信息技术学科大概念下大单元教学构建实践

劳立颖

摘要：本文基于学科大概念，从大单元角度整合教学主线，并通过单元式的课堂教学组织，指引学生通过过程性评价，逐步形成并加深对教学内容的理解，提升核心素养的深度与广度，真正实现生活中问题的解决。

关键词：学科大概念；大单元教学；单元教学组织

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2023）16-0055-03

新课程背景下信息技术学科教学现状分析

笔者从学科大概念角度出发调查信息技术学科教学的现状，发现教学中主要存在以下问题：①教材知识，体量较大。信息技术学科学习内容多，前后关联性不大，系统性不强。②传统教学，能力异化。学生个体能力差异，导致不同班级或同一班级产生多个层次差别。笔者根据以上问题，并结合《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》（以下简称“新课标”），在对教材进行充分研读的基础上，提出新的教学思路：①学科大概念引领，产生整体思路。②整合学习内容，形成大单元教学。

信息技术学科大概念下大单元教学构建

1.概念界定

英国学者温·哈伦指出：学科大概念是有组织、有结构的科学知识和模型，这些大概念能够解释大范围内的一系列相关现象。大概念作为核心，可指向学科教学的核心内容，对学生学习的知识与内容具有统摄作用，有利于构建关联知识体系，实现学科知识的整体性建构。

本文中的大单元是指相关联的知识点，所以大单元教学可以是教材内容、课外内容、生活问题的大整合。

2.基于学科大概念的大单元体系构建

（1）教材内容的重组

信息技术学科大概念包含数据、算法、信息系统、信息社会，以此为统领挑选内容进行重组，依据学生的认知水平，搭配知识点的难度，将各模块中相关联的知识点层级按螺旋上升的形式整合。

（2）课外知识的整合

高中阶段的信息技术课程教学内容相对较难，知识面也比较广，若只教授课本知识，各知识点之间比较难联结，所以，可以引入相关的课外知识，用课外知识将各离散的知识点联结在一起，用课外知识丰富和补充大单元教学。

（3）生活实际的链接

信息技术核心素养力主培养学生解决实际问题的能力。如果能用生活问题进行大单元教学的思考，可以让学生学会解决生活中的实际问题，并对问题的解决进行迁移，从而提升学生的核心素养。

教学实践

笔者以“数据与数据结构”模块中的“树与二叉树”内容为例，开展了信息技术学科大概念下大单元教学的实践。

1.学科概念统摄，从宏观到微观，产生知识主线

（1）从学科大概念角度看

在“数据与数据结构”模块中，“数据结构”单元包括“数组”“链表”“字符串”“队列”“栈”“树”，而“树”这个课时单元又包括“树与二叉树”“二叉树的建立”“二叉树的遍历”。

（2）从单元学习内容看

数据结构中的各单元虽然章节各自独立，但每个单元的学习内容有很多内在的学科关系，所以可以将数据结构中的各单元整合成一个大单元，大单元教学设计构想如图1所示。学生在完成6个小单元的学习后，展开对“抽象数据类型”的学习，用生活的例子或项目实现数据类型的应用。

依据学科大概念，可以制订单元教学目标：①能通过生活、学习和工作中的具体实例，了解树的相关概念；②能从树的多种形态中了解二叉树的概念，并学会将二叉树的性质应用到具体问题中；③了解使用数据和链表建立并遍历二叉树，体会非线性数据结构在数据组织中的作用。

（3）从课时单元角度看

“树”这个单元通过“发现树”“研究树”“应用树”三个情境，层层深入，分别学习“树与二叉树”“二叉树的基本操作”“二叉树的编码应用”。本单元布局如图2所示。笔者以《树与二叉树》为例，总结了这一课时的学习目标与评价策略，如表1所示。

2.单元教学组织，从微观到宏观，实现概念进阶

（1）前置教学布置任务

首先进行“队列”“栈”“树”三种数据结构的前置课时，每种设计两至三节课，完成数据结构的逻辑结构、存储结构及运算的教学。以《树与二叉树》一课为例，本课是“树”这个课时大概念中的“树与二叉树”这一内容的展开。为了让学生产生树的概念，笔者首先利用图片进行引导，让学生通过观察与知识的迁移，理解树的概念，并通过小组自学、合作、讨论描述树的方式，认识树的相关概念名词，了解树的相关概念名词所表示的意义。其次，要求学生观察树的形态，分析出二叉树的特点。在活动二中，学生尝试拼搭二叉树，每个小组可以将不同方案呈现在PPT中。学生通过对不同方案进行分类，总结出二叉树的5种不同的基本形态，并通过对树的观察，发现二叉树与非二叉树的区别，归纳出二叉树的性质。最后，引导学生通过核算实验，体验遍历法查找与二叉树方法查找的差异，感受二叉树的优势，体会二叉树在现实生活中的应用。在这个过程中，培养学生对实际问题的分析能力，让学生在对问题不断发现、探索、研究的过程中，提升算法思维。

在每種数据结构教学内容完成后，教师都要布置相应的编程作业，具体如下页表2所示。

（2）学生方案设计分享

课后，学生两人一组，分别写好自己设计的方案，然后相互交换，并用不同颜色的笔迹呈现批改与讨论的结果。在经过交流讨论后，学生对算法有了更深的认识。

（3）实践课时组织实施

实践课时是对之前学习内容总结的一节课，本节实践课教师先回顾迷宫问题，然后分享由三位学生用不同数据结构编写的算法。学生通过对方案进行研讨，提出对应的算法以及算法所具有的特征，再根据算法完成程序编写。最后，对编写的程序进行交流，理解这三种结构的优缺点，并与生活关联，将算法应用到生活、学习中。

（4）生活例子编程展示

在实践课后笔者布置了小组作业：请任选一种数据结构，应用相应的算法，创设一个真实情境作为编程题的题干；一人出题，一人编写相应的程序。在所有学生完成出题与编程的作业后，还可以开展一节分享交流课，让学生探讨“题目中的问题”“解决方案的优劣”。通过分享他人的作业，学生可以拓宽思路，真正实现算法在生活中的应用。

反思

1.问题整理与提出

信息技术学科大概念下的大单元教学实践从宏观到微观，能将知识的主线表达得更加清晰。以“迷宫问题”为例，该问题可以由多种方法完成，但在问题提出时，不能将问题的解决方法描述得非常详细，如果问题的描述过于详细—其实已经指定了解决问题的方法，学生也就不会想到用多种方法去解决问题了。

2.教学组织与实施

本文中三个数据结构的教学及练习就可能需要各2～3节课，而《抽象数据类型》即《编程交流》这节课，由于难度比较大，一节课可能无法完成，若再加上作业分享交流课，前后将近10节课，那么，一个问题需要一个月才能完成（一周两课时）。这样，学生有可能会完不成前置任务，导致后续任务完成度降低。此外，学生长时间针对同一个问题，也会产生厌倦的情绪。所以，基于学科大概念的学习需要考虑教学组织与实施，恰当地分解与重构问题，进而实现教学目标。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中信息技术课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2017.

[2]夏雪梅.项目化学习设计：学习素养视角下的国际与本土实践[M].北京：教育科学出版社，2021.

[3]温·哈伦.科学教育的原则和大概念[M].韦钰，译.北京：科学普及出版社，2016.