聚焦大概念的高中信息技術(shù)教學(xué)探索

劉曉萍

摘要：本文聚焦“數(shù)據(jù)”這一核心大概念，從搭建學(xué)科知識體系、整合教學(xué)主題、設(shè)計學(xué)習(xí)目標(biāo)體系、設(shè)計課時流程、實施有效教學(xué)評測幾個方面對其進行分析—先從內(nèi)涵、范圍入手，再從具體層面探索大概念在課堂教學(xué)有效性的促進和學(xué)生遷移知識能力提升方面的具體實施步驟和意義。

關(guān)鍵詞：大概念；數(shù)據(jù)；教學(xué)

中圖分類號：G434? 文獻標(biāo)識碼：A? 論文編號：1674-2117（2023）14-0032-04

引言

《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“新課標(biāo)”）指出，“重視以學(xué)科大概念為核心，使課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)化，以主題為引領(lǐng)，使課程內(nèi)容情境化，促進學(xué)科核心素養(yǎng)的落實”。[1]其中的大概念對精練學(xué)科知識體系、提煉學(xué)科概念框架以及課堂教學(xué)具有指導(dǎo)意義。因此，圍繞“學(xué)科大概念”組織單元性結(jié)構(gòu)化體系教學(xué)，并落實學(xué)生核心素養(yǎng)特別是“數(shù)字素養(yǎng)”的提升，符合當(dāng)代數(shù)字化經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略的基本訴求，是培養(yǎng)數(shù)字化時代合格公民的必然落實點。

大概念解析

1.大概念的內(nèi)涵

“大概念”最早是在2004年由美國教育專家格蘭特·威金斯（Grant Wiggins）提出的，大概念是能夠使離散的事實或技能有意義地聯(lián)系的概念，是強化學(xué)生思維并使學(xué)生具備應(yīng)用和遷移能力的關(guān)鍵。[2]各界學(xué)者提出多種對學(xué)科大概念的定義，筆者借鑒學(xué)者們的研究成果，對信息技術(shù)學(xué)科大概念的理解作如下闡述：基于信息技術(shù)學(xué)科教材中相關(guān)要素抽象概括出來的，能對教材內(nèi)的學(xué)科知識及與時俱進的先進技術(shù)或知識進行整合的，有助于理解信息技術(shù)學(xué)科體系內(nèi)容的課時小型概念，形成主題中型概念，進而能對學(xué)科知識進行遷移運用并解決問題的有用的大型概念。

2.大概念的范圍

大概念的范圍很易令人誤解，“大”并非指內(nèi)容多、范圍廣，威金斯教授認(rèn)為學(xué)科的“核心”就是大概念，需要主動探究并深入研究才能理解學(xué)科內(nèi)涵。英國科學(xué)家溫·哈倫［3］對概念的范圍的見解是，用于解釋的區(qū)間決定概念的大小，大概念還可以被融入?yún)^(qū)間范圍更大的概念。在理論上，概念在不同學(xué)科之間蔓延、歸納便可形成連接不同區(qū)域的更大概念，擴展此過程，直到歸為高深并抽象的頂層概念。所以，許多專家提出的大概念對初學(xué)者特別是一線教師來說比較晦澀難懂，而想讓學(xué)生通過知識點的融合與相對應(yīng)的學(xué)科核心大概念對接，需要教師不斷嘗試引導(dǎo)并反思總結(jié)出可行方案。當(dāng)然，也有研究者提出大概念的層級框架，將大概念依次分為跨學(xué)科、學(xué)科大概念，單元、課時大概念，再到具體的概念和案例事實或具體的知識、技能等。教師應(yīng)在學(xué)與教的過程中根據(jù)需要合理使用恰當(dāng)水平的概念。

數(shù)據(jù)大概念在信息技術(shù)教學(xué)中的意義探索

新課標(biāo)中明確課程教學(xué)應(yīng)以學(xué)科大概念為核心，以提升核心素養(yǎng)為目的，根據(jù)所建構(gòu)的學(xué)科大概念體系、所設(shè)置的多元需求的課程結(jié)構(gòu)，對教材內(nèi)容加以重組、整合，融入數(shù)字化學(xué)習(xí)工具和相關(guān)技術(shù)工具，在理解建構(gòu)的基礎(chǔ)上遷移運用知識。學(xué)科大概念是連接學(xué)科核心素養(yǎng)與課程內(nèi)容的紐帶，在信息技術(shù)教學(xué)中有著重要的意義。

1.以大概念為錨點，搭建學(xué)科知識體系

學(xué)科大概念本身就是學(xué)科領(lǐng)域的核心，是課程內(nèi)容之精華所在、價值所容，將零星瑣碎的學(xué)科知識緊繞核心，更能成為各種學(xué)科思想或理論的依托、載體。高中信息技術(shù)學(xué)科的核心大概念包括數(shù)據(jù)、算法、信息系統(tǒng)和信息社會，由此產(chǎn)生了兩本必修教材—數(shù)據(jù)與計算、信息系統(tǒng)與社會，以及六本選擇性必修教材和相關(guān)選修教材。

“數(shù)據(jù)”大概念反映并指向信息技術(shù)學(xué)科本質(zhì)，信息技術(shù)學(xué)科的處理對象是以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，處理方式重在實踐性的探索，處理過程重在思維的培養(yǎng)和創(chuàng)新能力的提升。近年來，數(shù)據(jù)不再單指計算機處理的對象，而成為數(shù)字時代推動信息社會發(fā)展的動力來源。因此，在學(xué)科教學(xué)中，就需要以大概念為錨點將看似無關(guān)的知識重新搭建成學(xué)科體系。筆者根據(jù)對教材內(nèi)容的分析以及數(shù)據(jù)在信息社會中的意義，搭建出有關(guān)“數(shù)據(jù)大概念”的知識體系，具體如圖1所示。

2.以大概念為依托，整合教學(xué)主題

大概念教學(xué)是合乎知識內(nèi)在本質(zhì)和教育規(guī)律的，需要在綜合分析學(xué)科體系、學(xué)生特點、時代發(fā)展的基礎(chǔ)上，深化拓展原有知識體系，以單元模塊、項目任務(wù)、問題探究等為學(xué)習(xí)單元，融合教材，重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，順應(yīng)時代的發(fā)展趨勢。通過研究分析，為了更好地實現(xiàn)大概念教學(xué)的理念，教師可以采取單元教學(xué)作為整合教學(xué)主題、實施具體教學(xué)的方法。單元主題教學(xué)是指教師在學(xué)科核心素養(yǎng)指引下對課標(biāo)、教材進行深入解讀后，根據(jù)社會發(fā)展需要、課程內(nèi)容解析以及學(xué)情分析，以單元為單位，對教學(xué)內(nèi)容進行整合架構(gòu)，形成結(jié)構(gòu)化的教學(xué)主題。

將課程內(nèi)容整合成單元，需要通過相關(guān)章節(jié)的重新選擇和組合，對教材進行二次開發(fā)、多元整合，讓教學(xué)主題靈活多樣，推動建構(gòu)完整的概念體系。在“數(shù)據(jù)”大概念的教學(xué)中，筆者對教材進行了如下分析：在教科版必修1“數(shù)據(jù)與計算”中，有關(guān)數(shù)據(jù)大概念的單元有初識數(shù)據(jù)與計算、認(rèn)識數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)分析；在必修2“信息系統(tǒng)與社會”中有大數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)處理的內(nèi)容；在選擇性必修3“數(shù)據(jù)管理與分析”中，可選擇與學(xué)生日常生活相關(guān)的現(xiàn)象進行分析，如“數(shù)據(jù)安全”和“數(shù)據(jù)挖掘”，再結(jié)合本校學(xué)情，自定重組材料。鑒于數(shù)據(jù)的重要性，筆者對必修和選擇性必修教材中的內(nèi)容進行了提煉重組，將“數(shù)據(jù)”學(xué)科大概念細分為中型主題概念、小型課時概念，具體如圖2所示。

3.以大概念為起點，設(shè)計學(xué)習(xí)目標(biāo)體系

在設(shè)計“數(shù)據(jù)”大概念教學(xué)方案時要制訂相關(guān)的目標(biāo)體系，以提升學(xué)生的核心素養(yǎng)為課程宗旨。教師要深刻分析核心大概念，挖掘“數(shù)據(jù)”相關(guān)課時小概念，設(shè)定有助于核心素養(yǎng)達成的學(xué)習(xí)目標(biāo)體系。筆者根據(jù)對“數(shù)據(jù)”核心大概念與核心素養(yǎng)的關(guān)聯(lián)分析，設(shè)計了如表1所示的核心素養(yǎng)目標(biāo)體系。

4.以大概念為中心，設(shè)計課時流程

以“數(shù)據(jù)”大概念統(tǒng)領(lǐng)的“數(shù)據(jù)與信息”“數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用”兩單元主題的設(shè)計，有助于教師對教學(xué)主線的把握，教師可以在核心素養(yǎng)的學(xué)習(xí)目標(biāo)體系指引下，依據(jù)“數(shù)據(jù)”大概念的細末分支概念設(shè)計課時教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)基于真實生活中有關(guān)數(shù)據(jù)問題的教學(xué)情境，安排循序漸近的教學(xué)活動和案例分析，達成高質(zhì)量課堂。課堂教學(xué)活動的目的在于引導(dǎo)學(xué)生參與到對“數(shù)據(jù)”的理解和探索中，避免單為調(diào)起學(xué)生的能動性而設(shè)計各種數(shù)據(jù)加工的操作類活動，卻忽視對“數(shù)據(jù)”大概念理解的引導(dǎo)。

要避免以上情況，要求教師對信息技術(shù)學(xué)科本質(zhì)達到更深的理解，信息技術(shù)的發(fā)展可以說是對“數(shù)據(jù)”進行構(gòu)造、存儲、計算的相應(yīng)能力的發(fā)展。教師需要在高站位、廣視角進行剖析和領(lǐng)悟，對將教學(xué)目標(biāo)從知識技能的教授逐漸轉(zhuǎn)變到核心素養(yǎng)提升的大單元教學(xué)進行深入研究，引導(dǎo)學(xué)生不僅要掌握信息技術(shù)“軟件包”，還要理解隱藏在內(nèi)的有關(guān)“數(shù)據(jù)”的方法和原理，更要理解數(shù)據(jù)及其加工的相關(guān)知識，甚至還需要深入分析數(shù)據(jù)大概念和學(xué)科思維培養(yǎng)、核心素養(yǎng)提升之間的聯(lián)系，依據(jù)數(shù)據(jù)“課時大概念—單元大概念—學(xué)科大概念”的層次遞進和高中生的認(rèn)知發(fā)展統(tǒng)籌安排課時，讓學(xué)生核心素養(yǎng)的提升與教師教學(xué)能力的發(fā)展齊頭并進。

根據(jù)以上對“數(shù)據(jù)”劃分所形成的課時小概念實施教學(xué)，有助于學(xué)生更好地理解“數(shù)據(jù)”大概念，具體課時設(shè)計如下頁表2所示。

5.以大概念為終點，實施有效教學(xué)評測

為了及時判斷教學(xué)實施過程中的目標(biāo)達成度，評測學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對“數(shù)據(jù)”課時小概念的理解程度和相應(yīng)核心素養(yǎng)的發(fā)展情況，基于課時的學(xué)習(xí)評價應(yīng)側(cè)重于形成性評測。形成性評測應(yīng)用于數(shù)據(jù)與信息、數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用的連續(xù)主題教學(xué)中，要求學(xué)生落實“數(shù)據(jù)”有關(guān)概念的理解、相關(guān)數(shù)據(jù)加工的技術(shù)和對數(shù)據(jù)的保護挖掘等意義的思考，讓學(xué)生自主積極地投入到與生活相關(guān)的“數(shù)據(jù)”知識和技能的探索學(xué)習(xí)活動中，并具有一定的知識遷移能力。

基于“數(shù)據(jù)”學(xué)科大概念的核心素養(yǎng)的達成，應(yīng)實施總結(jié)性評測?？偨Y(jié)性評測應(yīng)與課程知識內(nèi)容選擇、探究方法緊密結(jié)合在一起，讓學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)和學(xué)習(xí)結(jié)果的實現(xiàn)更加突出?？偨Y(jié)性評測是對學(xué)生在某一階段（“數(shù)據(jù)”有關(guān)主題概念共11個課時）內(nèi)學(xué)習(xí)的評價，評價內(nèi)容要具有較強的綜合性，有助于學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提升，評測試題應(yīng)來源于真實的問題，如要求學(xué)生寫一份“生活中的數(shù)據(jù)分析報告”，從數(shù)據(jù)的來源、加工、價值和安全等方面進行分析，檢測學(xué)生對“數(shù)據(jù)”大概念的理解和應(yīng)用“數(shù)據(jù)”解決現(xiàn)實問題的能力，提升學(xué)生的核心素養(yǎng)和知識遷移的能力。

結(jié)語

聚焦“數(shù)據(jù)”大概念的教學(xué)，旨在提升學(xué)生的信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)，提升分析和應(yīng)用數(shù)據(jù)解決真實問題的能力。學(xué)生能否在科目學(xué)習(xí)中正確理解和運用大概念，能否將大概念遷移至日常生活中，直接體現(xiàn)了核心素養(yǎng)的發(fā)展程度。正如威金斯所說，真正的理解包含著某種遷移：利用大概念超越已知的信息。[4]掌握并遷移“數(shù)據(jù)”大概念，可以幫助學(xué)生提升對信息社會的認(rèn)知能力及在信息時代學(xué)習(xí)生活中解決實際問題的能力。所以，探索大概念引領(lǐng)下的信息技術(shù)教學(xué)，能夠為提升學(xué)生核心素養(yǎng)、培養(yǎng)數(shù)字化時代合格中國公民助力。

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