依托大單元發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的路徑探析

《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》指出：信息科技課程要培養(yǎng)的核心素養(yǎng)，主要包括信息意識、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會責(zé)任。大單元教學(xué)是指打破教材既有的單元編排體系，突破學(xué)科知識界限，構(gòu)建一種跨單元、跨學(xué)科的教學(xué)體系。有效的大單元教學(xué)離不開清晰的大概念、生動(dòng)的大情境以及多元的大任務(wù)。提煉大概念、創(chuàng)設(shè)大情境、設(shè)計(jì)大任務(wù)，也就成了教師實(shí)施大單元教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生信息科技核心素養(yǎng)發(fā)展的有效路徑。

一、以大概念為導(dǎo)向，發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)

大概念是一種具有概括性、抽象性、普遍性和永恒性，且有助于促進(jìn)核心素養(yǎng)落實(shí)，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的概念。大單元教學(xué)應(yīng)圍繞清晰明確的大概念，全方位、多角度提煉大概念是教師實(shí)施大單元教學(xué)的前提與基礎(chǔ)?；驈恼n程標(biāo)準(zhǔn)角度，或從實(shí)際生活角度，或從學(xué)生學(xué)情角度等，教師都能夠提煉一些清晰、明確的大概念。這些大概念不僅是教師實(shí)施大單元教學(xué)的焦點(diǎn)，而且是教師發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的導(dǎo)向。

例如，“物聯(lián)網(wǎng)的基本原理與功能”“設(shè)計(jì)搭建物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)”“應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)的采集”“通過智能終端或編寫程序，讀取并處理數(shù)據(jù)”等，都是初中信息科技課程“物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐探索”板塊中的一些知識內(nèi)容?；谶@些內(nèi)容，教師從課程標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際生活角度，提煉了一些大概念，包括“物聯(lián)網(wǎng)——數(shù)字世界與物理世界的完美融合”“分析需求、合理規(guī)劃、數(shù)據(jù)互聯(lián)——搭建稱心如意的物聯(lián)網(wǎng)”“決策錦囊——高質(zhì)量的數(shù)據(jù)鏈”等。物聯(lián)網(wǎng)的最終形態(tài)就是世界萬物皆可互聯(lián)，在“物聯(lián)網(wǎng)——數(shù)字世界與物理世界的完美融合”這一大概念的引領(lǐng)下，學(xué)生將會深度探究物聯(lián)網(wǎng)的基本原理與功能；在“分析需求、合理規(guī)劃、數(shù)據(jù)互聯(lián)——搭建稱心如意的物聯(lián)網(wǎng)”這一大概念的引領(lǐng)下，學(xué)生將會探究設(shè)計(jì)搭建物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的方法、步驟、原理和過程等；在“決策錦囊——高質(zhì)量的數(shù)據(jù)鏈”這一大概念的引領(lǐng)下，學(xué)生將會由淺入深、由表及里地探究應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)采集的相關(guān)知識。這些大概念猶如一根紐帶，將信息知識與科技知識巧妙、恰當(dāng)?shù)厝诤显诹艘黄?。同時(shí)，這些大概念也成了統(tǒng)領(lǐng)大單元教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容的一種導(dǎo)向。

在上面的案例中，教師所提煉的大概念都指向了信息意識、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會責(zé)任等信息科技課程核心素養(yǎng)。因此，這些大概念成了教師創(chuàng)設(shè)大情境的焦點(diǎn)，成了教師設(shè)計(jì)大任務(wù)的紐帶，成了教師發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的一種導(dǎo)向。

二、以大情境為支架，發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)

大情境并非為教學(xué)或練習(xí)而設(shè)計(jì)的一種情境，而是一種圍繞大概念或教學(xué)主題而創(chuàng)設(shè)的一種真實(shí)生活情境。大情境是教師實(shí)施大單元教學(xué)的一種支架，也是大任務(wù)的一種載體。教師應(yīng)圍繞大概念，聯(lián)系實(shí)際生活，精心創(chuàng)設(shè)真實(shí)、形象、生動(dòng)、直觀、有趣的情境，并依托情境設(shè)計(jì)主題鮮明、環(huán)環(huán)相扣的項(xiàng)目任務(wù)，讓學(xué)生以完成這些任務(wù)為契機(jī)，實(shí)現(xiàn)知識積累、能力提升和素養(yǎng)發(fā)展。

例如，水下世界奧秘?zé)o窮、別有洞天。當(dāng)人類在探索水下世界時(shí)，因?yàn)樗颅h(huán)境復(fù)雜，所以非常危險(xiǎn)。為了更安全地揭開水下世界的神秘面紗，教師圍繞“物聯(lián)網(wǎng)——數(shù)字世界與物理世界的完美融合”這一大概念，創(chuàng)設(shè)了“機(jī)器人探索神秘水下世界”的真實(shí)情境，以讓學(xué)生基于物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程控制機(jī)器人，深度探究別有洞天、奧秘?zé)o窮的水下世界。在該情境中，實(shí)現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)與水下機(jī)器人、信息技術(shù)與科學(xué)探究的巧妙結(jié)合。這樣的結(jié)合，使得水下機(jī)器人的探索功能更加強(qiáng)大，實(shí)現(xiàn)了自主控制、智能傳感、智能標(biāo)識、智能交互和遠(yuǎn)程無線傳輸?shù)?；使得物?lián)網(wǎng)的應(yīng)用得到了進(jìn)一步拓展，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字世界和物理世界的完美融合。

學(xué)生對神秘的、未知的水下世界，原本就有著強(qiáng)烈的好奇心，再加上將要嘗試用機(jī)器人探秘水下世界，更是讓學(xué)生的好奇心倍增，探究欲陡升。這樣的大情境，激發(fā)了學(xué)生探究物聯(lián)網(wǎng)與機(jī)器人深度融合的濃厚興趣，調(diào)動(dòng)了學(xué)生探究信息科技知識的積極性。以強(qiáng)烈的好奇心、濃厚的興趣為內(nèi)驅(qū)，學(xué)生將積極主動(dòng)、迫不及待地根據(jù)實(shí)際需求，在機(jī)器人與物聯(lián)網(wǎng)深度融合的真實(shí)情境中，探究機(jī)器人搭載主控制器和傳感器的方法，構(gòu)建分布式控制和協(xié)同實(shí)驗(yàn)平臺等。如此一來，學(xué)生的信息意識會進(jìn)一步強(qiáng)化，計(jì)算思維會進(jìn)一步發(fā)展，數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力會進(jìn)一步提升等。

三、以大任務(wù)為抓手，發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)

大任務(wù)是大單元教學(xué)目標(biāo)的載體，也是發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的一種抓手，是由一些環(huán)環(huán)相扣、層層深入的小任務(wù)緊密關(guān)聯(lián)在一起而形成的。教師可圍繞大概念，依托大情境，圍繞大單元教學(xué)目標(biāo)，精心設(shè)計(jì)大任務(wù)，并科學(xué)、合理、恰當(dāng)?shù)貙⒋笕蝿?wù)分解為一系列的小任務(wù)。這些小任務(wù)以大概念為核心、以大情境為支架，緊密關(guān)聯(lián)在一起，且有坡度、有厚度、有高度。如此，以大任務(wù)為抓手，教師能夠循序漸進(jìn)、持續(xù)不斷地促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。

例如，基于“機(jī)器人探索神秘水下世界”這一大情境，教師設(shè)計(jì)了一項(xiàng)大任務(wù)，即“深度融合物聯(lián)網(wǎng)和水下機(jī)器人，助力河長制”。不僅如此，教師還將這項(xiàng)大任務(wù)分解為諸多小任務(wù)，包括“設(shè)計(jì)基于物聯(lián)網(wǎng)和水下機(jī)器人巧妙融合的河道水體勘測方案”“設(shè)計(jì)、搭建水下機(jī)器人水資源勘測物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)”“利用機(jī)器人采集數(shù)據(jù)，利用物聯(lián)網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)”“基于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)讀取、處理機(jī)器人采集的原始數(shù)據(jù)”“撰寫項(xiàng)目研究報(bào)告”等。學(xué)生通過完成“設(shè)計(jì)基于物聯(lián)網(wǎng)和水下機(jī)器人巧妙融合的河道水體勘測方案”這一項(xiàng)小任務(wù)，能夠深入了解物聯(lián)網(wǎng)的基本原理、功能和作用，并逐步形成良好的信息意識；通過完成“設(shè)計(jì)、搭建水下機(jī)器人水資源勘測物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)”，有助于學(xué)生體驗(yàn)數(shù)據(jù)的讀取、發(fā)送、接收和匯集等，并促進(jìn)學(xué)生計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力的發(fā)展；通過完成“利用機(jī)器人采集數(shù)據(jù)，利用物聯(lián)網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)”和“基于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)讀取、處理機(jī)器人采集的原始數(shù)據(jù)”兩項(xiàng)任務(wù)，有助于引領(lǐng)學(xué)生探究物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)的采集、接收和反饋控制等基本功能，以及促進(jìn)學(xué)生計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力的發(fā)展；通過完成“撰寫項(xiàng)目研究報(bào)告”這項(xiàng)小任務(wù)，則有助于培養(yǎng)學(xué)生的信息社會責(zé)任意識。

學(xué)生通過循序漸進(jìn)地完成一系列小任務(wù)，能夠深入淺出地探究物聯(lián)網(wǎng)與水下機(jī)器人之間的聯(lián)系，充分發(fā)揮水下機(jī)器在勘測河道、采集數(shù)據(jù)、探索神秘水下世界方面的作用。在此過程中，學(xué)生能夠深度理解、牢固掌握、靈活運(yùn)用關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)、水下機(jī)器人等相關(guān)知識，創(chuàng)造性地解決探索水下世界的難點(diǎn)問題，以及全面發(fā)展自身的信息科技核心素養(yǎng)。

（作者單位：山東省威海市文登區(qū)金山中學(xué)）