基于“教-學(xué)-評(píng)”一體的高中信息技術(shù)大單元5E教學(xué)設(shè)計(jì)

摘要：大單元教學(xué)解決了高中信息技術(shù)在以往以課時(shí)為單位的教學(xué)設(shè)計(jì)中教學(xué)目標(biāo)模糊實(shí)現(xiàn)和評(píng)價(jià)缺位的問題，大單元5E教學(xué)模式則通過具體的教學(xué)環(huán)節(jié)和方法，優(yōu)化育人評(píng)價(jià)體系，促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)的有效達(dá)成，落實(shí)“教-學(xué)-評(píng)”一體化。因此，在高中信息技術(shù)教學(xué)中，構(gòu)建基于“教-學(xué)-評(píng)”一體的大單元5E教學(xué)模型有利于教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)。本文以“洞察數(shù)據(jù)背后的價(jià)值”大單元學(xué)習(xí)中的“聚類分析”一課為例，闡述“一體三環(huán)五E”模型的設(shè)計(jì)與實(shí)踐思路。

關(guān)鍵詞：“教-學(xué)-評(píng)”一體；高中信息技術(shù)；大單元

中圖分類號(hào)：G434" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" 論文編號(hào)：1674-2117（2025）06-0027-05

非單元教學(xué)模式在選取教材內(nèi)容時(shí)，往往缺乏對(duì)教材內(nèi)容完整性和學(xué)科知識(shí)系統(tǒng)性的整體把握，導(dǎo)致課前、課中、課后以及不同課時(shí)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(xué)科大概念為核心、以主題為引領(lǐng)的大單元教學(xué)，也明確提出：“準(zhǔn)確把握課程標(biāo)準(zhǔn)和教材，圍繞核心素養(yǎng)開展教學(xué)與評(píng)價(jià)。”[1]《義務(wù)教育課程方案（2022年版）》則進(jìn)一步要求：“促進(jìn)‘教-學(xué)-評(píng)’有機(jī)銜接。”[2]當(dāng)前，高中信息技術(shù)教學(xué)面臨著挑戰(zhàn)，學(xué)生基礎(chǔ)差異大，傳統(tǒng)教學(xué)缺乏實(shí)踐操作和探究性學(xué)習(xí)，且評(píng)價(jià)方式單一。因此，在大單元教學(xué)中落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)的培育，踐行“教-學(xué)-評(píng)”一體化，探索有效的教學(xué)模式成為當(dāng)務(wù)之急。

“5E”教學(xué)模式是一種基于建構(gòu)主義教學(xué)理論的模式，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動(dòng)參與和探究學(xué)習(xí)，且具備完善的評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)。所以，在高中信息技術(shù)教學(xué)中，將“5E”教學(xué)模式滲透在“教-學(xué)-評(píng)”一體的大單元學(xué)習(xí)活動(dòng)中，以核心素養(yǎng)為綱，以單元主題為引領(lǐng)，以真實(shí)情境中的核心問題來組織問題鏈學(xué)習(xí)，讓學(xué)生經(jīng)歷參與（Engage）、探究（Explore）、解釋（Explain）、遷移（Elaborate）、評(píng)價(jià)（Evaluate）等學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，以逆向教學(xué)設(shè)計(jì)“評(píng)價(jià)先行”的創(chuàng)新模式，能夠更好地體現(xiàn)“教-學(xué)-評(píng)”一致性，有利于落實(shí)核心素養(yǎng)的培育。

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

在新課標(biāo)理念下，“教-學(xué)-評(píng)”一體化是基于學(xué)習(xí)目標(biāo)的一致性，教、學(xué)、評(píng)都是圍繞學(xué)習(xí)目標(biāo)的教-學(xué)-評(píng)，本質(zhì)是在學(xué)習(xí)、教學(xué)、評(píng)價(jià)中落實(shí)基于核心素養(yǎng)形成的學(xué)習(xí)目標(biāo)。當(dāng)前，高中信息技術(shù)教學(xué)中存在教、學(xué)、評(píng)不一致的現(xiàn)象，這主要表現(xiàn)為教學(xué)目標(biāo)設(shè)定不清晰、教學(xué)環(huán)節(jié)之間缺乏有效銜接，以及教學(xué)評(píng)價(jià)意識(shí)的缺失。因此，大單元教學(xué)和5E教學(xué)模式可以發(fā)揮重要作用。

大單元教學(xué)不同于以往以課時(shí)為單位的教學(xué)，它以一個(gè)主題為核心，根據(jù)單元目標(biāo)，組織、聯(lián)結(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容，形成貫通學(xué)習(xí)情境、學(xué)習(xí)任務(wù)、學(xué)習(xí)活動(dòng)和學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的整體聯(lián)系的課程學(xué)習(xí)單位。[3]5E教學(xué)模式則是基于建構(gòu)主義的研究性教學(xué)方法，以學(xué)生為中心，設(shè)計(jì)“參與、探究、解釋、遷移、評(píng)價(jià)”的學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)?；凇敖?學(xué)-評(píng)”一體的5E教學(xué)模式通過提供支架路徑，設(shè)置了旨在幫助學(xué)生進(jìn)行概念建立、知識(shí)獲得、意義建構(gòu)、遷移運(yùn)用等的不同層次的問題串，確保教學(xué)目標(biāo)的有效實(shí)現(xiàn)；它以“學(xué)會(huì)”為邏輯起點(diǎn)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)進(jìn)階路徑，從認(rèn)識(shí)到理解再到鞏固和拓展，由易到難，層層遞進(jìn)，符合學(xué)生認(rèn)知水平和思維發(fā)展特點(diǎn)，從而促進(jìn)核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成（如圖1）。

以往以課時(shí)為單位的高中信息技術(shù)“教-學(xué)-評(píng)”一體化模式主要關(guān)注碎片化的知識(shí)目標(biāo)、機(jī)械的學(xué)習(xí)活動(dòng)與事實(shí)性知識(shí)測(cè)試之間的一致性，這往往導(dǎo)致目標(biāo)的零散、評(píng)價(jià)與教學(xué)設(shè)計(jì)的割裂，同時(shí)也在一定程度上弱化了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的參與和探究，進(jìn)而忽視了學(xué)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(xué)-評(píng)”一體化5E教學(xué)模式則通過聚焦學(xué)生整體性學(xué)習(xí)目標(biāo)、提供完整的學(xué)習(xí)經(jīng)歷以及實(shí)施形成性評(píng)價(jià)，有效解決了上述問題。大單元教學(xué)為5E教學(xué)模式提供了完整的教學(xué)框架和內(nèi)容支持，5E教學(xué)模式則通過具體的教學(xué)環(huán)節(jié)和方法，促進(jìn)大單元教學(xué)目標(biāo)的有效達(dá)成，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)目標(biāo)、學(xué)習(xí)活動(dòng)和評(píng)價(jià)之間的高度一致性和整體性。

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

為適應(yīng)學(xué)生的不同學(xué)情，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的自主探究能力和合作學(xué)習(xí)能力，確保學(xué)習(xí)目標(biāo)的有效實(shí)現(xiàn)，落實(shí)信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)的培育，基于學(xué)科核心素養(yǎng)和課程標(biāo)準(zhǔn)，筆者在高中信息技術(shù)教學(xué)中，將“5E”教學(xué)模式滲透在“教-學(xué)-評(píng)”一體的大單元學(xué)習(xí)活動(dòng)中，并構(gòu)建了基于“教-學(xué)-評(píng)”一體的高中信息技術(shù)大單元“一體三環(huán)五E”教學(xué)模型，如圖2所示。

一體指的是基于教-學(xué)-評(píng)一體的單元設(shè)計(jì)理念（從哪里來）；三環(huán)包括明確學(xué)習(xí)目標(biāo)（到哪里去）、設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)（如何確認(rèn)學(xué)生到達(dá)目的地）、設(shè)計(jì)核心任務(wù)（帶什么去）；五E包括五個(gè)學(xué)習(xí)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(píng)價(jià)環(huán)節(jié)（5E）（以哪里為起點(diǎn)）。為了讓評(píng)價(jià)與教學(xué)設(shè)計(jì)保持一致，采用逆向教學(xué)設(shè)計(jì)，在確定學(xué)習(xí)目標(biāo)之后，并不是設(shè)計(jì)核心任務(wù)，而是針對(duì)目標(biāo)先進(jìn)行評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)，讓評(píng)價(jià)在教學(xué)設(shè)計(jì)初期就得到充分考慮，與教學(xué)目標(biāo)和接下來的教學(xué)活動(dòng)形成緊密的聯(lián)系和互動(dòng)。

依托“一體三環(huán)五E”模型的高中信息技術(shù)大單元教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)踐

筆者以高中信息技術(shù)學(xué)科大概念“數(shù)據(jù)”為核心，對(duì)粵教版《必修一 數(shù)據(jù)與計(jì)算》中的第一章、第二章、第五章的部分教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整體性的思考、設(shè)計(jì)和組織，確定大單元主題“洞察數(shù)據(jù)背后的價(jià)值”和單元脈絡(luò)（如圖3）。其中第5課時(shí)為“聚類分析”，下面以它為例，闡述“一體三環(huán)五E”模型的設(shè)計(jì)與實(shí)踐思路。

1.三環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)思路

環(huán)節(jié)一：明確學(xué)習(xí)目標(biāo)

本節(jié)課“聚類分析”將組織學(xué)生開展自主、協(xié)作、探究學(xué)習(xí)活動(dòng)，理解聚類分析的概念思想、基本方法和應(yīng)用意義，促進(jìn)學(xué)生全面認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)在信息社會(huì)中的重要價(jià)值，以及數(shù)據(jù)分析在信息社會(huì)中越來越重要的作用，逐步成為信息社會(huì)的積極參與者。為此，筆者結(jié)合“參與—探究—解釋—遷移—評(píng)價(jià)”的5E學(xué)習(xí)過程制訂學(xué)習(xí)目標(biāo)。

目標(biāo)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(xué)習(xí)活動(dòng)）

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

目標(biāo)3：通過選題探究，小組合作，理解聚類分析的應(yīng)用意義，能從實(shí)際生活中遷移發(fā)現(xiàn)聚類分析的價(jià)值，認(rèn)識(shí)到有效的聚類分析對(duì)于發(fā)掘數(shù)據(jù)應(yīng)用價(jià)值的重要意義并分享交流。（匹配4E遷移、5E評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)活動(dòng)）

環(huán)節(jié)二：設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)

為實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)，教師在學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)規(guī)劃中，應(yīng)采用逆向教學(xué)設(shè)計(jì)，即讓“評(píng)價(jià)先于教學(xué)”，把評(píng)價(jià)任務(wù)嵌入學(xué)生的5E學(xué)習(xí)活動(dòng)中，從目標(biāo)出發(fā)，利用自評(píng)、互評(píng)、師評(píng)多元方式跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，設(shè)計(jì)入門、達(dá)標(biāo)、典范的評(píng)價(jià)等級(jí)和具體內(nèi)容（如上頁(yè)表1），及時(shí)反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，形成不斷反復(fù)的對(duì)目標(biāo)的回望和檢測(cè)，以評(píng)促學(xué)，以評(píng)促教，落實(shí)“教-學(xué)-評(píng)”一體化。

環(huán)節(jié)三：設(shè)計(jì)核心任務(wù)

為達(dá)成教學(xué)目標(biāo)，踐行“教-學(xué)-評(píng)”一體化，筆者設(shè)計(jì)了“溫故知新，評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)”等教學(xué)環(huán)節(jié)，形成學(xué)歷案，讓學(xué)生經(jīng)歷“參與—探究—解釋—遷移—評(píng)價(jià)”的5E學(xué)習(xí)過程。學(xué)生從認(rèn)識(shí)、理解到分析再到綜合、評(píng)價(jià)，層層遞進(jìn)，符合認(rèn)識(shí)水平和思維發(fā)展特點(diǎn)，從而促使核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成（如表2）。

2.5E教學(xué)實(shí)踐過程

（1）溫故知新，評(píng)價(jià)先行

教師通過圖片，對(duì)比古今的發(fā)展，帶領(lǐng)學(xué)生回顧學(xué)過的知識(shí)，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(dòng)問題：“生活在信息社會(huì)，如何基于一個(gè)實(shí)際問題，采集到合適的數(shù)據(jù)，挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，并通過采集、分析和利用數(shù)據(jù)解決生活與學(xué)習(xí)中的問題，讓生活和學(xué)習(xí)更美好？”引出本節(jié)課驅(qū)動(dòng)問題：“對(duì)待未知分類標(biāo)準(zhǔn)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(xué)生學(xué)習(xí)理解學(xué)習(xí)目標(biāo)及評(píng)價(jià)任務(wù)描述，厘清要學(xué)什么、學(xué)到什么程度，同時(shí)知道在學(xué)習(xí)過程中及時(shí)進(jìn)行自我評(píng)價(jià)的方法。

（2）問題引入，情境參與（1E）

活動(dòng)1：感知聚類。

①提問：沒有分類標(biāo)準(zhǔn)，將水果分成兩類，可以怎么分？

②講解點(diǎn)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(shè)真實(shí)情境：以校園生活場(chǎng)景為例，根據(jù)心理學(xué)“親和效應(yīng)”，人們因?yàn)楸舜酥g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(xué)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(shí)

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

活動(dòng)2：圈一圈。

①布置任務(wù)：將散點(diǎn)圖15個(gè)點(diǎn)圈成兩類，依據(jù)是什么？

②引導(dǎo)學(xué)生由感官上的“挨得近”，到科學(xué)衡量的“距離”，通過距離來看聚類。

③引出并講解歐式距離計(jì)算公式。

活動(dòng)3：算一算和調(diào)一調(diào)。

①布置任務(wù)：假設(shè)以A1和A2為中心點(diǎn)，打開Excel表格半成品，準(zhǔn)確計(jì)算其余每個(gè)點(diǎn)到中心點(diǎn)的距離。

②提問：對(duì)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(diǎn)的調(diào)整。

③提問：中心點(diǎn)調(diào)整完之后干什么？引出：迭代計(jì)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(dòng)4：解釋算法流程圖。

①布置任務(wù)：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(yīng)用？引出：聚類分析的應(yīng)用意義。

（4）小組合作，深化遷移（4E），從知識(shí)到洞察

本環(huán)節(jié)通過三個(gè)探究主題，采用小組合作的方式讓學(xué)生在合作探究中認(rèn)識(shí)到數(shù)據(jù)分析在信息社會(huì)中越來越重要的促進(jìn)作用，透過復(fù)雜的數(shù)據(jù)，以發(fā)展的眼光看自己、看社會(huì)、看世界，促進(jìn)學(xué)生的思維從多點(diǎn)結(jié)構(gòu)進(jìn)入關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)，使學(xué)生逐步成為信息社會(huì)的積極參與者。

活動(dòng)5：小組合作，選擇一個(gè)探究主題，探究聚類分析的應(yīng)用意義。選題包括：雙一流高校學(xué)科發(fā)展布局聚類分析、行業(yè)資產(chǎn)總值與增長(zhǎng)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(píng)價(jià)（5E），從洞察到創(chuàng)新

評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)（5E）是對(duì)整個(gè)教學(xué)過程的總結(jié)和評(píng)價(jià)。教師總結(jié)：通過這節(jié)課的活動(dòng)，利用科學(xué)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(duì)用戶聚類，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和營(yíng)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(gè)領(lǐng)域帶來創(chuàng)新和突破。

總之，通過上述實(shí)踐能夠證實(shí)“教-學(xué)-評(píng)”一體的大單元5E教學(xué)模型能夠有效整合教學(xué)目標(biāo)、學(xué)習(xí)活動(dòng)和學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)高中信息技術(shù)教學(xué)的“教-學(xué)-評(píng)”一致性和整體性。

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基金項(xiàng)目：廣東省東莞市教育科研2024年度規(guī)劃課題“基于教學(xué)評(píng)一體化的高中信息科技大單元教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施研究”（編號(hào)：2024GH671）；東莞市教育科研2022年度專項(xiàng)課題“高中人工智能教育項(xiàng)目學(xué)習(xí)過程評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究”（編號(hào)：2022GCZX21）。