【摘要】使用數(shù)字化資源開(kāi)展大單元教學(xué)，研究初中生學(xué)習(xí)Python課程的有效教學(xué)策略，幫助學(xué)生梳理碎片化知識(shí)，聯(lián)系生活實(shí)際，提高學(xué)生的信息科技學(xué)科核心素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字化；Python；大單元教學(xué)

初中信息科技的課程標(biāo)準(zhǔn)在2022年已經(jīng)頒布，現(xiàn)在使用的教材存在章節(jié)知識(shí)零散分布，聯(lián)系不緊密，教學(xué)素材老舊等問(wèn)題。新課標(biāo)老教材無(wú)法滿(mǎn)足學(xué)生學(xué)習(xí)需求。本校教師重新梳理和重組八年級(jí)信息科技教材進(jìn)行大單元教學(xué)，從知識(shí)碎片化學(xué)習(xí)到模塊化、系統(tǒng)化學(xué)習(xí)。學(xué)生進(jìn)入高中后，需要較高的編程水平，但存在大部分學(xué)生編程基礎(chǔ)較差，進(jìn)入高中后只能重新學(xué)習(xí)最基礎(chǔ)的程序及算法，影響教學(xué)進(jìn)度及學(xué)習(xí)效果。不構(gòu)成體系的教學(xué)，使得學(xué)生無(wú)法進(jìn)行小初高知識(shí)的銜接，影響學(xué)生學(xué)習(xí)編程語(yǔ)言的進(jìn)度。因此，有必要進(jìn)行教材梳理，整體規(guī)劃課程，進(jìn)行大單元教學(xué)。

一、信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)下大單元教學(xué)的提出

初中信息科技教育是小學(xué)信息教育和高中信息技術(shù)教育的中轉(zhuǎn)站，只有在初中開(kāi)設(shè)好信息科技課，學(xué)生的信息素養(yǎng)才能得到持續(xù)的提升?！读x務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》明確了信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵。義務(wù)教育階段信息科技課程和高中信息技術(shù)課程要培養(yǎng)的核心素養(yǎng)有信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會(huì)責(zé)任，但在每個(gè)階段都有不同的體現(xiàn)。在信息科技7～9年級(jí)新課標(biāo)中指出：要強(qiáng)化課程的育人導(dǎo)向，強(qiáng)化實(shí)踐性要求，注重“教—學(xué)—評(píng)”一致，加強(qiáng)學(xué)段銜接。大單元教學(xué)能夠基于學(xué)生的認(rèn)知水平與成長(zhǎng)規(guī)律較大程度地實(shí)現(xiàn)有計(jì)劃有規(guī)律的教學(xué)，把相對(duì)獨(dú)立而又具有關(guān)聯(lián)的知識(shí)進(jìn)行整合，優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，樹(shù)立正確的價(jià)值觀(guān)，培養(yǎng)學(xué)生的關(guān)鍵能力和必備品格，初中信息科技大單元教學(xué)實(shí)踐研究應(yīng)順應(yīng)新一輪課程改革需求。

二、Python大單元課程中的數(shù)字化資源開(kāi)發(fā)

在進(jìn)行Python大單元教學(xué)時(shí)，產(chǎn)生了短視頻、教學(xué)微課、教學(xué)課件、教學(xué)設(shè)計(jì)、學(xué)生作品集等數(shù)字資源。

1.導(dǎo)入環(huán)節(jié)—短視頻

大單元教學(xué)主要內(nèi)容之一是要?jiǎng)?chuàng)設(shè)真實(shí)的情境，讓學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并想通過(guò)自己的學(xué)習(xí)解決問(wèn)題。Python大單元教學(xué)中可采用小視頻作為導(dǎo)入，小視頻可以是以學(xué)生為主角錄制的小視頻，或是單純使用別人的視頻進(jìn)行剪輯，或是制作動(dòng)畫(huà)。

2.操作指導(dǎo)環(huán)節(jié)—微課

初中Python課程的教學(xué)過(guò)程中，教師如果只進(jìn)行一次講解，學(xué)生無(wú)法快速記住并完成操作，所以老師只能重復(fù)多次講解。微課可采用錄制屏幕的方式講解操作過(guò)程，也可自制動(dòng)畫(huà)展示操作過(guò)程。在錄制微課時(shí)，需統(tǒng)籌規(guī)劃，不僅考慮到本節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)，操作要點(diǎn)，還應(yīng)考慮到不同學(xué)生的學(xué)習(xí)水平不一樣，制作具有階梯式講解的微課，方便不同層次水平的學(xué)生通過(guò)觀(guān)看微課便能夠自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)。

3.交流環(huán)節(jié)—課件和教學(xué)設(shè)計(jì)

課件可輔助教學(xué)，使用課件突破重難點(diǎn)是一個(gè)重要途徑。因?yàn)榻虒W(xué)對(duì)象為初中學(xué)生，則課件不能過(guò)于單調(diào)，摻雜一些符合初中學(xué)生認(rèn)知的元素，交互式課件效果會(huì)更佳。教學(xué)設(shè)計(jì)能夠幫助教師梳理整個(gè)教學(xué)過(guò)程，體現(xiàn)教師的主導(dǎo)地位和學(xué)生的主體地位。教學(xué)課件和教學(xué)設(shè)計(jì)也可方便教師間的經(jīng)驗(yàn)交流，有利于教師共同成長(zhǎng)。

4.反饋環(huán)節(jié)—學(xué)生作品集

Python的作品是可視化的作品，通過(guò)編程貓平臺(tái)收集學(xué)生的Python作品，進(jìn)行評(píng)分，方便學(xué)生及時(shí)了解個(gè)人學(xué)習(xí)情況。如果涉及硬件的使用，也可錄制學(xué)生展示作品時(shí)的視頻，記錄學(xué)生的成長(zhǎng)過(guò)程。

三、融合數(shù)字化資源的大單元教學(xué)設(shè)計(jì)

1.制定單元主題

確定單元主題涉及的知識(shí)，明確培養(yǎng)的核心素養(yǎng)為信息意識(shí)和計(jì)算思維。以“Micro：bit初探析”大單元教學(xué)為例。

圖1 單元主題構(gòu)思

從學(xué)習(xí)階段來(lái)分，“Micro：bit初探析”單元屬于初二年級(jí)學(xué)生入門(mén)學(xué)習(xí)內(nèi)容。本教學(xué)結(jié)合硬件設(shè)備，讓學(xué)生了解Micro：bit軟硬件的使用，編程的基本概念以及程序間的邏輯關(guān)系。融入了變量、賦值、循環(huán)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)、函數(shù)的定義及運(yùn)用，使用Micro：bit實(shí)現(xiàn)物聯(lián)，本章內(nèi)容是學(xué)習(xí)人工智能和物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。原教材的安排是：第一課Hello Bit，第二課璀璨星空，第三課呼吸燈，第四課計(jì)數(shù)器。四節(jié)課沒(méi)有主題情境，都是為了點(diǎn)亮開(kāi)發(fā)板中的LED點(diǎn)而設(shè)計(jì)的任務(wù)，任務(wù)缺乏興趣點(diǎn)并與學(xué)生現(xiàn)實(shí)生活相脫離，不能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力。因此筆者把項(xiàng)目改成與學(xué)生生活息息相關(guān)的案例，引起學(xué)生的共鳴。在筆者進(jìn)行代碼教學(xué)實(shí)踐時(shí)發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生對(duì)于代碼編程感到恐懼，并且代碼中注重語(yǔ)法的書(shū)寫(xiě)，對(duì)于短時(shí)間內(nèi)培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維有很大的難度。在初中進(jìn)行以圖形化編程為主導(dǎo)的大單元教學(xué)，更能培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維的形成。

2.確定教學(xué)內(nèi)容

以大單元“Micro：bit初探析”中的“Hello Bit”一課為例，“Micro：bit初探析”學(xué)習(xí)主題屬于《信息技術(shù)》八年級(jí)下冊(cè)第一課至第四課的內(nèi)容，從課標(biāo)要求分析，7～9年級(jí)在物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐與探索中提出要通過(guò)對(duì)身邊真實(shí)應(yīng)用場(chǎng)景中物聯(lián)網(wǎng)的分析，認(rèn)識(shí)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)的基本原理，通過(guò)簡(jiǎn)易物聯(lián)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與搭建，探索物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)采集、處理、反饋控制等基本功能。無(wú)論在物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐與探索還是人工智能與智慧社會(huì)模塊的學(xué)習(xí)中，都需要培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)中的計(jì)算思維。在本學(xué)段的計(jì)算思維要求是：（1）能在真實(shí)情境中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提取問(wèn)題的基本特征，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行抽象、分解、建模，制定解決方案；（2）能執(zhí)行問(wèn)題解決方案，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的采集與分析，反思和優(yōu)化解決方案，并將其遷移運(yùn)用與解決其他問(wèn)題。

3.制定教學(xué)目標(biāo)

在制定本單元大的教學(xué)目標(biāo)時(shí)，充分考慮數(shù)字化教學(xué)資源在每一節(jié)課的作用，根據(jù)每節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容，制作相應(yīng)的數(shù)字化資源。教學(xué)目標(biāo)充分考慮核心素養(yǎng)在信息科技教學(xué)中的達(dá)成，也注重與學(xué)生數(shù)字生活經(jīng)驗(yàn)、現(xiàn)實(shí)社會(huì)信息科技應(yīng)用場(chǎng)景的聯(lián)系。新課標(biāo)中與“Micro：bit初探析”相關(guān)的目標(biāo)有兩點(diǎn)：（1）通過(guò)對(duì)身邊真實(shí)應(yīng)用場(chǎng)景中物聯(lián)網(wǎng)的分析，認(rèn)識(shí)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)的基本原理；（2）通過(guò)簡(jiǎn)易物聯(lián)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與搭建，探索物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)采集、處理、反饋控制等基本功能。常見(jiàn)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)、分類(lèi)和經(jīng)典結(jié)構(gòu)欣賞?！癏ello Bit”一課的教學(xué)目標(biāo)有：通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)，學(xué)生自主學(xué)習(xí)，完成micro：bit程序新建，顯示英文、數(shù)字倒計(jì)時(shí)、愛(ài)心閃爍效果、自定義圖案等任務(wù)；通過(guò)猜字游戲，鞏固micro：bit初學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生思維，增強(qiáng)學(xué)習(xí)積極性。

4.開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)

大單元教學(xué)中的活動(dòng)注重相互聯(lián)系，數(shù)字化資源能夠讓學(xué)生循序漸進(jìn)體驗(yàn)活動(dòng)，并從活動(dòng)中形成信息科技核心素養(yǎng)。活動(dòng)的設(shè)計(jì)要根據(jù)學(xué)生的學(xué)情制定，以問(wèn)題的解決為導(dǎo)向，幫助學(xué)生自主探究。以“Hello Bit”一課的教學(xué)活動(dòng)為例，對(duì)數(shù)字化資源的運(yùn)用進(jìn)行剖析。

活動(dòng)環(huán)節(jié)：情境導(dǎo)入。

播放小視頻：小明去做核酸的時(shí)候發(fā)現(xiàn)發(fā)燒的患者如果在隊(duì)伍里也不能被發(fā)現(xiàn)，存在很大的風(fēng)險(xiǎn)，并且規(guī)定十個(gè)或是二十個(gè)咽拭子裝入一根管中，但是采樣人員又要采樣又要記數(shù)，工作量很大。小明便利用 micro：bit來(lái)解決測(cè)溫和計(jì)數(shù)的問(wèn)題。

提問(wèn)：小明是如何制作的呢？

設(shè)計(jì)意圖：這里使用了一個(gè)導(dǎo)入小視頻，小視頻由學(xué)生親自錄制，通過(guò)情境導(dǎo)入，學(xué)生聯(lián)系生活實(shí)際，對(duì)micro：bit產(chǎn)生興趣。

活動(dòng)環(huán)節(jié)：Micro：bit是何物？

Micro：bit是一款專(zhuān)門(mén)為青少年學(xué)習(xí)編程設(shè)計(jì)的可編程嵌入式設(shè)備，通過(guò)編程，可以在micro：bit上實(shí)現(xiàn)很多炫酷的小發(fā)明。播放視頻了解一下 micro：bit。我們編寫(xiě)的程序，只要拷貝到micro：bit的存儲(chǔ)器中就可以自行運(yùn)行，看到開(kāi)發(fā)板上呈現(xiàn)的圖案或文字，我們可以在海龜編輯器中編寫(xiě)程序，然后通過(guò)平臺(tái)提交給老師。也可通過(guò)在線(xiàn)編程與模擬器來(lái)了解micro：bit的使用。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)觀(guān)看視頻，了解micro：bit的功能和平臺(tái)的使用。

活動(dòng)環(huán)節(jié)：任務(wù)驅(qū)動(dòng)。

任務(wù)一：觀(guān)看“新建 micro：bit文件”視頻，在micro：bit的LED屏幕上開(kāi)機(jī)時(shí)滾動(dòng)顯示“Hello Bit！”。任務(wù)二：做開(kāi)機(jī)倒計(jì)時(shí)（5、4、3、2、1）展示學(xué)生成果。提示學(xué)生的倒計(jì)時(shí)要插入延遲1秒。任務(wù)三：觀(guān)看視頻“顯示內(nèi)置圖案”，做成視頻“愛(ài)心閃爍”的效果。任務(wù)四：觀(guān)看視頻“顯示自定義圖案”，制作一個(gè)一直顯示自定義的圖案，不要跟視頻里的圖案一致。

提問(wèn)：micro：bit可以顯示漢字嗎？

任務(wù)五：自主探究如何顯示出一、二、木等漢字。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)學(xué)生自主探究視頻內(nèi)容，完成任務(wù)。在完成任務(wù)的同時(shí)了解開(kāi)機(jī)時(shí)滾動(dòng)英文、開(kāi)機(jī)時(shí)倒計(jì)時(shí)、循環(huán)顯示內(nèi)置圖案、顯示自定義圖案以及簡(jiǎn)單漢字的顯示方法。

活動(dòng)環(huán)節(jié)：玩游戲。

播放“猜字游戲”視頻，提出游戲規(guī)則。四個(gè)人為一個(gè)小組，討論要出的兩道猜字題，該字由三個(gè)漢字或偏旁組成，每個(gè)字間隔1秒顯示，并加入倒計(jì)時(shí)5、4、3、2、1，并顯示到屏幕上。指定小組答題，如果對(duì)方答出，則對(duì)方加1分。如果對(duì)方未答出，本小組答案合理，則本小組加1分，并由本小組公布答案。本小組給出答案不合理，則要扣除1分。最高分組別為冠軍，頒發(fā)獎(jiǎng)品。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)游戲環(huán)節(jié)，讓學(xué)生學(xué)以致用，在快樂(lè)中鞏固所學(xué)知識(shí)。

活動(dòng)環(huán)節(jié)：課堂小結(jié)。

使用思維導(dǎo)圖總結(jié)micro：bit的功能和利用micro：bit實(shí)現(xiàn)顯示中英文，呈現(xiàn)閃爍效果和自定義圖案。

設(shè)計(jì)意圖：使用思維導(dǎo)圖總結(jié)本節(jié)課所學(xué)，方便學(xué)生記憶。

5.借助數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)評(píng)價(jià)

制定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)才能從各個(gè)維度評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。如我們可以對(duì)評(píng)價(jià)目標(biāo)、評(píng)價(jià)任務(wù)、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及評(píng)價(jià)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。

使用數(shù)字化平臺(tái)可以方便記錄學(xué)生的成長(zhǎng)軌跡，可以記錄學(xué)生每一次的作業(yè)，教師也能夠在平臺(tái)上批改學(xué)生的作業(yè)，作為評(píng)價(jià)依據(jù)。學(xué)生可在海龜編輯器里編寫(xiě)程序，把程序上傳到micro：bit開(kāi)發(fā)板上驗(yàn)證程序的可行性。也可通過(guò)屏幕共享分享程序，以便進(jìn)行交流和評(píng)價(jià)。在平臺(tái)上也可保留學(xué)生的作品，方便存儲(chǔ)和二次使用。

四、初中Python大單元教學(xué)策略

1.整體規(guī)劃大單元內(nèi)容

確定大單元主題、章節(jié)目標(biāo)及教學(xué)模式，挖掘真實(shí)情境。只有進(jìn)行整體規(guī)劃，才能夠總體把控全局，才能讓學(xué)生循序漸進(jìn)地提高核心素養(yǎng)。基于真實(shí)問(wèn)題創(chuàng)設(shè)Python大單元情境，善于發(fā)現(xiàn)和總結(jié)日常生活中的問(wèn)題與編程之間的關(guān)聯(lián)。

2.借助數(shù)字化平臺(tái)進(jìn)行教學(xué)

使用學(xué)生自錄導(dǎo)入視頻、micro：bit用途的剪輯視頻、操作視頻、游戲解說(shuō)視頻等多個(gè)視頻，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)了自主探究和合作探究，充分體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位和教師的主導(dǎo)地位。學(xué)生的參與度和作品的完成度較傳統(tǒng)教學(xué)有明顯提高。使用思維導(dǎo)圖幫助學(xué)生對(duì)整堂課進(jìn)行總結(jié)及梳理，使用數(shù)字化平臺(tái)幫助記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，提高了大單元學(xué)習(xí)效率。

3.設(shè)計(jì)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)

教師需要熟讀教材、課程標(biāo)準(zhǔn)，了解什么任務(wù)適合學(xué)生來(lái)完成，不同水平的學(xué)生分別設(shè)計(jì)什么任務(wù)，設(shè)計(jì)要具有挑戰(zhàn)性又貼合課程內(nèi)容的任務(wù)，激發(fā)學(xué)生積極性。

4.及時(shí)有效地評(píng)價(jià)

使用平臺(tái)記錄學(xué)生的作業(yè)，并進(jìn)行正確、持續(xù)評(píng)價(jià)。教師需在每一次學(xué)生上交作業(yè)之后進(jìn)行評(píng)價(jià)，確保評(píng)價(jià)的及時(shí)性和有效性。要制定相應(yīng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，及時(shí)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行反饋。

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