摘要：隨著信息科技的快速發(fā)展，編程教育逐漸成為中學(xué)階段的重要課程。Python作為一種簡單易學(xué)、功能強(qiáng)大的編程語言，已經(jīng)成為初中信息科技教學(xué)的首選。然而，傳統(tǒng)的編程教學(xué)方式往往注重單一知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)，缺乏整體性和系統(tǒng)性，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中難以形成完整的知識(shí)體系。本文提出，在初中信息科技Python編程教學(xué)中引入大單元教學(xué)，能為解決這一問題提供新的思路。

關(guān)鍵詞：大單元；信息科技；Python編程

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 論文編號(hào)：1674-2117（2024）16-0039-03

引言

隨著課程目標(biāo)從知識(shí)導(dǎo)向轉(zhuǎn)為素養(yǎng)導(dǎo)向，以往以“課時(shí)”“知識(shí)點(diǎn)”為主的傳統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)很難與素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)相適應(yīng)。而“單元”是以統(tǒng)攝為核心，按照學(xué)習(xí)的邏輯組織起來的、有組織的、有意義的學(xué)習(xí)單元，是一種以實(shí)現(xiàn)學(xué)生素養(yǎng)培養(yǎng)為目標(biāo)的小型課程詳劃。所以，“大單元教學(xué)”應(yīng)當(dāng)成為教學(xué)實(shí)施的一個(gè)核心要素。[1]

大單元教學(xué)的理念

大單元教學(xué)是指在教學(xué)過程中，以某一主題或目標(biāo)為中心，整合和組織相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，以實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)和理解的一種教學(xué)方式。其核心理念是將教學(xué)重點(diǎn)從知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)移到知識(shí)體系的構(gòu)建和應(yīng)用上，以提高學(xué)生的綜合運(yùn)用能力和創(chuàng)新思維。大概念中的“大”的內(nèi)涵不是“龐大”，也不是指“基礎(chǔ)”，而是指“核心”，即“高位”或“上位”，具有很強(qiáng)的遷移價(jià)值。大單元教學(xué)是以大概念為核心目標(biāo)，基于真實(shí)性問題思考教學(xué)，指向的是培養(yǎng)學(xué)生解決知識(shí)問題的素養(yǎng)。學(xué)生的思維經(jīng)過從具體到抽象再到具體的循環(huán)過程，產(chǎn)生大量的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，從而形成有效的大概念認(rèn)知。[2]

初中信息科技Python編程的大單元教學(xué)策略

1.確定大單元主題和目標(biāo)

在確定大單元主題和目標(biāo)時(shí)，應(yīng)充分考慮學(xué)生的興趣和需求，以及學(xué)科核心素養(yǎng)的要求。例如，以八年級(jí)上冊“程序的設(shè)計(jì)入門”為主題，整合Python編程、網(wǎng)頁設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)安全等相關(guān)內(nèi)容。

2.整合和組織教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)大單元主題和目標(biāo)，將原本分散的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行整合和組織，形成具有邏輯性和系統(tǒng)性的教學(xué)內(nèi)容。例如，在八年級(jí)上冊以“程序的設(shè)計(jì)入門”為主題的大單元中，可以組織Python編程、網(wǎng)頁設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)安全等知識(shí)點(diǎn)，形成完整的教學(xué)內(nèi)容。

3.實(shí)施項(xiàng)目式學(xué)習(xí)

在大單元教學(xué)中，實(shí)施項(xiàng)目式學(xué)習(xí)可以有效提高學(xué)生的綜合運(yùn)用能力和創(chuàng)新思維。例如，在八年級(jí)上冊以“程序的設(shè)計(jì)入門”為主題的大單元中，學(xué)生可以通過實(shí)際操作，將所學(xué)的Python編程、網(wǎng)頁設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)安全等知識(shí)運(yùn)用到項(xiàng)目中。

4.多元評價(jià)和反饋

在大單元教學(xué)中，應(yīng)建立多元評價(jià)和反饋機(jī)制，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)成果。例如，在八年級(jí)上冊以“程序的設(shè)計(jì)入門”為主題的大單元中，可以通過作品展示、小組討論等方式進(jìn)行評價(jià)和反饋。

大單元視角下初中信息科技Python編程的教學(xué)實(shí)踐

下面，筆者以粵高教B版八年級(jí)上冊第二章《程序設(shè)計(jì)入門》第二節(jié)《用程序解九章算術(shù)》為例，詳細(xì)介紹大單元視角下初中信息科技Python編程的教學(xué)實(shí)踐。

1.項(xiàng)目確定

對于絕大部分初中生來說，這是第一次接觸到編程語言，之前他們認(rèn)識(shí)了海龜編輯器并學(xué)習(xí)了輸入輸出函數(shù)和變量與賦值語句，為這一節(jié)學(xué)習(xí)列表達(dá)式打下了基礎(chǔ)。通過該項(xiàng)目的制作，學(xué)生需掌握編程的綜合運(yùn)用，培養(yǎng)計(jì)算思維。初二學(xué)生的抽象思維正在發(fā)展，本節(jié)內(nèi)容中的數(shù)據(jù)類型是相對抽象的概念，需要通過訓(xùn)練讓學(xué)生理解和加深印象，并且本節(jié)主要引導(dǎo)學(xué)生正確地使用賦值語句和認(rèn)識(shí)編程語言中的算術(shù)運(yùn)算符和數(shù)據(jù)類型，這是后面內(nèi)容學(xué)習(xí)中不可或缺的一部分，有承上啟下的作用。因此，本課在重點(diǎn)認(rèn)識(shí)變量和賦值語句的使用后，在任務(wù)驅(qū)動(dòng)下，采用微課自主學(xué)習(xí)。設(shè)計(jì)方面體現(xiàn)學(xué)生的編程思維的歷練，讓學(xué)生懂得如何用程序化思維解決問題。

2.整合和組織教學(xué)內(nèi)容

本單元選取的內(nèi)容是《九章算術(shù)》中的“半周半徑相乘的積步”，用Python編程解決描述面積計(jì)算的方法?！鞍胫馨霃较喑说姆e步”意思是用圓的周長的一半乘以半徑得到圓的面積。假設(shè)圓的半徑是r，圓的周長是2πr，半周就是πr。因此，半周和半徑的乘積得出圓的面積，即S=πr2。要實(shí)現(xiàn)程序自動(dòng)計(jì)算并輸出圓的面積，首先需要向計(jì)算機(jī)輸入圓的半徑的數(shù)據(jù)，將半徑的值賦值給表示半徑的變量r，再通過表達(dá)式進(jìn)行面積的計(jì)算，將結(jié)果賦值給表示面積的變量S，最后輸出面積的值S。此教學(xué)內(nèi)容涉及以下幾方面的知識(shí)：①順序結(jié)構(gòu)描述算法；②表達(dá)式和算術(shù)運(yùn)算符的應(yīng)用；③數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換；④賦值語句的應(yīng)用；⑤數(shù)據(jù)交互輸入輸出。

在大單元視角下，筆者對本節(jié)課的內(nèi)容進(jìn)行了重組和構(gòu)建。①在介紹描述算法時(shí)，將第三節(jié)《智能運(yùn)動(dòng)助手》和第四節(jié)《自動(dòng)售貨機(jī)》中的其他兩種算法結(jié)構(gòu)一起學(xué)習(xí)。介紹算法的三種結(jié)構(gòu)，描述算法的三種結(jié)構(gòu)分別是順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)。這樣設(shè)計(jì)，可以讓學(xué)生對算法的描述有整體的認(rèn)知，并且讓學(xué)生體驗(yàn)算法的魅力。②在學(xué)習(xí)表達(dá)式和算術(shù)運(yùn)算符的應(yīng)用部分內(nèi)容時(shí)，將后面的關(guān)系運(yùn)算符和邏輯運(yùn)算符一起講解，讓學(xué)生從宏觀上了解計(jì)算機(jī)編程和數(shù)學(xué)的橫向聯(lián)系。③《九章算術(shù)》中還有很多知識(shí)可以通過編寫程序來解決，如勾股定理、方田術(shù)等。④本節(jié)的內(nèi)容可以和網(wǎng)頁設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)安全等內(nèi)容結(jié)合，讓學(xué)生編寫一個(gè)簡單的網(wǎng)站，把自己的作品分享到網(wǎng)絡(luò)上去，共同學(xué)習(xí)和討論。

3.實(shí)施項(xiàng)目式學(xué)習(xí)

《用程序解九章算術(shù)》一課可以安排3個(gè)課時(shí)。第1課時(shí)學(xué)習(xí)算法的描述，第2課時(shí)學(xué)習(xí)運(yùn)算符、關(guān)系運(yùn)算符和邏輯運(yùn)算的應(yīng)用，第3課時(shí)學(xué)習(xí)圓面積的編寫和《九章算術(shù)》其他數(shù)學(xué)問題的拓展。課后，可以讓學(xué)生結(jié)合網(wǎng)站編寫的知識(shí)，編寫一個(gè)簡單的程序分享網(wǎng)站。

本單元采用項(xiàng)目式教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)和微課自主學(xué)習(xí)的教學(xué)模式，讓學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)，自己訓(xùn)練技能，通過小組合作完成學(xué)習(xí)任務(wù)——圓面積編寫。同時(shí)，本單元在任務(wù)驅(qū)動(dòng)與微課自主學(xué)習(xí)中，結(jié)合學(xué)案操作，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、探索問題、自主學(xué)習(xí)，從而體驗(yàn)到獲取知識(shí)的喜悅感，并且采用“兵幫兵”即優(yōu)生帶動(dòng)學(xué)困生的策略，以激發(fā)每一個(gè)學(xué)生的潛力，促使學(xué)生共同發(fā)展。

本大單元根據(jù)《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》的要求，學(xué)生年齡特點(diǎn)、生活經(jīng)驗(yàn)及認(rèn)識(shí)問題的層次、程度，學(xué)生發(fā)展的需要和信息技術(shù)的核心素養(yǎng)，制訂了以下教學(xué)目標(biāo)：

①分析問題，并用順序結(jié)構(gòu)描述算法延伸學(xué)習(xí)分支結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)算法描述方法。認(rèn)識(shí)算數(shù)運(yùn)算符、關(guān)系運(yùn)算符和邏輯運(yùn)算符的使用規(guī)范，掌握數(shù)據(jù)類型了解數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換。（信息意識(shí)）

②掌握使用計(jì)算機(jī)輸入常用的算數(shù)運(yùn)算符的方法，解決問題的程序編寫，通過判斷、分析運(yùn)用合理的算法解決問題。程序代碼會(huì)報(bào)錯(cuò)，在觀察、分析和交流的過程中，運(yùn)用新知解決《九章算術(shù)》里的面積等方面的知識(shí)的問題。（計(jì)算思維）

③動(dòng)手解決《九章算術(shù)》程序的編寫，嘗試去尋找不同方法解決。激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，體驗(yàn)探索與創(chuàng)造的快樂，培養(yǎng)和提高審美情趣。（數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新）

④運(yùn)用新知解決中國天眼圓覆蓋面積的計(jì)算和《九章算術(shù)》里的勾股定理，傳承優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，培養(yǎng)愛國情懷和社會(huì)責(zé)任。鏈接網(wǎng)站建設(shè)的任務(wù)，完成一個(gè)簡單網(wǎng)站的制作。（信息社會(huì)責(zé)任）

4.多元評價(jià)和反饋

在大單元教學(xué)中，還應(yīng)建立多元評價(jià)和反饋機(jī)制，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)成果。在完成本單元教學(xué)目標(biāo)的同時(shí)，筆者設(shè)置了一個(gè)拓展任務(wù)讓學(xué)生根據(jù)微課自主探究學(xué)習(xí)，如果遇到不懂的問題，可以進(jìn)行小組合作探究。在學(xué)生完成任務(wù)之后，教師適當(dāng)進(jìn)行點(diǎn)評總結(jié)。本節(jié)課采用了調(diào)查問卷的方式，進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋。教師通過“問卷星”發(fā)放調(diào)查問卷，在學(xué)生完成問卷后，教師及時(shí)查閱反饋情況。

實(shí)踐檢驗(yàn)

為了驗(yàn)證大單元視角下初中信息科技Python編程的教學(xué)效果，筆者選取某初中二年級(jí)的學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)班采用大單元視角下的Python編程教學(xué)，對照班采用傳統(tǒng)的知識(shí)點(diǎn)教學(xué)。經(jīng)過一個(gè)學(xué)期的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，通過對比兩班學(xué)生的期末成績、作品質(zhì)量、問卷調(diào)查等手段，發(fā)現(xiàn)采用大單元視角下的Python編程教學(xué)班級(jí)的學(xué)生在學(xué)習(xí)成績、學(xué)習(xí)興趣、問題解決能力等方面均優(yōu)于對照班。這說明，大單元視角下初中信息科技Python編程的教學(xué)實(shí)踐有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績和學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也能提升學(xué)生的問題解決能力和創(chuàng)新思維。

結(jié)語

隨著信息科技的不斷發(fā)展，編程教育的重要性日益凸顯。未來，筆者將在大單元視角下進(jìn)一步探索初中信息科技Python編程的教學(xué)策略和方法，以期為初中信息科技教育提供更加科學(xué)和有效的教學(xué)方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]周純.中小學(xué)信息科技單元教學(xué)：思與行[M].上海：上海交通大學(xué)出版社，2022.

[2]王蕾.大單元設(shè)計(jì)在信息科技教學(xué)中的實(shí)施策略研究——以《在線信息搜索：穿越云錦的故事》為例[J].中國信息技術(shù)教育，2023（06）：19-21.