張丹

【摘 要】以大概念統(tǒng)整、項目化學(xué)習(xí)為載體的學(xué)科項目化學(xué)習(xí)，是課堂教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要方式。本文以“物聯(lián)網(wǎng)”單元項目學(xué)習(xí)設(shè)計為例，從梳理單元內(nèi)容、確定單元目標(biāo)、明確單元主題、構(gòu)建單元活動和設(shè)計單元評價五個方面闡述大概念視域下的初中信息科技單元項目學(xué)習(xí)設(shè)計策略。

【關(guān)鍵詞】大概念；核心概念；單元項目學(xué)習(xí)；初中信息科技；物聯(lián)網(wǎng)

【中圖分類號】G434? ?【文獻標(biāo)識碼】A

【論文編號】1671-7384（2023）01-059-04

2022年4月，《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》發(fā)布，提出信息科技課程目標(biāo)要圍繞核心素養(yǎng)，體現(xiàn)課程性質(zhì)，反映課程理念。課程要圍繞數(shù)據(jù)、算法、網(wǎng)絡(luò)、信息處理、信息安全、人工智能六條邏輯主線組織設(shè)計內(nèi)容。素養(yǎng)導(dǎo)向是讓學(xué)生學(xué)會運用專家思維解決現(xiàn)實世界的問題，大概念是專家思維的典型特征，專家的知識是通過大概念來組織的。浙江省初中信息技術(shù)2020版新修訂教材（以下簡稱“2020版教材”）就是以核心素養(yǎng)為培養(yǎng)目標(biāo)，每個單元指向相應(yīng)的學(xué)科大概念和邏輯主線，并吸納學(xué)科領(lǐng)域的前沿成果，構(gòu)建了新的學(xué)習(xí)內(nèi)容，改善了以往的教學(xué)方式無法完全適應(yīng)當(dāng)前核心素養(yǎng)培養(yǎng)需求的問題。

大概念視域下的信息科技單元項目學(xué)習(xí)可以為信息科技學(xué)科知識構(gòu)建與遷移提供獨特的、不同于傳統(tǒng)學(xué)科教學(xué)方式的“養(yǎng)分”。通過創(chuàng)設(shè)有信息科技“學(xué)科學(xué)習(xí)含金量”的學(xué)習(xí)活動，讓學(xué)生在項目支撐的學(xué)科實踐中引發(fā)高質(zhì)量的學(xué)科思考，實現(xiàn)對學(xué)科概念有意識地、深思熟慮地遷移，發(fā)展學(xué)科思維，完成從“學(xué)習(xí)知識”到培養(yǎng)“核心素養(yǎng)”的轉(zhuǎn)變。筆者結(jié)合2020版教材八年級下冊第二單元“物聯(lián)網(wǎng)”，分析大概念視域下的初中信息科技單元項目學(xué)習(xí)設(shè)計策略。

梳理單元內(nèi)容：構(gòu)建核心知識，確定單元核心概念

單元內(nèi)容是搭建項目學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。初中信息科技的學(xué)科概念層級可以表示成一個五層金字塔，最底層（第5層）為具體概念、案例事實、知識和技能，第4層為課概念，第3層為單元概念，第2層為學(xué)科概念，第1層為跨學(xué)科概念。從底層到頂層，概念數(shù)量減少，但統(tǒng)攝范疇增大，解釋力和遷移力增強，更能與學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)匹配。從層級關(guān)系來看，要保證上位概念的落實需要其下面多個層級概念的整體落實。核心知識是一個知識體系，它從學(xué)科概念到單元關(guān)鍵概念再到具體知識點，是一個知識網(wǎng)絡(luò)，是促進學(xué)生發(fā)展深度思考和理解能力的基礎(chǔ)。單元核心概念的學(xué)習(xí)以單元核心知識的學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)。所以單元項目學(xué)習(xí)設(shè)計的起點是確定核心知識是什么，具體包括單元核心概念是什么，通過哪些課時關(guān)鍵概念反映出來，在這些關(guān)鍵概念下具體概念、案例事實、知識點和技能點是哪些。筆者分以下三個步驟確定“物聯(lián)網(wǎng)”單元的核心知識。

1.綜合解讀材料，錨定單元核心概念

信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)、教師用書和教材是指導(dǎo)教學(xué)的基本依據(jù)。通過深入解讀教師用書單元內(nèi)容介紹和教材的單元導(dǎo)覽，可以得出“物聯(lián)網(wǎng)”單元的核心概念為：萬物互聯(lián)對社會的影響，認識物理世界與數(shù)字世界的關(guān)聯(lián)。

2.借助思維導(dǎo)圖，梳理關(guān)鍵概念和知識點之間關(guān)系

2020版教材每課時聚焦的單元核心概念按照理解或操作的先后安排順序，標(biāo)題體現(xiàn)學(xué)科本位性，大部分課時標(biāo)題即課時關(guān)鍵概念。如“物聯(lián)網(wǎng)”這個單元的課關(guān)鍵概念為物聯(lián)網(wǎng)的概念、物聯(lián)網(wǎng)在生活中的應(yīng)用、傳感與識別技術(shù)、無線通信技術(shù)、控制與反饋，按先后體現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的工作流程。解讀這5個課時的學(xué)習(xí)內(nèi)容，參考學(xué)習(xí)任務(wù)和知識點提示，可準(zhǔn)確定位課時知識點和技能點。如第7課“傳感與識別”的知識點為傳感器工作原理、常見的傳感器、射頻識別、傳感器的應(yīng)用和開源硬件；技能點為開源硬件和傳感器等的連接，Python編程中庫引用及模塊導(dǎo)入和代碼實現(xiàn)等。借助思維導(dǎo)圖把“傳感與識別”這些關(guān)鍵概念、知識點、技能點整體梳理，相互關(guān)系一目了然。

3.尋找上位學(xué)科概念，構(gòu)建核心知識體系

通過參考課標(biāo)和教材解讀，尋找單元核心概念的上位學(xué)科大概念，自下而上構(gòu)建單元核心知識。通過“物聯(lián)網(wǎng)”的學(xué)習(xí)學(xué)生能更好地加深對數(shù)據(jù)、算法、網(wǎng)絡(luò)、信息處理和信息安全這些邏輯主線的認知，進一步完善思維導(dǎo)圖，可完整構(gòu)建“物聯(lián)網(wǎng)”單元的整體核心知識網(wǎng)絡(luò)（圖1）。

確定單元目標(biāo)：運用 KUDB 目標(biāo)模板，外顯單元核心概念

單元目標(biāo)指引項目學(xué)習(xí)的方向。單元核心概念是高度凝練、抽象表達的概念，需將核心概念內(nèi)涵分解，外顯本質(zhì)，將其具體可感。單元核心概念可以外顯還原成具體的事實、現(xiàn)象、方法與技能，從不同維度刻畫學(xué)生預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果，讓學(xué)生明確在項目學(xué)習(xí)過程中學(xué)什么、怎么學(xué)和學(xué)會什么，使學(xué)習(xí)目標(biāo)具象化。

美國認知心理學(xué)家安德森在其專著《認知心理學(xué)及其啟示》（人民郵電出版社2012年1月）中提出了比較經(jīng)典的知識分類框架：事實性知識、概念性知識、程序性知識和元認知知識。運用KUDB 目標(biāo)設(shè)計模板，聚焦單元概念可以幫助我們清晰刻畫這四類目標(biāo)。K（Know）：學(xué)生知道什么？指學(xué)生應(yīng)該知道的事實性知識，包括知識片段或結(jié)論性的知識。U（Understand）：學(xué)生理解什么？指學(xué)生應(yīng)該理解的概念性知識，包括知識與知識之間關(guān)系。D（Do）：學(xué)生會做什么？指學(xué)生應(yīng)該掌握的程序性知識，包括一些方法技能和核心任務(wù)。B（Be）：學(xué)生希望什么？指學(xué)生應(yīng)該掌握的元認知知識，包括自我反思與情感體驗。運用KUDB目標(biāo)模板，“物聯(lián)網(wǎng)”單元的學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)計如下。

Know：物聯(lián)網(wǎng)概念、特征和架構(gòu)，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，傳感與識別技術(shù)，無線通信技術(shù)，控制與反饋技術(shù)。

Understand：理解物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展對學(xué)習(xí)、工作、生活的影響與價值，理解物理世界與數(shù)字世界的關(guān)聯(lián)。

Do：掌握物聯(lián)網(wǎng)的基本設(shè)計與基本操作（連接硬件、獲取傳感器數(shù)據(jù)、無線鏈接、編寫代碼），基于現(xiàn)實生活中的需求利用開源硬件實現(xiàn)智能創(chuàng)意。

Be：在學(xué)習(xí)中反思，在實踐中總結(jié)，充分體驗物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，積累物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)經(jīng)驗，建構(gòu)新概念“物聯(lián)網(wǎng)”，提升計算思維和數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新等核心素養(yǎng)。

明確單元主題：設(shè)計驅(qū)動性問題，活化單元核心概念

單元主題決定項目學(xué)習(xí)的參與度。項目學(xué)習(xí)通過問題引發(fā)學(xué)生對概念的思考和探索。單元核心概念和核心知識需要設(shè)計者提出單元的本質(zhì)問題，而本質(zhì)問題有時比較抽象和龐大，特定年齡的學(xué)生難以接受，要將其轉(zhuǎn)化為驅(qū)動性問題，以便更好地激發(fā)學(xué)生投入思考。好的驅(qū)動性問題需能引發(fā)高階思維，并能提供問題化的組織結(jié)構(gòu)，為信息和內(nèi)容提供有意義的目的，活化單元概念，它應(yīng)有如下特征：真實性、趣味性、挑戰(zhàn)性、代入感、開放性和不確定性等。

將單元核心概念轉(zhuǎn)化為驅(qū)動性問題可分成四步：一是根據(jù)單元核心概念確定本質(zhì)問題；二是結(jié)合學(xué)生生活和學(xué)習(xí)事例創(chuàng)設(shè)情境；三是確定最終呈現(xiàn)的項目公開成果和評價標(biāo)準(zhǔn)；四是形成驅(qū)動性問題。

根據(jù)“物聯(lián)網(wǎng)”單元核心概念，確定單元本質(zhì)問題為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展對學(xué)習(xí)、工作和生活有哪些影響？如何實現(xiàn)物理世界與數(shù)字世界的關(guān)聯(lián)？本質(zhì)問題涉及衣食住行各方面，范圍面很廣，筆者先縮小研究范圍，聚焦到學(xué)生感興趣的“食”這一方面做深入探究，本質(zhì)問題聚焦為：物聯(lián)網(wǎng)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有哪些影響？項目成果與評價設(shè)計如下。

個人成果：智慧農(nóng)場其中一個智能模塊的設(shè)計與制作，學(xué)生完成小報告“物聯(lián)網(wǎng)的未來創(chuàng)想”并口頭演講。評價學(xué)生的知識和能力為物理網(wǎng)的特征與架構(gòu)、傳感與識別技術(shù)、無線通信技術(shù)、控制與反饋、小報告的撰寫能力、口頭演講能力。

團隊成果：學(xué)生對智慧農(nóng)場進行設(shè)計制作并解說演示，舉辦關(guān)于“物聯(lián)網(wǎng)與社會”的主題交流會。評價學(xué)生的知識和能力為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計、搭建與實施能力、物聯(lián)網(wǎng)的概念、物聯(lián)網(wǎng)對社會的影響、物聯(lián)世界與數(shù)字世界的關(guān)聯(lián)、口頭演講能力。

成果公開方式為網(wǎng)絡(luò)發(fā)布、成果展等，召開“智慧農(nóng)場”微型發(fā)布會，學(xué)生帶著作品及產(chǎn)品展板，進行產(chǎn)品介紹與演示，有條件可邀請專業(yè)團隊參與。

基于前三個步驟設(shè)計驅(qū)動性問題如下：萬物互聯(lián)時代，物聯(lián)網(wǎng)正多方面改變著我們的學(xué)習(xí)、工作和生活。本月我們實地參觀考察了農(nóng)業(yè)園，發(fā)現(xiàn)目前的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)存在諸多弊端。面對這些弊端，作為農(nóng)業(yè)園設(shè)計師，你能構(gòu)建一個現(xiàn)代化“智慧農(nóng)場”，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率嗎？

這樣的驅(qū)動性問題很有意思?！皩嵉貐⒂^考察農(nóng)業(yè)園”能讓學(xué)生真實體驗傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)場景，感受傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)弊端?！白鳛檗r(nóng)業(yè)園設(shè)計師”讓學(xué)生有足夠的參與感?！皹?gòu)建一個現(xiàn)代化智慧農(nóng)場”既具有開放性、不確定性，更具有挑戰(zhàn)性，更重要的是它指向核心知識和核心概念。該項目公開成果和評價設(shè)計不只是簡單地收集信息和設(shè)計制作作品，它既對項目實物作品評價，更聚焦學(xué)生對關(guān)鍵概念的深刻理解。

構(gòu)建單元活動：聚焦“1+X”問題支架，建構(gòu)單元核心概念

單元活動保證項目學(xué)習(xí)的落實度。項目學(xué)習(xí)活動通常會根據(jù)階段和環(huán)節(jié)的先后順序分項目子任務(wù)逐步推進。在項目推進過程中，有力的問題支架設(shè)計尤為重要，它可以有效保證單元項目目標(biāo)精準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為單元學(xué)習(xí)活動，讓緊緊圍繞單元核心概念的高質(zhì)量的深度學(xué)習(xí)探究在項目推進過程中真正得以持續(xù)地發(fā)生。

以核心概念問題為錨點和出發(fā)點，按問題的統(tǒng)攝性程度和卷入學(xué)習(xí)的深度從高到低，沿著基本問題-引導(dǎo)性問題-內(nèi)容問題，設(shè)計遞進式問題串，以“1+X”問題支架將“知道什么”“理解什么”“能做什么”和“希望什么”聯(lián)系起來，引導(dǎo)學(xué)生在真實的項目任務(wù)和學(xué)科思維、知識、技能、工具之間不斷地建立起關(guān)聯(lián)，形成基于真實任務(wù)的學(xué)習(xí)場，促進深度學(xué)習(xí)，從而支撐單元核心概念建構(gòu)的過程（表1）。該問題支架用驅(qū)動性問題將單元核心概念蘊含在真實的任務(wù)驅(qū)動中，循序漸進的子問題串將單元核心概念逐步細化，具體化為一個個實操性很強的小任務(wù)，推進高質(zhì)量深度學(xué)習(xí)活動的持續(xù)發(fā)生。

聚焦“1+X”問題支架，結(jié)合項目學(xué)習(xí)的基本流程，在不增加課時的基礎(chǔ)上，精準(zhǔn)構(gòu)建了以下“物聯(lián)網(wǎng)”單元學(xué)習(xí)活動：農(nóng)場調(diào)研（課外）、智慧農(nóng)場項目設(shè)計與規(guī)劃（1課時）、實現(xiàn)光照系統(tǒng)子功能（3課時）、實現(xiàn)其他子功能（1課時）、項目成果展示（1課時）。

學(xué)生完整體驗智慧農(nóng)場項目的全過程，并反思與遷移，嘗試“吃穿住行”主題中其它物聯(lián)網(wǎng)作品設(shè)計或制作。教材中每課的學(xué)習(xí)內(nèi)容滲透在項目完成的過程中，學(xué)生在項目完成后獲得對單元關(guān)鍵概念的深刻理解。

設(shè)計單元評價：運用表現(xiàn)性評價，保證素養(yǎng)目標(biāo)達成

單元評價保障項目學(xué)習(xí)的完成程度。大概念的教學(xué)要真正落到實處，必須借助評價予以保證。基于大概念的單元教學(xué)的素養(yǎng)目標(biāo)由素養(yǎng)、大概念、情感維度目標(biāo)、認知維度目標(biāo)（高階認知、低階認知、元認知）和技能維度目標(biāo)（復(fù)合技能、單一技能）等構(gòu)成。

素養(yǎng)目標(biāo)有高階性和多樣化的特點。因此評價要最終指向考量學(xué)生是否在一個真實性情境中解決問題，教師需采用長周期、持續(xù)性、多種評價相結(jié)合的方式，讓連續(xù)的表現(xiàn)性評價貫穿項目始終。

單元的表現(xiàn)性評價可通過與單元教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)過程、教學(xué)成果融合，讓核心知識、主要的高階認知策略、重要的學(xué)習(xí)實踐在評價中體現(xiàn)。評價類型可以是形成性評價、終結(jié)性評價，還可以是讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中學(xué)會評價而進行的評價。

評價主體可以是教師、同伴和學(xué)生自己。評價的工具和方法可以是紙筆測試、檔案袋、評價量規(guī)、自我反思表、同伴評估、公開展覽與匯報等。評價要以終為始，評價先行，關(guān)注合作，注重反思提升。

學(xué)生在“物聯(lián)網(wǎng)”單元項目實施前充分明確公開成果與評價即表現(xiàn)性評價目標(biāo)。

在實施的每個階段，聚焦表現(xiàn)性評價目標(biāo)，靈活采用不同的評價工具和方法。比如教師借用貫穿全程的表現(xiàn)性任務(wù)“智慧農(nóng)場”的制作、傳統(tǒng)的紙筆測試等方式充分考察核心知識的掌握程度。

借助PTA（基本要素特征分析）評價量表從項目分析、圖紙設(shè)計、模型制作、系統(tǒng)功能、創(chuàng)意美觀、分工合作、產(chǎn)品發(fā)布等維度進行細化評分。結(jié)合學(xué)生自評、小組互評及教師評價，對項目過程表現(xiàn)能力及作品成果進行打分。

最后階段，采用反思表讓學(xué)生自我反思評價，從元認知層面，對學(xué)科知識、學(xué)習(xí)方法進行梳理，促進核心概念的再認知、再思考和再建構(gòu)。通過表現(xiàn)性評價，有利于了解項目目標(biāo)的達成情況，監(jiān)測和調(diào)整項目學(xué)習(xí)進程，反饋指導(dǎo)改進教師的教學(xué)策略，有效促進項目實施。

實踐證明，實施大概念視域下的初中信息科技項目學(xué)習(xí)，五個設(shè)計維度精準(zhǔn)指向單元核心概念的各個建構(gòu)過程。通過多個單元核心概念的達成推動不同的學(xué)科大概念的理解，使六條學(xué)科邏輯主線循序漸進和螺旋式發(fā)展，讓教師為理解而教，讓學(xué)生走向深度學(xué)習(xí)，發(fā)展核心素養(yǎng)，提升數(shù)字素養(yǎng)與技能。

注：本文系2021年浙江省教研規(guī)劃課題“指向?qū)W術(shù)性探究的信息技術(shù)項目學(xué)習(xí)實踐研究”（課題編號：G2021278）成果

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2022：4.

[2]夏雪梅. 項目化學(xué)習(xí)設(shè)計：學(xué)習(xí)素養(yǎng)視角下的國際與本土實踐[M]. 北京：教育科學(xué)出版社，2018：34.

[3]林莉，袁曉萍. 基于學(xué)術(shù)性探究的學(xué)科項目化學(xué)習(xí)設(shè)計與實施[J]. 上海教育科研，2021（1）：85.

[4]徐玲玲，劉微，曹琦. 評價連續(xù)體：大概念教學(xué)的評價設(shè)計[J]. 上海教育科研，2022（1）：22.

作者單位：浙江臺州市椒江區(qū)教育教學(xué)發(fā)展中心