基于“教-學-評”一體的高中信息技術(shù)大單元5E教學設計

摘要：大單元教學解決了高中信息技術(shù)在以往以課時為單位的教學設計中教學目標模糊實現(xiàn)和評價缺位的問題，大單元5E教學模式則通過具體的教學環(huán)節(jié)和方法，優(yōu)化育人評價體系，促進教學目標的有效達成，落實“教-學-評”一體化。因此，在高中信息技術(shù)教學中，構(gòu)建基于“教-學-評”一體的大單元5E教學模型有利于教學目標的實現(xiàn)，落實學科核心素養(yǎng)。本文以“洞察數(shù)據(jù)背后的價值”大單元學習中的“聚類分析”一課為例，闡述“一體三環(huán)五E”模型的設計與實踐思路。

關鍵詞：“教-學-評”一體；高中信息技術(shù)；大單元

中圖分類號：G434" 文獻標識碼：A" 論文編號：1674-2117（2025）06-0027-05

非單元教學模式在選取教材內(nèi)容時，往往缺乏對教材內(nèi)容完整性和學科知識系統(tǒng)性的整體把握，導致課前、課中、課后以及不同課時之間的內(nèi)容連貫性不足。為此，《普通高中課程方案（2017年版2020年修訂）》提出了以學科大概念為核心、以主題為引領的大單元教學，也明確提出：“準確把握課程標準和教材，圍繞核心素養(yǎng)開展教學與評價。”[1]《義務教育課程方案（2022年版）》則進一步要求：“促進‘教-學-評’有機銜接。”[2]當前，高中信息技術(shù)教學面臨著挑戰(zhàn)，學生基礎差異大，傳統(tǒng)教學缺乏實踐操作和探究性學習，且評價方式單一。因此，在大單元教學中落實學科核心素養(yǎng)的培育，踐行“教-學-評”一體化，探索有效的教學模式成為當務之急。

“5E”教學模式是一種基于建構(gòu)主義教學理論的模式，強調(diào)學生的主動參與和探究學習，且具備完善的評價環(huán)節(jié)。所以，在高中信息技術(shù)教學中，將“5E”教學模式滲透在“教-學-評”一體的大單元學習活動中，以核心素養(yǎng)為綱，以單元主題為引領，以真實情境中的核心問題來組織問題鏈學習，讓學生經(jīng)歷參與（Engage）、探究（Explore）、解釋（Explain）、遷移（Elaborate）、評價（Evaluate）等學習環(huán)節(jié)，以逆向教學設計“評價先行”的創(chuàng)新模式，能夠更好地體現(xiàn)“教-學-評”一致性，有利于落實核心素養(yǎng)的培育。

基于“教-學-評”一體的大單元5E教學模式在高中信息技術(shù)教學中的價值

在新課標理念下，“教-學-評”一體化是基于學習目標的一致性，教、學、評都是圍繞學習目標的教-學-評，本質(zhì)是在學習、教學、評價中落實基于核心素養(yǎng)形成的學習目標。當前，高中信息技術(shù)教學中存在教、學、評不一致的現(xiàn)象，這主要表現(xiàn)為教學目標設定不清晰、教學環(huán)節(jié)之間缺乏有效銜接，以及教學評價意識的缺失。因此，大單元教學和5E教學模式可以發(fā)揮重要作用。

大單元教學不同于以往以課時為單位的教學，它以一個主題為核心，根據(jù)單元目標，組織、聯(lián)結(jié)學習內(nèi)容，形成貫通學習情境、學習任務、學習活動和學習評價的整體聯(lián)系的課程學習單位。[3]5E教學模式則是基于建構(gòu)主義的研究性教學方法，以學生為中心，設計“參與、探究、解釋、遷移、評價”的學習目標和學習環(huán)節(jié)。基于“教-學-評”一體的5E教學模式通過提供支架路徑，設置了旨在幫助學生進行概念建立、知識獲得、意義建構(gòu)、遷移運用等的不同層次的問題串，確保教學目標的有效實現(xiàn)；它以“學會”為邏輯起點設計學習進階路徑，從認識到理解再到鞏固和拓展，由易到難，層層遞進，符合學生認知水平和思維發(fā)展特點，從而促進核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標的達成（如圖1）。

以往以課時為單位的高中信息技術(shù)“教-學-評”一體化模式主要關注碎片化的知識目標、機械的學習活動與事實性知識測試之間的一致性，這往往導致目標的零散、評價與教學設計的割裂，同時也在一定程度上弱化了學生在學習過程中的參與和探究，進而忽視了學科的育人功能。相比之下，以大單元為單位的高中信息技術(shù)“教-學-評”一體化5E教學模式則通過聚焦學生整體性學習目標、提供完整的學習經(jīng)歷以及實施形成性評價，有效解決了上述問題。大單元教學為5E教學模式提供了完整的教學框架和內(nèi)容支持，5E教學模式則通過具體的教學環(huán)節(jié)和方法，促進大單元教學目標的有效達成，實現(xiàn)了教學目標、學習活動和評價之間的高度一致性和整體性。

基于“教-學-評”一體的高中信息技術(shù)大單元5E教學模型構(gòu)建

為適應學生的不同學情，激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的自主探究能力和合作學習能力，確保學習目標的有效實現(xiàn)，落實信息技術(shù)學科核心素養(yǎng)的培育，基于學科核心素養(yǎng)和課程標準，筆者在高中信息技術(shù)教學中，將“5E”教學模式滲透在“教-學-評”一體的大單元學習活動中，并構(gòu)建了基于“教-學-評”一體的高中信息技術(shù)大單元“一體三環(huán)五E”教學模型，如圖2所示。

一體指的是基于教-學-評一體的單元設計理念（從哪里來）；三環(huán)包括明確學習目標（到哪里去）、設計學習評價（如何確認學生到達目的地）、設計核心任務（帶什么去）；五E包括五個學習環(huán)節(jié)，即參與環(huán)節(jié)（1E）、探究環(huán)節(jié)（2E）、解釋環(huán)節(jié)（3E）、遷移環(huán)節(jié)（4E）、評價環(huán)節(jié)（5E）（以哪里為起點）。為了讓評價與教學設計保持一致，采用逆向教學設計，在確定學習目標之后，并不是設計核心任務，而是針對目標先進行評價設計，讓評價在教學設計初期就得到充分考慮，與教學目標和接下來的教學活動形成緊密的聯(lián)系和互動。

依托“一體三環(huán)五E”模型的高中信息技術(shù)大單元教學設計實踐

筆者以高中信息技術(shù)學科大概念“數(shù)據(jù)”為核心，對粵教版《必修一 數(shù)據(jù)與計算》中的第一章、第二章、第五章的部分教學內(nèi)容進行整體性的思考、設計和組織，確定大單元主題“洞察數(shù)據(jù)背后的價值”和單元脈絡（如圖3）。其中第5課時為“聚類分析”，下面以它為例，闡述“一體三環(huán)五E”模型的設計與實踐思路。

1.三環(huán)節(jié)的設計思路

環(huán)節(jié)一：明確學習目標

本節(jié)課“聚類分析”將組織學生開展自主、協(xié)作、探究學習活動，理解聚類分析的概念思想、基本方法和應用意義，促進學生全面認識數(shù)據(jù)在信息社會中的重要價值，以及數(shù)據(jù)分析在信息社會中越來越重要的作用，逐步成為信息社會的積極參與者。為此，筆者結(jié)合“參與—探究—解釋—遷移—評價”的5E學習過程制訂學習目標。

目標1：通過感知參與，知道聚類分析的概念，了解聚類的思想。（匹配1E參與學習活動）

目標2：通過“圈一圈”“算一算”“調(diào)一調(diào)”的自主學習探究活動，能夠解釋聚類算法K-Means的基本原理，能根據(jù)探究目標，將問題進行分解，并提煉出解決問題的方法。（匹配2E探究、3E解釋學習活動）

目標3：通過選題探究，小組合作，理解聚類分析的應用意義，能從實際生活中遷移發(fā)現(xiàn)聚類分析的價值，認識到有效的聚類分析對于發(fā)掘數(shù)據(jù)應用價值的重要意義并分享交流。（匹配4E遷移、5E評價學習活動）

環(huán)節(jié)二：設計學習評價

為實現(xiàn)學習目標，教師在學習評價規(guī)劃中，應采用逆向教學設計，即讓“評價先于教學”，把評價任務嵌入學生的5E學習活動中，從目標出發(fā)，利用自評、互評、師評多元方式跟蹤學生的學習過程，設計入門、達標、典范的評價等級和具體內(nèi)容（如上頁表1），及時反饋學生的學習狀況，形成不斷反復的對目標的回望和檢測，以評促學，以評促教，落實“教-學-評”一體化。

環(huán)節(jié)三：設計核心任務

為達成教學目標，踐行“教-學-評”一體化，筆者設計了“溫故知新，評價先行”—“問題引入，情境參與”—“自主探究，分析解釋”—“小組合作，深化遷移”—“分享交流，總結(jié)評價”等教學環(huán)節(jié)，形成學歷案，讓學生經(jīng)歷“參與—探究—解釋—遷移—評價”的5E學習過程。學生從認識、理解到分析再到綜合、評價，層層遞進，符合認識水平和思維發(fā)展特點，從而促使核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標的達成（如表2）。

2.5E教學實踐過程

（1）溫故知新，評價先行

教師通過圖片，對比古今的發(fā)展，帶領學生回顧學過的知識，包括大數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)的處理、數(shù)據(jù)的分類、數(shù)據(jù)的可視化，從大單元的驅(qū)動問題：“生活在信息社會，如何基于一個實際問題，采集到合適的數(shù)據(jù)，挖掘數(shù)據(jù)價值，并通過采集、分析和利用數(shù)據(jù)解決生活與學習中的問題，讓生活和學習更美好？”引出本節(jié)課驅(qū)動問題：“對待未知分類標準的數(shù)據(jù)，如何把大量雜亂無章的數(shù)據(jù)變成有序的、有代表性的類別？”學生學習理解學習目標及評價任務描述，厘清要學什么、學到什么程度，同時知道在學習過程中及時進行自我評價的方法。

（2）問題引入，情境參與（1E）

活動1：感知聚類。

①提問：沒有分類標準，將水果分成兩類，可以怎么分？

②講解點撥聚類的思想和聚類分析的概念，引出聚類分析的基本方法。

③創(chuàng)設真實情境：以校園生活場景為例，根據(jù)心理學“親和效應”，人們因為彼此之間存在某種共同或近似之處，所以感到相互之間更容易接近，那么從三五成群的學生群體中，可以挖掘什么信息呢？以“人以群分”的思想來剖析聚類算法K-means的原理。

（3）自主探究，分析解釋（2E-3E），從數(shù)據(jù)到知識

探究環(huán)節(jié)（2E）是5E的核心環(huán)節(jié)，在本環(huán)節(jié)中學生通過主動探索、發(fā)現(xiàn)和思考解決問題，鍛煉和提升了自主學習能力和創(chuàng)新思維。解釋環(huán)節(jié)（3E）則是促進知識內(nèi)化。

活動2：圈一圈。

①布置任務：將散點圖15個點圈成兩類，依據(jù)是什么？

②引導學生由感官上的“挨得近”，到科學衡量的“距離”，通過距離來看聚類。

③引出并講解歐式距離計算公式。

活動3：算一算和調(diào)一調(diào)。

①布置任務：假設以A1和A2為中心點，打開Excel表格半成品，準確計算其余每個點到中心點的距離。

②提問：對聚類結(jié)果有沒有疑問？聚類結(jié)果是否最優(yōu)？引出：中心點的調(diào)整。

③提問：中心點調(diào)整完之后干什么？引出：迭代計算調(diào)整。

④提問：調(diào)整的次數(shù)怎么定？引出：迭代結(jié)束的條件、K-means算法。

活動4：解釋算法流程圖。

①布置任務：完善并解釋K-means算法流程圖。

②提問：聚類在生活中有什么應用？引出：聚類分析的應用意義。

（4）小組合作，深化遷移（4E），從知識到洞察

本環(huán)節(jié)通過三個探究主題，采用小組合作的方式讓學生在合作探究中認識到數(shù)據(jù)分析在信息社會中越來越重要的促進作用，透過復雜的數(shù)據(jù)，以發(fā)展的眼光看自己、看社會、看世界，促進學生的思維從多點結(jié)構(gòu)進入關聯(lián)結(jié)構(gòu)，使學生逐步成為信息社會的積極參與者。

活動5：小組合作，選擇一個探究主題，探究聚類分析的應用意義。選題包括：雙一流高校學科發(fā)展布局聚類分析、行業(yè)資產(chǎn)總值與增長率聚類分析、世界森林覆蓋率發(fā)展聚類分析。

（5）分享交流，總結(jié)評價（5E），從洞察到創(chuàng)新

評價環(huán)節(jié)（5E）是對整個教學過程的總結(jié)和評價。教師總結(jié)：通過這節(jié)課的活動，利用科學的工具，可以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)背后隱藏的許多洞察，如通過分析用戶行為數(shù)據(jù)，可以了解用戶偏好和需求，對用戶聚類，為產(chǎn)品設計和營銷策略提供指引。數(shù)據(jù)背后的洞察不僅能夠幫助我們更好地理解現(xiàn)象，還能為各個領域帶來創(chuàng)新和突破。

總之，通過上述實踐能夠證實“教-學-評”一體的大單元5E教學模型能夠有效整合教學目標、學習活動和學習評價，實現(xiàn)高中信息技術(shù)教學的“教-學-評”一致性和整體性。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中課程方案（2017年版2020年修訂）[S].北京：人民教育出版社，2020.

[2]中華人民共和國教育部.義務教育課程方案（2022年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2022.

[3]毛建華，林良夫.課程改革的理念與策略——課程專家崔允漷教授訪談錄[J].教學月刊：小學版，2003（04）：6-9.

基金項目：廣東省東莞市教育科研2024年度規(guī)劃課題“基于教學評一體化的高中信息科技大單元教學設計與實施研究”（編號：2024GH671）；東莞市教育科研2022年度專項課題“高中人工智能教育項目學習過程評價設計與應用研究”（編號：2022GCZX21）。