單元活化：大概念視域下的信息科技教學優化

王曉珍

摘要：《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》中提出了數據、算法、網絡、信息處理、信息安全、人工智能六條邏輯主線，即要圍繞這六條邏輯主線組織課程內容，形成學科大概念，但要真正落地絕非易事。鑒于此，本文在分析大概念教學現實困境的基礎上，對大概念教學的主要特征進行了闡述，并以“活化單元”為切入點，探索信息科技大概念教學的有效路徑。

關鍵詞：信息科技；大概念；單元教學；活化

中圖分類號：G434? 文獻標識碼：A? 論文編號：1674-2117（2023）10-0048-04

信息科技教學應以凸顯核心素養、培育計算思維、走向深度學習為目標已成為教師的普遍共識。然而，如何落地卻成為教學實踐的難點。因此，大概念視域下的單元整體教學應運而生，其背后指向的是更具學科特質的核心概念，追求的是學科核心素養培育的真正發生。從教學實施視角看，活化單元是關鍵，只有以項目為引領，建立起“單元”內外的有機聯系，突破知識的“惰性”問題，才能在真實性問題解決的過程中培育學生的核心素養。

挑戰——大概念教學的三個困惑

《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》（以下簡稱課標）提出數據、算法、網絡、信息處理、信息安全、人工智能六條邏輯主線[1]，即要圍繞這六條主線組織課程內容，形成學科大概念，但筆者認為真正落地會遇到三大難點。

1.教師缺乏提煉學科大概念的基本能力

教材大都以單元劃分，但大部分教師在接觸“單元森林”的過程中，常略過整體而直奔“單課樹木”。教師線性地教，學生線性地學，最終這些概念大多以線性方式在學生頭腦中存儲，學生學會的只是知識點的簡單羅列。這正是因為教師缺乏關聯意識，難以從大概念視角打通概念與概念之間的內在聯系。教師對大概念不熟悉，對概念特征難把握，對概念關聯不確定，都為大概念教學的真正落地帶來阻礙。

2.教材內容缺乏學科大概念的顯著體現

教材對于課標而言相對滯后，以單元組織的現行教材并非“盡善盡美”，具體表現為：單元內各課的知識概念并非都做到“前驅后繼”和“前后呼應”；有些單元各課活動“各自為政”，缺乏有意義項目的“打通”。

3.學生缺乏構建學科大概念的持續活動

信息科技學科大概念反映的是本學科更抽象、更本質、更普遍的知識、原理和思想。而形成學科核心大概念不能一蹴而就，學生需要在解決問題的過程中在不斷積累概念的同時，不斷地自我反思與自我組織。在常見的學習中，學生有“做中學”，但缺少的是“學中悟”。在實踐性學習的過程中，學生更需要的是透過現象看本質，經歷項目聯合概念的知行合一。

融通——大概念教學的特征表現

在實踐中，筆者提煉出了“從孤立至生長”“從線性至網狀”“從組合至融合”三種大概念教學的特征表現，以期用單元活化打開教學的嶄新視角。

1.從孤立至生長

單純的知識點往往比較零散，教學中如果不加以主動聯系，就會彼此孤立。雖然很多教師會有意識地建立新舊課的聯系，但常只是為了某個教學環節的突破。例如，在基于Word的項目教學中，教師常常將其與記事本軟件進行比較，引導學生發現不同軟件工具的特點。而這僅停留在知識的表層，若往深處想，教師應引導學生從“信息處理”的視角分析記事本與Word的共同性，即：①都是應用特定工具（算法）對數據進行處理；②工具（算法）的不同，表現為處理數據類型或能力的不同。從數據、算法、信息處理等角度去把握大概念，才能讓“表面”“零碎”的知識建立起一致性的聯系，并逐漸形成學科思維。

基于學科大概念的單元整體教學強調通過理解大概念去實現概念的生長。每一個大概念，本質上是一棵概念樹[2]，教學過程中應當讓學生體驗自我構建概念樹的完整過程。以浙攝版小學信息技術四下第一單元《走進多媒體》一課為例，本課以多媒體作品的制作為載體，學生在實踐與理解的過程中會發散出越來越豐滿的“枝丫”，這樣，概念樹也就隨之生長（如圖1），并可將其遷移到其他情境的問題解決中。

2.從線性至網狀

教學中，教師容易受限于教材呈現的具體內容，而陷入具體知識點教學的誤區。例如，學生學習計算機硬件相關知識，并不了解它們與軟件之間的關系，而在學習軟件時，也不清楚它們與計算機硬件之間的聯系，當學習至計算機網絡時，已經很難與所學的計算機系統融通起來。這種定位于線性的知識點教學，容易忽視大概念之間的內在邏輯與聯系，難以形成具體概念的關聯與抽象。

事實上，計算機系統是以數據計算為核心的硬軟件統一的系統，它與用戶構成信息系統，廣義的信息系統還包含網絡。因此，基于學科大概念的單元整體教學應倡導建立一種圍繞數據、聚焦計算的網狀模型。

以《計算機網絡》一課為例，教師在讓學生親身體驗智慧家居后，提問：“按下按鈕的一瞬間，我們便通過攝像頭看到家中的智能魚缸開始喂食，那么，這條指令是經過一番怎樣的旅程，到達目的地的呢？”教師從信息系統運作的一個現象引入，發掘出“為傳輸接力”的各種硬件和軟件，以及數據的傳輸路線圖，引導學生觸摸到網絡數據傳輸的基本原理。

3.從組合至融合

崔允教授曾說過，“一個學科的核心素養就像一棟大樓，我們原來都是按照知識點教學的，一扇門教一下，一扇窗教一下，水泥教一下，鋼筋教一下，這樣的教跟整棟大樓難以建立關聯”。[3]所以，我們只有將若干個要素關聯并結構化，使之形成一個有機融合的整體，才能更清晰地看到整體所散發的意義與價值。

例如，在浙攝版教材三上《鍵盤指法》的教學中，教師既要“重用”第一單元中硬件、軟件等相關大概念，又要讓學生理解鍵盤輸入的工作原理，還可以提前滲透人工智能相關大概念，讓學生體驗語音輸入與鍵盤輸入在不同場合的應用，感受時代創新給文字輸入帶來的變化。以此為契機，學生在項目實踐中聚焦工具軟件操作背后的學科大概念，并讓學生有機會運用大概念，以大概念為思維工具更好地解決問題。

通過分析，筆者認為大概念之間存在以下基本的關系：數據與算法為基礎層，網絡為實體層，信息處理為實踐層，信息安全為防護伴隨層，人工智能則為時代創新層。基于學科大概念的單元整體教學既可以將后學的內容提前滲透，也可以將先學的內容“回爐重造”。在教學設計與實施中，可以用大項目來驅動概念的有機融合，將六條邏輯主線像網線一樣交織在一起，自然滲透于信息科技各年段的學習。

創生——基于大概念的單元架構與活化

1.自頂向下，統整單元整體架構

單元活化是將小概念聚合形成單元大概念的有效途徑，頂層設計必不可少。教師需從以課時為單位的教學內容分析走向整體單元教學內容的重組，提煉具體的概念點，用驅動性問題激活它，并在特定的情境下開展有趣的思考和探索。

案例1：大概念之“根”在項目中的生長之旅。

以浙攝版五下“算法與程序設計”單元為例，筆者以“圖形化編程工具知識問答小程序”為項目主題貫通整個單元（如圖2）。以“試玩體驗”錨定學科大概念中的“走進算法”，以“系統出題”錨定學科大概念中的“應用算法”，以“詢問交互”錨定大概念中的“控制結構三要素”，以“隨機出題”錨定大概念中的“計算的自動化”……在圍繞大概念推進項目更迭的過程中，基于大概念的“根”生長的項目學習在潛移默化中構造出來。

2.逐步求精，持續單課優化設計

單元活化不僅面向大單元的整體布局，而且致力于每一課的精益求精。教師需在單元整體的加持下，讓大概念之“根”在課時教學中慢慢生長。學生通過分析、探究具體情境一步步構建起來的概念，可以讓知識以大概念為核心向四面八方延伸。

案例2：數據的誕生之道與存在之義。

《用圖表呈現數據》一課內容選自浙攝版《小學信息技術（五年級上）》第二單元“數據處理”的第9課。本單元立足于數據獲取與數據挖掘的問題解決。通過本課，學生不僅要將之前所學的數據處理做一個項目式的融會貫通，還要關注數據安全（恢復）、數據可視化的算法、數據的傳輸與存儲等大概念。

筆者在本節課的設計中，通過問卷星收集學生真實的“課外閱讀”數據（如圖3），用數據解決真實問題——為班級開展課外閱讀活動獻計策。在問題解決過程中，引導學生聚焦大概念，設計如上頁表所示的幾個小活動。

3.學評一致，定位評價長遠發展

單元活化的過程與結果也需要評價來“品控”。以往的評價方式往往考查學生是否掌握技能，而基于大概念的單元整體教學評價則更關注真實情境下的問題解決，實現目標、教學、評價的統一。這樣的評價導向的是將知識轉化為素養，培育的是解決問題的能力，考查的是學生的思維方式及價值觀。

案例3：數據安全之路上的“明察秋毫”。

《數據安全》一課選自浙攝版《小學信息技術（六年級上）》“數據與大數據”單元。筆者在備課中產生了如下思考：數據安全能有效評價嗎？如何設計與目標相配套的評價？課堂能否從評價切入，用真實的問題情境有機整合這些概念？帶著這些思考，筆者設計了“數據安全小衛士”的評價任務。用VBA設計了互動學件，讓情境體驗感更佳。為學生模擬出酒店（公共場所）入住后的數據處理與信息傳輸任務，指向WI-FI安全連接、密碼設置規范、官網鑒別等一系列具體的信息安全的“防與護”，用“安全小衛士”的指標與整體評價，激發學生的安全意識與探究興趣。

從學科內容的角度看，信息科技學科大概念反映了學科本質，是經得起教師與學生持續思考和理解的內容，通過“單元活化”實現對概念的融合式教學是信息科技學科教學優化的一條路徑。大概念教學與核心素養凸顯、重難點突破、自主與創新力培育等目標是一致的，它是信息科技教師將新課標理念運用于信息科技課堂教學的必由之路，也是信息科技教師更系統地理解課程、理解學科的一種新視野。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.義務教育信息科技課程標準[S].北京：北京師范大學出版社，2022.

[2]費海明.以“大概念”創生技術理解的深度視界[J].中國信息技術教育，2021（01）：88-90.

[3]王春易.從教走向學：在課堂上落實核心素養[M].北京：中國人民大學出版社，2021.