大單元教學下初中信息技術的教學優(yōu)化探究

在我國的基礎教育階段，初中信息技術課程肩負著提升學生基本信息技術素養(yǎng)和信息能力的重任[]。近年來，大單元教學作為一種注重整體性和促進深度學習的教學模式，日益受到教育研究者和實踐者的關注[2]。大單元教學可以幫助學生在學習過程中構建知識之間的聯(lián)系，解決傳統(tǒng)教學方法中知識點碎片化的問題，提升其綜合問題解決能力[3-4]。《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》強調(diào)，信息科技課程要培養(yǎng)的核心素養(yǎng)主要包括信息意識、計算思維、數(shù)字化學習與創(chuàng)新、信息社會責任[5]。這為信息技術課程探索大單元教學模式的創(chuàng)新路徑提供了政策依據(jù)。筆者以大單元教學理念為指導，圍繞“智能家居設計”主題探討大單元教學在信息技術課程中的應用價值和優(yōu)化方向。

一、大單元教學設計的核心理念

大單元教學遵循整體性原則與系統(tǒng)性設計思路，要求教師結合學科核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標和學生學情，構建連貫的教學活動體系。大單元教學設計框架包含以下4個核心環(huán)節(jié)。

（一）教學目標設定

大單元教學目標應從知識、技能、素養(yǎng)3個維度進行設定，以促使學生深度學習。知識目標聚焦學科核心概念與原理的掌握；技能目標著重培養(yǎng)學生實踐操作與任務執(zhí)行能力；素養(yǎng)目標則關注學生創(chuàng)新思維、團隊合作及問題解決能力的培養(yǎng)。

（二）內(nèi)容組織與任務設計

大單元教學的內(nèi)容組織圍繞主題任務，采用分層遞進的方式展開，由基礎知識逐步過渡到復雜應用。任務設計需遵循問題驅動和實踐導向的原則，學生在真實任務情境中自主構建知識體系，并通過分工協(xié)作完成任務目標。任務包括基礎任務、進階任務和綜合任務，各任務契合不同學習階段的需求。

（三）教學實施流程

教學流程分為以下4個階段：第一階段一任務導入與知識構建：以真實情境和問題驅動學生學習，引導學生思考，激發(fā)學習興趣；第二階段一一任務分解：圍繞核心任務進行分解，設定合理的子任務，引導學生以小組合作的方式完成不同模塊的學習任務；第三階段一任務實施：學生在實踐過程中完成任務，逐步構建完整的知識體系；第四階段一一成果展示：學生展示學習成果，并通過評價和討論優(yōu)化學習策略，為后續(xù)學習奠定基礎。

（四）教學評價體系

大單元教學的評價體系需兼顧過程性評價與結果性評價，對學生學習情況進行全面考查。過程性評價聚焦任務執(zhí)行、課堂表現(xiàn)和團隊合作，結果性評價則側重最終學習成果的完整性和質(zhì)量。評價方式包括自評、互評、教師評等，是一種多元評價體系。

二、案例展示

（一）案例背景及研究目標

該教學案例以西南某中學八年級信息技術課堂為載體。該班學生掌握一定計算機基礎知識，但缺乏系統(tǒng)性項目學習經(jīng)驗。選擇“智能家居設計”作為教學主題，原因有：一是主題貼近生活，可促進學生對知識的理解，激發(fā)學習興趣；二是其涉及多學科知識，便于開展跨學科教學；三是契合大單元教學理念，有利于推動知識系統(tǒng)學習與實踐。

該研究確定以下目標：一是探究大單元教學在初中信息技術教學中的應用成效；二是運用任務驅動教學，培養(yǎng)學生計算思維、創(chuàng)新能力與團隊協(xié)作能力；三是評估大單元教學模式對學生學習興趣和實踐能力的影響。

（二）教學過程設計

該教學案例嚴格按照“教學目標設定一內(nèi)容組織與任務設計一教學實施流程一教學評價體系”的邏輯架構推進。

1.教學目標設定

知識目標：學生掌握光學傳感器、溫度傳感器工作原理，理解變量等編程基礎概念，學會將數(shù)據(jù)輸入、處理、輸出，形成完整智能控制邏輯；技能目標：學生能夠獨立完成傳感器數(shù)據(jù)采集、邏輯控制程序編寫、模塊功能調(diào)試，并集成完整的智能家居系統(tǒng)；素養(yǎng)目標：培養(yǎng)學生的計算思維能力、邏輯推理能力、團隊合作能力，增強其信息技術應用意識。

2.內(nèi)容組織與任務設計

課程內(nèi)容圍繞“智能家居設計”主題展開，運用層次化任務驅動模式，任務設計如表1所示。

3.教學實施流程

教師圍繞“智能家居設計”主題，開展4個環(huán)節(jié)的教學。

（1）第一環(huán)節(jié)：任務導入與知識構建

首先，教師播放智能家居系統(tǒng)宣傳視頻，視頻涵蓋智能燈光、溫度調(diào)節(jié)及門禁系統(tǒng)等場景，引導學生思考其中的技術應用。其次，教師通過“是否接觸過智能設備”“智能設備運用了哪些核心技術”等問題，引發(fā)學生思考。再次，教師講解光學傳感器、溫度傳感器的工作原理，利用實物教具展示傳感器數(shù)據(jù)采集過程；同時，講解變量定義、條件判斷語句，通過代碼實操展示傳感器數(shù)據(jù)讀取流程，并在投影儀上演示光學傳感器連接方式及光照強度數(shù)據(jù)讀取過程。理論講授結束后，教師組織學生開展小組合作，學生依據(jù)教師示范在模擬軟件上進行線路連接、代碼運行與數(shù)據(jù)讀取。在巡視過程中，教師幫助學生解決連接錯誤、數(shù)據(jù)異常等問題。最后，教師收集學生實驗過程反饋，針對學生疑問，進行針對性講解，闡釋傳感器數(shù)據(jù)處理概念。

（2）第二環(huán)節(jié)：任務分解與小組合作

首先，教師借助多媒體展示智能家居系統(tǒng)，引導學生分析其組成部分。其次，教師將課程內(nèi)容劃分為燈光控制、溫度監(jiān)測、門禁控制三大核心模塊，并講解各模塊功能：燈光控制模塊依靠光學傳感器實現(xiàn)亮度自動調(diào)節(jié)；溫度監(jiān)測模塊讀取環(huán)境溫度，通過閾值設定調(diào)控風扇、加熱器；門禁控制模塊采用密碼輸入或RFID識別技術保障安全。再次，教師結合實際案例，演示各模塊應用場景，提出“各模塊如何協(xié)同工作”“傳感器數(shù)據(jù)如何在系統(tǒng)中發(fā)揮作用”等問題，引導學生思考。教師依據(jù)學生興趣與技術水平，將學生分成3一4人的小組，確保組內(nèi)成員技術能力多元化。小組成員進一步明確分工，分別承擔編程員、硬件調(diào)試員、數(shù)據(jù)分析員等角色，并基于“確定目標、梳理所需硬件、預估時間”制訂任務計劃。隨后，學生小組構建代碼框架，同步編寫基礎代碼。在巡視指導過程中，教師糾正代碼邏輯錯誤，提出個性化優(yōu)化建議。最后，各小組匯報項目進展，反饋技術難題，教師針對共性問題進行總結，引導學生優(yōu)化代碼邏輯。

（3）第三環(huán)節(jié)：任務實施與系統(tǒng)整合

各小組明確分工，進行智能家居系統(tǒng)模塊開發(fā)與整合工作。燈光控制組根據(jù)光學傳感器采集的環(huán)境光強數(shù)據(jù)，編寫代碼以實現(xiàn)LED燈亮度的自動化調(diào)節(jié)；溫度監(jiān)測組對溫度傳感器進行調(diào)試，實現(xiàn)環(huán)境溫度的實時采集，并確保在溫度超出設定閾值時觸發(fā)警報機制；門禁控制組則著手編寫密碼輸入模塊，確保密碼輸入正確時門鎖開啟，并對錯誤輸入進行提示反饋。完成單個模塊的基礎功能開發(fā)后，各小組進行代碼合并工作。由于不同小組代碼風格、變量命名存在差異，需先統(tǒng)一變量命名，規(guī)范數(shù)據(jù)通信格式。調(diào)試過程中，學生進行交叉測試，對不同模塊間的兼容性進行檢測，以確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

4.第四環(huán)節(jié)：成果展示與評價

各小組輪流展示智能家居系統(tǒng)，并闡述設計思路、技術難點及對應的解決方案。燈光控制組圍繞光照強度變化自動調(diào)節(jié)燈光亮度機制進行展示；溫度監(jiān)測組演示溫度數(shù)據(jù)采集與報警功能的實現(xiàn)過程；門禁控制組則通過密碼輸入展示門鎖解鎖操作。展示期間，其他小組針對展示內(nèi)容提出疑問，燈光控制組需解釋其設計原理。展示結束后，教師從代碼結構、功能完整性、創(chuàng)新性和團隊合作等方面對各小組項目進行點評并給出評價反饋；同時，組織學生進行互評，各小組對其他小組成果打分，并提出具體的改進建議。評價環(huán)節(jié)結束后，教師引導學生回顧整個開發(fā)過程，并思考：“在任務執(zhí)行過程中遇到了哪些挑戰(zhàn)？是如何解決的？哪些地方還可以改進？”學生依次分享心得。

（三）實踐效果分析

此環(huán)節(jié)從知識掌握、技能提升、學生反饋、團隊合作4個維度進行評價，采用課堂測試、項目成果評估、問卷調(diào)查和教師觀察記錄等方式獲取數(shù)據(jù)。根據(jù)評估數(shù)據(jù)，教學實踐效果如表2所示。

教學實踐效果表明，學生總體上對理論知識掌握扎實，在變量定義、條件判斷方面表現(xiàn)較好，但對循環(huán)結構、模塊間通信理解較差，導致部分模塊功能實現(xiàn)受影響。多數(shù)學生能正確編寫并實現(xiàn)模塊功能，但代碼優(yōu)化能力有待提升。大部分學生可獨立完成硬件連接調(diào)試，少數(shù)學生在模塊聯(lián)調(diào)時需教師指導。總體而言，大單元教學設計能夠顯著提升學生學習興趣與團隊協(xié)作效率，有利于加深學生對信息技術的理解，培養(yǎng)其創(chuàng)新思維。

結語

綜上所述，初中信息技術課程在培養(yǎng)學生信息素養(yǎng)、創(chuàng)新能力與實踐能力方面的重要性日益凸顯。傳統(tǒng)教學模式在知識體系構建、實踐教學及學習效果評價等方面的不足，在較大程度上制約了學生綜合能力的發(fā)展。與之相比，大單元教學將知識點有機融入真實情境任務，有助于學生深入理解信息技術的實際價值。未來教學實踐中，教師應依據(jù)學校教學條件、學生個體需求及社會發(fā)展趨勢，優(yōu)化大單元教學設計，拓展其應用范圍，促進信息技術教育持續(xù)發(fā)展。

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