基于核心概念的单元整体教学设计策略——以“算法与程序设计”为例

李宝华 浙江省湖州市南浔高级中学

算法与程序设计是高中信息技术教材的核心知识，针对此知识，浙教版教材安排了“算法与问题解决”和“算法的程序实现”两个章节的内容，但前者内容比较抽象，后者涉及的概念较多，所以需要用一个大的项目涵盖相关概念。因此，笔者认为可采用单元整体设计的思路进行教学规划和设计。

● 依据课标，凝练单元主题

课程标准是教学目标和教学评价的依据，具有规约和指导课程与教学的作用，《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》要求学生在某个具体生活情境中，理解利用算法进行问题求解的基本思想、方法和过程，掌握程序设计的一般方法，重点在于掌握编程解决问题的流程和用程序实现简单算法的技能。所以，结合教材内容，笔者设计了两个单元的主题（如表1）。

表1 单元主题

● 梳理教材，形成概念链

概念是指对一类具体事物本质特征的抽象概括，教材中涉及的核心概念有：①抽象和建模，分析影响问题的主要因素及它们之间的关系；②数据存储和运算，用变量和列表、字典等数据结构存储数据，用算术、关系和逻辑表达式明确每一步的计算；③控制转换，根据数据或运算结果的特点进行不同的处理，表现为程序设计的选择和循环控制结构；④自顶向下，逐步细化，将问题分解成若干个功能模块，通过自定义函数等对功能模块进行封装；⑤解析算法，根据问题的条件和所求结果之间的关系，找出问题的数学表达式并进行问题求解；⑥枚举算法，列出问题的所有可能解，并判断列举的解是否为正确的解。根据计算机编写程序的基本流程，将各个核心概念串联起来，如下图所示。

概念为本的学习模式紧紧围绕“知道”“理解”和“能做”三部分展开，这三个部分简称KUD。其中，知道（Know）的是“事实”，做（Do）的是“技能”，理解（Understand）的是“概念”，而KUD的核心是“U”，只有“理解”了，才能“知道”和“做”。

● 分解单元，确定课时目标

确立学习目标是教学设计的首要任务，它是教学设计的起点，也是教学实施的终点。学习目标指导教学过程，引导学生如何达成目标，直接影响学习结果。

学习目标分为单元学习目标和课时学习目标，单元学习目标是核心素养目标在本单元的具体化，是学生在完成单元学习后，应获得的学科核心素养的具体表现（如表2）。

表2 单元学习目标

课时学习目标以核心概念为载体，指向迁移应用所学知识和方法解决真实问题的能力，注重目标实现的过程和目标实现的方法。课时学习目标应从课程标准、学科指导意见或者教材中来，同时要结合教学过程和教学策略，强调根据学生行为和学习内容进一步细化学习目标，在学习目标中体现学习的过程、方法和学习结果，有利于学习评价。

学习目标决定了学习内容、学习活动、教学策略和学习评价，学习目标与这些要素必须保持一致，即体现教学评的一致性。教学评一致性一方面强调学习目标是可以评价的，通过评价检测学生是否已经学会，另一方面强调可以根据学生的实际学情，结合评价任务，修正学习目标，调整学习内容和要求。

● 整体出发，设计学生活动

如下页表3所示，单元整体设计遵循的是“整体→部分→整体”的逻辑，首先通过对单元项目的分析，讨论项目实施的过程，展示项目实现的三种表示方法，让学生理解为什么要学编程的流程和编程方法(整体)，然后学习数据的存储计算、程序的三种控制结构等编程技能，先描述实现这个算法需要几步，再逐步细化每个步骤，让学生按需学习各个概念(部分)，最后完成一个大的项目作品，达到解决问题的目的(整体)。

表3 “模拟超市自助结算柜台金额结算”单元活动内容

在“答题卡填涂识别”项目中，首先分析整个项目达成的目标和实现路径，完成项目任务的分解（整体），然后判断一个像素和一个选项的填涂情况（部分），再检测整个图像上所有选项的情况，最终输出统计结果（整体）。

真实情境中的问题往往是复杂的，没有现成的解决方案，需要学生去创新，而创新的机制是迁移，迁移是指把在一个情境中学到的东西迁移到新情境的能力。学生解决了一个问题，要反思这个问题的本质，这就是概念，概念是对客观事实的一种抽象，引导学生学会联想、推理、归纳与该概念相关的问题，让学生在反思中学会迁移。例如，在用变量表示用户名、密码时，让学生反思根据商品的代码查找商品的价格，判断商品是否属于特价商品，涉及的数据类型有哪些？举例说明生活中还有哪些问题用到了多种数据类型。列表和字典都可以存储一组数据，两者的区别是什么？生活中哪些数据可以分别存储在列表或字典中？

教学设计是教师对教学内容进行增减、换序、整合、改编等操作，将一个大项目分解成多个完整的真实问题（小任务），并屏蔽其中的复杂部分，最后将各个小的任务拼装起来，形成相对复杂的整体大项目。学生在解决问题过程中，体验知识概念的本质原理，并对概念进行反思，最终把概念串联起来，形成一个完整的知识网络。