，學生在探索微項目的過程中，主動學習和運用知識與技能，落實教學目標和核心素養(yǎng)，體現(xiàn)單元教學的進階過程。

④ 精選“大活動”驅(qū)動探究。在課時內(nèi)通過“玩中學”“做中學”“創(chuàng)中學”“拓中學”等活動開展學習活動，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題、評價成果和遷移應(yīng)用的能力，深化單元教學效果。

“信息系統(tǒng)安全”主題大單元項目實施過程

下面，筆者以“信息系統(tǒng)安全”單元為例，將大單元項目主題確定為“用信息科技助力‘瑯琊閣'”，并根據(jù)課程目標要求和教材、學情分析，將大項目拆分成5個微項目。

故事線：傳說中，神秘的“瑯琊閣”掌握天下機要，是情報匯聚之地。情報工作關(guān)系著國家的穩(wěn)定與安寧，因此，情報的安全極為重要。

假如，我們是瑯琊閣的一員，肩負著情報傳遞與保管的重任，你如何負責情報傳遞、保管等各個環(huán)節(jié)的安全呢？

項目線：當十萬火急的軍情需要送達，羽檄飛馳便成了關(guān)鍵——將重要情報寫在特制的紙上，卷成細筒，插入裝飾著羽毛的竹筒，這代表著加急；在放飛訓練有素的信鴿前，反復確認傳遞路線，確保其能快速安全送達；將收到的情報，放進設(shè)有機關(guān)的密室保管；密室中的各種情報又有著不同的查閱權(quán)限項目實施過程如下圖所示。

微項目一：探查情報系統(tǒng)安全隱患—角色分配與隱患分析

活動1：玩中學- 分組進入角色。活動2：做中學 分析系統(tǒng)隱患。活動3：創(chuàng)中學 今科技釋古惑。活動4：拓中學 按來源分隱患。

微項目內(nèi)容： ① 分組。6人一組，分別為閣主（制作情報、接收情報查看情報）、信使（收集情報、傳遞消息）、將軍（制作情報、接收情報、查看情報）、內(nèi)衛(wèi)（保管情報、安全保密）、特工（滲透策反、竊取情報、偽造情報），并使用在線文檔，完成組內(nèi)角色分配。 ② 組內(nèi)討論。以第一視角進入角色，沿著故事主線展開活動，分析出情報系統(tǒng)潛在的安全隱患。 ③ 知識遷移，協(xié)同完善在線導學單。 ④ 展示匯報、評價。

微項目小結(jié)：情報系統(tǒng)工作面臨的安全問題主要有物理安全、邏輯安全，通過分析、討論得到相應(yīng)的解決思路。涉及的相關(guān)知識與技能有：備份（存儲介質(zhì)安全）、加密（保密性）、校驗（完整性，以及防偽造篡改）、簽名（不可否認性），以及情報的打開權(quán)限（身份認證、訪問控制）、病毒和系統(tǒng)漏洞等。

設(shè)計意圖：通過故事導入、角色扮演，激發(fā)學生的學習興趣。在活動的過程中，既有知識與能力的培養(yǎng)，又有信息意識、計算思維、數(shù)字化學習與創(chuàng)新和信息社會責任等核心素養(yǎng)的落實。

微項目二：探索預防情報泄露手段——情報數(shù)據(jù)加密與解密

活動1：用中學—體驗數(shù)據(jù)加密與解密。

活動2：做中學——探秘數(shù)據(jù)加密與解密。

活動3：創(chuàng)中學——設(shè)計個人的專屬加密。

活動4：拓中學—了解異或與換位加密。

微項目內(nèi)容：（1）根據(jù)導學支架分組探究。 ① 利用木棒對“QINGMA”進行加密； ② 利用教材對“請馬”用“豪密”進行加密， ③ 利用凱撒加密輪盤對“QINGMA\"進行加密； ④ 利用凱撒加密程序?qū)Α癚INGMA\"加密，并將加解密結(jié)果填人在線導學單中。（②探秘加密程序，并修改成解密程序。（③參考教學支架“錦囊”在線幫助文檔，分組設(shè)計專屬加密算法，并利用人工智能平臺進行算法實現(xiàn)；（4）小組分享展示，在線完成評價。（5）通過人工智能平臺了解異或與換位加密算法。

微項目小結(jié)：密碼系統(tǒng)包括明文、密文、密鑰和密碼算法四個方面，了解對稱與非對稱密碼體制，替代密碼、換位密碼和異或加密三種簡單的加密算法，并能根據(jù)所學設(shè)計自己的專屬加密算法，進而提升計算思維。

設(shè)計意圖：借助加密工具分組經(jīng)歷替代加密和換位加密的過程，理解替代加密法和換位加密法的算法思想，抽象出數(shù)據(jù)加密的過程；應(yīng)用所學，自主設(shè)計加密算法，并借助人工智能平臺進行算法實現(xiàn)，進一步加深學生對數(shù)據(jù)加密過程的理解，提升學生計算思維水平；通過應(yīng)用周恩來總理發(fā)明的“豪密”算法，增強學生的數(shù)據(jù)安全意識和信息社會責任感。

微項目三：探尋避免情報損壞方案— 情報數(shù)據(jù)備份與校驗（略）

微項目四：探秘情報查閱權(quán)限管理—身份認證與訪問控制 （略）

微項目五：探討情報系統(tǒng)安全威脅—病毒防治與漏洞防護 （略）

大單元項目設(shè)計反思

本項目采用“沉浸式”大單元項目設(shè)計，打破教材原有課時內(nèi)容劃分，應(yīng)用學科大概念將零散的知識點聯(lián)系起來，有效地整合知識、能力、思想、方法等學科核心內(nèi)容，具有很好的遷移應(yīng)用價值，有利于提升學生的核心素養(yǎng)。具體體現(xiàn)如下：

1.體現(xiàn)學生是課堂的主人

通過沉浸式角色扮演，將故事線、項目線、知識線和素養(yǎng)線四線交織，在項目的驅(qū)動下落實基礎(chǔ)知識和基本技能。同時，在項目學習的過程中，引導學生預判可能存在的信息泄露等安全風險，掌握信息系統(tǒng)安全防范的常用技術(shù)方法，自覺遵守相關(guān)法律法規(guī)與倫理道德規(guī)范潛移默化地幫助學生樹立正確的人生觀和價值觀，落實信息意識和信息社會責任等核心素養(yǎng)。

2.關(guān)注學習與創(chuàng)新力培養(yǎng)

通過提供在線導學單、“錦囊”在線文檔、生成式人工智能等學習支架，引導學生經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)問題分析問題和解決問題的過程，將知識建構(gòu)、技能培養(yǎng)與思維發(fā)展，融入到解決具體問題的過程中，提升學生的數(shù)字化學習與創(chuàng)新素養(yǎng)。

3.聚集計算思維水平提升

注重信息技術(shù)與生活的結(jié)合，體現(xiàn)學以致用思想。例如，通過“玩”凱撒密碼盤加密單詞了解加密思想，“用”凱撒加密程序?qū)崿F(xiàn)加密，“析”加密代碼理解加密算法，“做”解密程序理解加密原理，“創(chuàng)”個人專屬加密算法，促進學生遷移應(yīng)用，提升學生計算思維。

同時，通過“沉浸式”大單元項目式學習還能實現(xiàn)深度學習和跨學科學習，有助于培養(yǎng)學生的溝通與交流能力、問題解決和創(chuàng)新能力，發(fā)展高階思維。

參考文獻：

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

[2]方其桂.程序設(shè)計課程項目學習路徑與方法[J.計算機教育，2020（06）：133-137.e