大单元视角下初中信息科技Python编程的实践研究

摘要：随着信息科技的快速发展，编程教育逐渐成为中学阶段的重要课程。Python作为一种简单易学、功能强大的编程语言，已经成为初中信息科技教学的首选。然而，传统的编程教学方式往往注重单一知识点的教学，缺乏整体性和系统性，学生在学习过程中难以形成完整的知识体系。本文提出，在初中信息科技Python编程教学中引入大单元教学，能为解决这一问题提供新的思路。

关键词：大单元；信息科技；Python编程

中图分类号：G434 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2024）16-0039-03

引言

随着课程目标从知识导向转为素养导向，以往以“课时”“知识点”为主的传统教学设计很难与素养培养目标相适应。而“单元”是以统摄为核心，按照学习的逻辑组织起来的、有组织的、有意义的学习单元，是一种以实现学生素养培养为目标的小型课程详划。所以，“大单元教学”应当成为教学实施的一个核心要素。[1]

大单元教学的理念

大单元教学是指在教学过程中，以某一主题或目标为中心，整合和组织相关的教学内容，以实现深度学习和理解的一种教学方式。其核心理念是将教学重点从知识点的学习转移到知识体系的构建和应用上，以提高学生的综合运用能力和创新思维。大概念中的“大”的内涵不是“庞大”，也不是指“基础”，而是指“核心”，即“高位”或“上位”，具有很强的迁移价值。大单元教学是以大概念为核心目标，基于真实性问题思考教学，指向的是培养学生解决知识问题的素养。学生的思维经过从具体到抽象再到具体的循环过程，产生大量的学习体验，从而形成有效的大概念认知。[2]

初中信息科技Python编程的大单元教学策略

1.确定大单元主题和目标

在确定大单元主题和目标时，应充分考虑学生的兴趣和需求，以及学科核心素养的要求。例如，以八年级上册“程序的设计入门”为主题，整合Python编程、网页设计、网络安全等相关内容。

2.整合和组织教学内容

根据大单元主题和目标，将原本分散的知识点进行整合和组织，形成具有逻辑性和系统性的教学内容。例如，在八年级上册以“程序的设计入门”为主题的大单元中，可以组织Python编程、网页设计、网络安全等知识点，形成完整的教学内容。

3.实施项目式学习

在大单元教学中，实施项目式学习可以有效提高学生的综合运用能力和创新思维。例如，在八年级上册以“程序的设计入门”为主题的大单元中，学生可以通过实际操作，将所学的Python编程、网页设计、网络安全等知识运用到项目中。

4.多元评价和反馈

在大单元教学中，应建立多元评价和反馈机制，关注学生的学习过程和学习成果。例如，在八年级上册以“程序的设计入门”为主题的大单元中，可以通过作品展示、小组讨论等方式进行评价和反馈。

大单元视角下初中信息科技Python编程的教学实践

下面，笔者以粤高教B版八年级上册第二章《程序设计入门》第二节《用程序解九章算术》为例，详细介绍大单元视角下初中信息科技Python编程的教学实践。

1.项目确定

对于绝大部分初中生来说，这是第一次接触到编程语言，之前他们认识了海龟编辑器并学习了输入输出函数和变量与赋值语句，为这一节学习列表达式打下了基础。通过该项目的制作，学生需掌握编程的综合运用，培养计算思维。初二学生的抽象思维正在发展，本节内容中的数据类型是相对抽象的概念，需要通过训练让学生理解和加深印象，并且本节主要引导学生正确地使用赋值语句和认识编程语言中的算术运算符和数据类型，这是后面内容学习中不可或缺的一部分，有承上启下的作用。因此，本课在重点认识变量和赋值语句的使用后，在任务驱动下，采用微课自主学习。设计方面体现学生的编程思维的历练，让学生懂得如何用程序化思维解决问题。

2.整合和组织教学内容

本单元选取的内容是《九章算术》中的“半周半径相乘的积步”，用Python编程解决描述面积计算的方法。“半周半径相乘的积步”意思是用圆的周长的一半乘以半径得到圆的面积。假设圆的半径是r，圆的周长是2πr，半周就是πr。因此，半周和半径的乘积得出圆的面积，即S=πr2。要实现程序自动计算并输出圆的面积，首先需要向计算机输入圆的半径的数据，将半径的值赋值给表示半径的变量r，再通过表达式进行面积的计算，将结果赋值给表示面积的变量S，最后输出面积的值S。此教学内容涉及以下几方面的知识：①顺序结构描述算法；②表达式和算术运算符的应用；③数据类型的转换；④赋值语句的应用；⑤数据交互输入输出。

在大单元视角下，笔者对本节课的内容进行了重组和构建。①在介绍描述算法时，将第三节《智能运动助手》和第四节《自动售货机》中的其他两种算法结构一起学习。介绍算法的三种结构，描述算法的三种结构分别是顺序结构、分支结构、循环结构。这样设计，可以让学生对算法的描述有整体的认知，并且让学生体验算法的魅力。②在学习表达式和算术运算符的应用部分内容时，将后面的关系运算符和逻辑运算符一起讲解，让学生从宏观上了解计算机编程和数学的横向联系。③《九章算术》中还有很多知识可以通过编写程序来解决，如勾股定理、方田术等。④本节的内容可以和网页设计、网络安全等内容结合，让学生编写一个简单的网站，把自己的作品分享到网络上去，共同学习和讨论。

3.实施项目式学习

《用程序解九章算术》一课可以安排3个课时。第1课时学习算法的描述，第2课时学习运算符、关系运算符和逻辑运算的应用，第3课时学习圆面积的编写和《九章算术》其他数学问题的拓展。课后，可以让学生结合网站编写的知识，编写一个简单的程序分享网站。

本单元采用项目式教学、任务驱动和微课自主学习的教学模式，让学生自主探究学习，自己训练技能，通过小组合作完成学习任务——圆面积编写。同时，本单元在任务驱动与微课自主学习中，结合学案操作，让学生发现问题、探索问题、自主学习，从而体验到获取知识的喜悦感，并且采用“兵帮兵”即优生带动学困生的策略，以激发每一个学生的潜力，促使学生共同发展。

本大单元根据《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》的要求，学生年龄特点、生活经验及认识问题的层次、程度，学生发展的需要和信息技术的核心素养，制订了以下教学目标：

①分析问题，并用顺序结构描述算法延伸学习分支结构和循环结构算法描述方法。认识算数运算符、关系运算符和逻辑运算符的使用规范，掌握数据类型了解数据类型的转换。（信息意识）

②掌握使用计算机输入常用的算数运算符的方法，解决问题的程序编写，通过判断、分析运用合理的算法解决问题。程序代码会报错，在观察、分析和交流的过程中，运用新知解决《九章算术》里的面积等方面的知识的问题。（计算思维）

③动手解决《九章算术》程序的编写，尝试去寻找不同方法解决。激发学习兴趣，体验探索与创造的快乐，培养和提高审美情趣。（数字化学习与创新）

④运用新知解决中国天眼圆覆盖面积的计算和《九章算术》里的勾股定理，传承优秀传统文化，培养爱国情怀和社会责任。链接网站建设的任务，完成一个简单网站的制作。（信息社会责任）

4.多元评价和反馈

在大单元教学中，还应建立多元评价和反馈机制，关注学生的学习过程和学习成果。在完成本单元教学目标的同时，笔者设置了一个拓展任务让学生根据微课自主探究学习，如果遇到不懂的问题，可以进行小组合作探究。在学生完成任务之后，教师适当进行点评总结。本节课采用了调查问卷的方式，进行实时反馈。教师通过“问卷星”发放调查问卷，在学生完成问卷后，教师及时查阅反馈情况。

实践检验

为了验证大单元视角下初中信息科技Python编程的教学效果，笔者选取某初中二年级的学生进行实验研究。实验班采用大单元视角下的Python编程教学，对照班采用传统的知识点教学。经过一个学期的教学实验，通过对比两班学生的期末成绩、作品质量、问卷调查等手段，发现采用大单元视角下的Python编程教学班级的学生在学习成绩、学习兴趣、问题解决能力等方面均优于对照班。这说明，大单元视角下初中信息科技Python编程的教学实践有助于提高学生的学习成绩和学习兴趣，同时也能提升学生的问题解决能力和创新思维。

结语

随着信息科技的不断发展，编程教育的重要性日益凸显。未来，笔者将在大单元视角下进一步探索初中信息科技Python编程的教学策略和方法，以期为初中信息科技教育提供更加科学和有效的教学方案。

参考文献：

[1]周纯.中小学信息科技单元教学：思与行[M].上海：上海交通大学出版社，2022.

[2]王蕾.大单元设计在信息科技教学中的实施策略研究——以《在线信息搜索：穿越云锦的故事》为例[J].中国信息技术教育，2023（06）：19-21.