信息科技跨學科主題單元教學設計與實施

蘇巖 楊曉明

【摘 要】現(xiàn)階段，教師可以根據(jù)新課標中的課程目標和內容要求，以素養(yǎng)為導向進行單元整體設計，從而實現(xiàn)學科核心素養(yǎng)的有效落實。教師以素養(yǎng)導向構建單元教學，應該聯(lián)系學生的真實生活場景，讓學生用數(shù)據(jù)形成觀點或者表達想法，從而感知數(shù)據(jù)的價值。本文探究如何以素養(yǎng)為導向進行單元整體設計，并以“零食中的數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)中的零食”單元為例，闡述單元設計思路和單元教學實施，以期為跨學科主題單元教學研究提供參考。

【關鍵詞】信息科技；數(shù)據(jù)與編碼；跨學科主題；單元教學設計

【中圖分類號】G434? ?【文獻標識碼】A

【論文編號】1671-7384（2024）02、03-085-03

2022年4月，教育部印發(fā)了《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）。新課標中不僅設置了新的內容模塊，還增加了跨學科主題的學習內容，新課標、新學科和新內容，也帶來了新的挑戰(zhàn)。在目前階段，課程標準已經頒布出臺，但配套新教材還未出版發(fā)行的情況下，一線教師如何落實新課標的內容和要求？本文將以一線教師的視角，以“零食中的數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)中的零食”為例，闡述如何在新課標的指導下進行“數(shù)據(jù)與編碼”模塊跨學科主題單元設計與實施。

以素養(yǎng)導向進行單元整體設計

信息科技課程最大的變化之一就是從知識導向轉變?yōu)樗仞B(yǎng)導向。素養(yǎng)導向貫穿了新課標編寫的全過程，信息科技課程標準是大概念、主題式、綜合化、體驗性的，這符合素質培養(yǎng)、素養(yǎng)培養(yǎng)的目標。在新課標中可以看到不管是哪個內容模塊，都在倡導真實性學習，強調真實情境，解決真實問題，讓學生在真實的體驗中完成對大概念的建構[1]。

同時，解決真實問題往往需要綜合運用各學科的知識與技能，劉徽教授在《大概念教學：素養(yǎng)導向的單元整體設計》一書中也提到，采用STEM、跨學科、項目化等學習方式，可以更有效地達成以素養(yǎng)為導向的大概念教學目標[2]，這些學習方式可以打通學科間的壁壘，建立所學知識與現(xiàn)實之間的連接。因此在現(xiàn)階段我們可以根據(jù)新課標中的課程目標和內容要求，以素養(yǎng)導向進行單元整體設計，從而實現(xiàn)學科核心素養(yǎng)的有效落實。

北京市海淀區(qū)從2018年就開始倡導單元教學，以單元為最小的備課單位。崔允漷教授在“學科核心素養(yǎng)及教學實施”的主題講座中也明確指出：單元不是知識或內容單位，而是學習單位。以知識點為站位，看到的目標只是了解、理解、記憶；以單元為站位，看到的目標才是學科育人的關鍵能力、必備品格與價值觀念。[3]

在傳統(tǒng)的教學中，單元是以知識點為目標進行構建的，如在“數(shù)據(jù)與編碼”模塊中會涉及數(shù)據(jù)的采集。那么采集數(shù)據(jù)可以有多種渠道，按照以知識點為目標進行構建，也許會在一個單元中將所有采集數(shù)據(jù)的內容講完。但是在以素養(yǎng)導向進行單元構建時，這種以知識點為目標的方式是行不通的，其主要問題是學生學習了各種采集數(shù)據(jù)的方法，卻不了解數(shù)據(jù)的價值，更不知道采集得到的數(shù)據(jù)可以用來做什么。如果以素養(yǎng)導向構建單元，就應該聯(lián)系學生的真實生活場景，讓學生用數(shù)據(jù)形成觀點或者表達自己的想法，從而感知數(shù)據(jù)的價值。這樣的單元構建才是以素養(yǎng)導向構建單元，體現(xiàn)數(shù)據(jù)在現(xiàn)實生活場景中的作用與價值，蘊含數(shù)據(jù)與編碼的大概念。

“零食中的數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)中的零食”跨學科主題單元教學設計

在以素養(yǎng)為導向的理論指導下，筆者為小學四年級設計規(guī)劃了“零食中的數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)中的零食”這一單元內容。通過與各學科教師的溝通和交流，在信息科技、數(shù)學、科學、道德與法治四個學科的課標和教材中發(fā)現(xiàn)了數(shù)據(jù)、食物、包裝這樣的關鍵詞。具體內容如表1所示。

結合各學科內容，筆者進行了本次單元活動內容、活動目標的設計與規(guī)劃，共設計4課時內容。第1課時：零食中有什么——認識生活中的數(shù)據(jù)。學生通過零食與包裝中的信息，認識生活中數(shù)據(jù)的存在形式、了解食品配料表與營養(yǎng)成分表中的數(shù)據(jù)；并學會根據(jù)問題需求，使用數(shù)字設備采集數(shù)據(jù)，關注數(shù)據(jù)來源和準確性。第2課時：影響健康的是什么——數(shù)據(jù)的組織與整理。結合數(shù)學、科學等學科知識，學生學會對與健康有關的數(shù)據(jù)進行篩選與整理；在組織與整理數(shù)據(jù)的過程中，學會使用數(shù)字化工具規(guī)劃和呈現(xiàn)數(shù)據(jù)。第3課時：零食數(shù)據(jù)大排隊——數(shù)據(jù)的初步分析。學生學會根據(jù)需求，對數(shù)據(jù)進行排序和簡單可視化設置等操作；在對數(shù)據(jù)進行初步分析的過程中，感受數(shù)據(jù)的價值。第4課時：零食應該如何選——利用數(shù)據(jù)形成觀點。學生根據(jù)數(shù)據(jù)分析結果形成自己的結論，表達自己的想法；再通過師生共同梳理，形成用數(shù)據(jù)解決問題和表達想法的一般過程和方法。

“零食中的數(shù)據(jù)? 數(shù)據(jù)中的零食”單元教學實施過程

1.零食中有什么——認識生活中的數(shù)據(jù)

首先界定概念，什么是零食。師生明確研究樣本范圍，再通過驅動型問題：你是如何選擇零食的？哪些數(shù)據(jù)會影響你的選擇？引發(fā)學生探究。學生一般會從零食的口味、價格等方面選擇零食，也有部分學生會從零食的配料和營養(yǎng)成分方面去選擇。教師再次發(fā)問：家長不愿意讓孩子多吃零食，是因為口味和價格嗎？顯然不是，是因為擔心孩子的身體健康受到影響。教師借此明確單元任務：研究零食中的數(shù)據(jù)，看看能不能發(fā)現(xiàn)零食與健康之間的關系。接著，教師引導學生觀察零食包裝，找一找哪些數(shù)據(jù)可能和健康有關？學生通過觀察和討論會發(fā)現(xiàn)零食的保質期、配料表、營養(yǎng)成分表和凈含量等數(shù)據(jù)與健康有關。教師則告訴學生，這些數(shù)據(jù)可以被我們查詢、計算、統(tǒng)計、分析，從而幫助我們做出判斷、得出結論。另外，為了方便多種零食進行統(tǒng)計和比較，教師提醒學生還應該加上零食的品牌和名稱。

要想研究這些數(shù)據(jù)，先要收集數(shù)據(jù)，通過哪些方法和渠道可以收集到這些數(shù)據(jù)呢？不用教師提示，學生自然會想到家里或者超市里的零食包裝上可以收集這些數(shù)據(jù)。有過網(wǎng)購體驗的學生還會想到購物網(wǎng)站，這也是在課上可以收集數(shù)據(jù)的渠道之一。此時教師引導學生到京東等大型購物網(wǎng)站上搜索自己愛吃的零食，用截圖的方式收集相關數(shù)據(jù)。在網(wǎng)絡收集數(shù)據(jù)的過程中，學生可能會遇到問題：購物網(wǎng)站中食品數(shù)據(jù)中的配料數(shù)據(jù)可能不完整，只列舉了部分數(shù)據(jù)，這就影響了數(shù)據(jù)的完整性和準確性，進而影響到后續(xù)的數(shù)據(jù)分析。因此教師布置實踐型作業(yè)，讓學生在生活中繼續(xù)采集自己愛吃的零食包裝中與健康相關的數(shù)據(jù)，引導學生關注數(shù)據(jù)采集的方式、數(shù)據(jù)的完整性和準確性，以及數(shù)據(jù)的來源。

2.影響健康的是什么——數(shù)據(jù)的組織與整理

教師引導學生觀察：哪些配料和營養(yǎng)成分會影響健康？學生結合科學課上學到的知識，說出相關內容，通過師生共同梳理后，將配料和營養(yǎng)成分內容分為對身體不好的、需要控制攝入的和需要結合自己的實際情況按需攝入的三部分。此時教師需要和學生明確：第一，以學生目前的知識水平，很難分辨配料中的食品添加劑、防腐劑和人工調味劑，因此可以將除天然食材和油、鹽、糖、醬油、谷氨酸鈉等常見調料之外的化學成分統(tǒng)一歸為添加劑，進行數(shù)量上的統(tǒng)計；第二，營養(yǎng)成分表中的NRV%表示了一個成年人一天所需要的營養(yǎng)含量；第三，營養(yǎng)成分表中的鈉含量對應的就是鹽，需要嚴格控制攝入。

明確了這些概念之后，學生就可以思考如何規(guī)劃和設計零食研究數(shù)據(jù)統(tǒng)計表了。在規(guī)劃的過程中，除了樣本數(shù)量、基本信息和影響健康的數(shù)據(jù)之外還會有個性化的數(shù)據(jù)，是根據(jù)個人的身體情況選擇的，不同高矮胖瘦的學生所關注的數(shù)據(jù)是不同的。統(tǒng)計表規(guī)劃好之后，教師引導學生發(fā)現(xiàn)問題：如何讓數(shù)據(jù)具有可比性？在學生采集的數(shù)據(jù)中，保質期的數(shù)據(jù)有些是以月為單位，有些是以天為單位；在營養(yǎng)成分表中有些零食是以每100克作為單位，有些卻是以每份的克數(shù)作為單位。這些數(shù)據(jù)如果不進行處理，就會影響數(shù)據(jù)分析的結果，因此就有了統(tǒng)一單位的需求。為了便于數(shù)據(jù)比較，可以將保質期的單位統(tǒng)一為月，營養(yǎng)成分NRV%的單位統(tǒng)一為每100克，學生可以利用自己的數(shù)學知識去換算。之后就可以對自己采集的數(shù)據(jù)進行整理和錄入了，這個活動會持續(xù)到課后作業(yè)中。

3.零食數(shù)據(jù)大排隊——數(shù)據(jù)的初步分析

完成了統(tǒng)計表的設計和數(shù)據(jù)錄入之后，教師繼續(xù)提出驅動型問題：怎樣辨別哪種零食更健康呢？從而引出數(shù)據(jù)排序的需求。這個環(huán)節(jié)教師要引導學生關注排序依據(jù)，如可以通過添加劑的數(shù)量，找到添加劑使用最多或最少的零食。在操作的過程中，學生會發(fā)現(xiàn)給添加劑數(shù)據(jù)排序的同時，無法關注到其他營養(yǎng)數(shù)據(jù)。這時教師可以利用數(shù)據(jù)可視化的生活實例引導學生發(fā)現(xiàn)，通過類似的方式實現(xiàn)關注其他營養(yǎng)數(shù)據(jù)。教師演示講解如何給自己需要關注的數(shù)據(jù)添加“數(shù)據(jù)條”或者“色階條”，從而更直觀地體現(xiàn)出數(shù)據(jù)之間的差異，形成視覺沖擊，并且實現(xiàn)了對多種營養(yǎng)數(shù)據(jù)的關注和呈現(xiàn)。單元活動進行到這里，就可以準備用數(shù)據(jù)形成結論，表達自己的想法了。這個準備工作也體現(xiàn)在實踐型作業(yè)中：引導學生關注新聞聯(lián)播，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化實例并思考，主持人用這些數(shù)據(jù)表達了什么？作業(yè)的設計同樣緊扣學習目標：關注生活中數(shù)據(jù)可視化的實例，感受數(shù)據(jù)的價值。

4.零食應該如何選——利用數(shù)據(jù)形成觀點

教師引導學生結合上一課的作業(yè)，討論如何用數(shù)據(jù)表達自己的想法。師生可以共同梳理出要想用數(shù)據(jù)表達想法，就要有具體的問題、真實的數(shù)據(jù)、清晰的分析，才能形成客觀的結論。教師以這四項內容為評價依據(jù)，引導學生交流自己的觀點：零食應該如何選？最后，師生結合剛才的評價依據(jù)，共同梳理和總結出用數(shù)據(jù)表達想法的一般過程和方法：發(fā)現(xiàn)和提出問題、收集和整理數(shù)據(jù)、分析和呈現(xiàn)數(shù)據(jù)、用數(shù)據(jù)表達想法。

結束語

通過本次“數(shù)據(jù)與編碼”模塊跨學科主題單元活動設計與實施，不難看出學生在對零食與健康這個問題產生興趣的同時，認識了生活中的數(shù)據(jù)；在采集自己需要的數(shù)據(jù)的過程中，初步形成對數(shù)據(jù)的敏感性；在組織和整理數(shù)據(jù)的過程中，要保證數(shù)據(jù)完整、準確、可靠，從而知道負責任地使用數(shù)據(jù)；在對數(shù)據(jù)進行科學分析和可視化呈現(xiàn)的過程中，感受到了數(shù)據(jù)的意義和價值；在形成科學、客觀結論的過程中，形成正確的數(shù)據(jù)觀。

完成整個單元學習之后，學生不僅學會了如何在生活中用數(shù)據(jù)支撐自己的觀點、表達自己的想法，更是形成了相應的關鍵能力、必備品格以及正確的價值觀。學生的核心素養(yǎng)在此過程中潛移默化地得到培養(yǎng)，這也是以素養(yǎng)為導向的單元設計與建構的初衷和目標。

參考文獻

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

劉徽. 大概念教學： 素養(yǎng)導向的單元整體設計[M]. 北京：教育科學出版社，2022：6-7.

崔允漷. 學科核心素養(yǎng)及教學實施[R]. 北京： 中國教師研修網(wǎng)，2018.

作者單位：北京市海淀區(qū)實驗小學

編? ?輯：馮艷艷