信息科技學科單元教學設計探究

王智慧

《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》（以下簡稱新課標）倡導真實性學習，提出要“創新教學方式，以真實問題或項目驅動，引導學生經歷原理運用過程、計算思維過程和數字化工具應用過程，建構知識，提升問題解決能力”。以問題解決為導向的信息科技學科單元教學讓學生沉浸在問題情境中，在問題的驅動下，經歷解決問題的全過程，探究解決問題的方法，將知識與技能的學習融于問題解決的過程之中，實現知識的整合、技能的提升、信息科技學科素養的落實。本文以“物聯網之智能教室”的單元教學設計為例，提出教師在以問題解決為導向進行單元教學設計時應注意的幾個問題。

一、注重問題情境的真實性

1.問題的來源

新課標指出，信息科技課程要“突出用信息科技解決學習、生活中的問題，為學生創設自主、合作、探究的學習情境和知、情、意、行融合發展的成長環境”?？梢?，以問題解決為導向的信息科技學科單元教學要解決的是真問題，是符合學生認知特征、貼近學生生活經驗的問題，比如生活問題、學習問題、社會熱點問題等。只有引導學生去解決真問題，學生才能更好地學以致用，進而進行知識遷移和創新。

2.情境的選擇

在情境的選擇上，要注意問題情境的開放性和復雜性。開放性有利于學生生成多種解決問題的方案，復雜性可以保證問題的挑戰性。具備開放性和復雜性的問題情境有助于促進學生高階思維的發展。問題的情境可分為問題的障礙情境、發現情境、解決情境，為增強其復雜性，可將這三種情境融合在一起，讓學生用已學的學科知識解決新的學科問題，激發其探索新知的熱情。

在“物聯網之智能教室”的單元教學設計中，在問題情境的選擇上，教師從學生最為熟悉的學習環境入手，確定了“智能教室設計”的主題情境，讓學生對所在教室進行智能化設計，探究功能實現問題并自主搭建模型，從而激發了學生的探索積極性。

二、注重問題解決的完整過程

以問題解決為導向的信息科技學科單元教學強調讓學生經歷問題解決的全過程。在整個單元教學的設計上，要將單元情境問題逐級分解為若干子問題，并將這些子問題進行分散教學，從而幫助學生建立解決問題的問題串或問題鏈。可采取項目學習的方式，讓學生在項目驅動性問題的推動下，去逐個解決子問題。學生針對一個課時內應解決的子問題展開分析，選擇合適的方法去求證，在求證的過程中不斷調整實驗探究的方式，經歷解決問題的全過程。

在“物聯網之智能教室”的單元教學設計中，教師以“如何設計智能教室，實現智能功能”為驅動性問題，以設計、功能實現和搭建模型為線索，分解出了以下子問題：1.什么是物聯網，如何理解智能設備？2.如何規劃設計智能教室？3.如何實現設計的各項功能？4.如何搭建智能教室？同時將這些子問題分散在5個課時中展開教學。

三、基于問題解決的知識建構

單元教學設計需要將碎片化的知識點建立起關聯，形成知識框架。以問題解決為導向的單元教學設計強調將真實情境中的問題解決和知識與技能相融合，知識與技能的學習是為解決問題而服務的，因此需形成以問題解決為導向的知識框架。

在“物聯網之智能教室”的單元教學設計中，教師建構知識選用的路徑為：在充分分析情境問題的基礎上，首先找到需要解決的關鍵問題，然后將關鍵問題逐層分解為不同的子問題，最后生成具體的解決方法與過程。即圍繞已確定的問題，分解出它們的具體解決方法，然后結合新課標要求，梳理出對應的知識與技能，最后合理分配到具體課時中去。

本單元的關鍵問題是“智能教室里各個功能的設計與實現”，圍繞此問題，第2課時的子問題為“智能燈的設計”。智能燈的設計基礎源于學生對傳統按鍵燈功能的了解，因此教師設計了“基礎任務探究：傳統按鍵燈”活動，從傳統按鍵燈的功能實現入手，引導學生了解電路、硬件連接等知識?；诖?，教師又設計了“進階任務探究：智能聲/光控燈”活動，從常見的聲控燈功能入手，引導學生了解聲音傳感器的作用、硬件模擬功能實現等，并鼓勵學生進行知識遷移。最后設計了“挑戰任務探究：遠程智能物聯燈控”活動。遠程智能物聯燈基于人們對生活便利性的追求，在智能聲/光控燈基礎上融入了互聯網技術的應用。本課時的三個活動任務實現了跨學段、跨章節的知識建構。

四、在問題解決中遷移創造

新課標強調“提升學生的知識遷移能力和學科思維水平”。以問題解決為導向的信息科技學科單元教學設計強調在問題的解決過程中，提煉解決問題的方法，從而實現遷移創造。

“物聯網之智能教室”的單元教學設計本著將遷移創造貫穿課程始終的原則，從學生的生活經驗、學習經驗中篩選遷移的突破口，在不同課時之間形成遷移的鏈條。比如，本單元第2～4課時的功能實現均是引導學生將前一課時的知識、技能、操作方法遷移到下一課時的學習中去。第5課時更是引導學生綜合第2～4課時所學，進行新功能的研發創新。具體到教學中，教師堅持鼓勵學生遷移創造，如第2課時中三個活動任務的設計，“基礎任務探究：傳統按鍵燈”從學生的生活經驗出發，鼓勵學生將生活經驗遷移到課堂學習中來；“進階任務探究：智能聲/光控燈”是對傳統按鍵燈功能的進一步探究，從聲控功能的實現到光控功能的實現，教師再次引導學生在同類傳感器功能的使用上實現了知識的遷移與創新；“挑戰任務探究：遠程智能物聯燈控”在智能聲/光控燈的基礎上，從開啟方式的便捷性提升到功能的完善，同樣是一次成功的知識遷移與創新。