信息科技跨學(xué)科主題單元教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施

【摘要】現(xiàn)階段，教師可以根據(jù)新課標(biāo)中的課程目標(biāo)和內(nèi)容要求，以素養(yǎng)為導(dǎo)向進(jìn)行單元整體設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)科核心素養(yǎng)的有效落實(shí)。教師以素養(yǎng)導(dǎo)向構(gòu)建單元教學(xué)，應(yīng)該聯(lián)系學(xué)生的真實(shí)生活場(chǎng)景，讓學(xué)生用數(shù)據(jù)形成觀點(diǎn)或者表達(dá)想法，從而感知數(shù)據(jù)的價(jià)值。本文探究如何以素養(yǎng)為導(dǎo)向進(jìn)行單元整體設(shè)計(jì)，并以“零食中的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)中的零食”單元為例，闡述單元設(shè)計(jì)思路和單元教學(xué)實(shí)施，以期為跨學(xué)科主題單元教學(xué)研究提供參考?！娟P(guān)鍵詞】信息科技；數(shù)據(jù)與編碼；跨學(xué)科主題；單元教學(xué)設(shè)計(jì)2022年4月，教育部印發(fā)了《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱“新課標(biāo)”）。新課標(biāo)中不僅設(shè)置了新的內(nèi)容模塊，還增加了跨學(xué)科主題的學(xué)習(xí)內(nèi)容，新課標(biāo)、新學(xué)科和新內(nèi)容，也帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。在目前階段，課程標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)頒布出臺(tái)，但配套新教材還未出版發(fā)行的情況下，一線教師如何落實(shí)新課標(biāo)的內(nèi)容和要求？本文將以一線教師的視角，以“零食中的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)中的零食”為例，闡述如何在新課標(biāo)的指導(dǎo)下進(jìn)行“數(shù)據(jù)與編碼”模塊跨學(xué)科主題單元設(shè)計(jì)與實(shí)施。以素養(yǎng)導(dǎo)向進(jìn)行單元整體設(shè)計(jì)信息科技課程最大的變化之一就是從知識(shí)導(dǎo)向轉(zhuǎn)變?yōu)樗仞B(yǎng)導(dǎo)向。素養(yǎng)導(dǎo)向貫穿了新課標(biāo)編寫的全過(guò)程，信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)是大概念、主題式、綜合化、體驗(yàn)性的，這符合素質(zhì)培養(yǎng)、素養(yǎng)培養(yǎng)的目標(biāo)。在新課標(biāo)中可以看到不管是哪個(gè)內(nèi)容模塊，都在倡導(dǎo)真實(shí)性學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)真實(shí)情境，解決真實(shí)問(wèn)題，讓學(xué)生在真實(shí)的體驗(yàn)中完成對(duì)大概念的建構(gòu)[1]。同時(shí)，解決真實(shí)問(wèn)題往往需要綜合運(yùn)用各學(xué)科的知識(shí)與技能，劉徽教授在《大概念教學(xué)：素養(yǎng)導(dǎo)向的單元整體設(shè)計(jì)》一書中也提到，采用STEM、跨學(xué)科、項(xiàng)目化等學(xué)習(xí)方式，可以更有效地達(dá)成以素養(yǎng)為導(dǎo)向的大概念教學(xué)目標(biāo)[2]，這些學(xué)習(xí)方式可以打通學(xué)科間的壁壘，建立所學(xué)知識(shí)與現(xiàn)實(shí)之間的連接。因此在現(xiàn)階段我們可以根據(jù)新課標(biāo)中的課程目標(biāo)和內(nèi)容要求，以素養(yǎng)導(dǎo)向進(jìn)行單元整體設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)科核心素養(yǎng)的有效落實(shí)。北京市海淀區(qū)從2018年就開始倡導(dǎo)單元教學(xué)，以單元為最小的備課單位。崔允漷教授在“學(xué)科核心素養(yǎng)及教學(xué)實(shí)施”的主題講座中也明確指出：?jiǎn)卧皇侵R(shí)或內(nèi)容單位，而是學(xué)習(xí)單位。以知識(shí)點(diǎn)為站位，看到的目標(biāo)只是了解、理解、記憶；以單元為站位，看到的目標(biāo)才是學(xué)科育人的關(guān)鍵能力、必備品格與價(jià)值觀念。[3]在傳統(tǒng)的教學(xué)中，單元是以知識(shí)點(diǎn)為目標(biāo)進(jìn)行構(gòu)建的，如在“數(shù)據(jù)與編碼”模塊中會(huì)涉及數(shù)據(jù)的采集。那么采集數(shù)據(jù)可以有多種渠道，按照以知識(shí)點(diǎn)為目標(biāo)進(jìn)行構(gòu)建，也許會(huì)在一個(gè)單元中將所有采集數(shù)據(jù)的內(nèi)容講完。但是在以素養(yǎng)導(dǎo)向進(jìn)行單元構(gòu)建時(shí)，這種以知識(shí)點(diǎn)為目標(biāo)的方式是行不通的，其主要問(wèn)題是學(xué)生學(xué)習(xí)了各種采集數(shù)據(jù)的方法，卻不了解數(shù)據(jù)的價(jià)值，更不知道采集得到的數(shù)據(jù)可以用來(lái)做什么。如果以素養(yǎng)導(dǎo)向構(gòu)建單元，就應(yīng)該聯(lián)系學(xué)生的真實(shí)生活場(chǎng)景，讓學(xué)生用數(shù)據(jù)形成觀點(diǎn)或者表達(dá)自己的想法，從而感知數(shù)據(jù)的價(jià)值。這樣的單元構(gòu)建才是以素養(yǎng)導(dǎo)向構(gòu)建單元，體現(xiàn)數(shù)據(jù)在現(xiàn)實(shí)生活場(chǎng)景中的作用與價(jià)值，蘊(yùn)含數(shù)據(jù)與編碼的大概念。“零食中的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)中的零食”跨學(xué)科主題單元教學(xué)設(shè)計(jì)在以素養(yǎng)為導(dǎo)向的理論指導(dǎo)下，筆者為小學(xué)四年級(jí)設(shè)計(jì)規(guī)劃了“零食中的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)中的零食”這一單元內(nèi)容。通過(guò)與各學(xué)科教師的溝通和交流，在信息科技、數(shù)學(xué)、科學(xué)、道德與法治四個(gè)學(xué)科的課標(biāo)和教材中發(fā)現(xiàn)了數(shù)據(jù)、食物、包裝這樣的關(guān)鍵詞。具體內(nèi)容如表1所示。結(jié)合各學(xué)科內(nèi)容，筆者進(jìn)行了本次單元活動(dòng)內(nèi)容、活動(dòng)目標(biāo)的設(shè)計(jì)與規(guī)劃，共設(shè)計(jì)4課時(shí)內(nèi)容。第1課時(shí)：零食中有什么——認(rèn)識(shí)生活中的數(shù)據(jù)。學(xué)生通過(guò)零食與包裝中的信息，認(rèn)識(shí)生活中數(shù)據(jù)的存在形式、了解食品配料表與營(yíng)養(yǎng)成分表中的數(shù)據(jù)；并學(xué)會(huì)根據(jù)問(wèn)題需求，使用數(shù)字設(shè)備采集數(shù)據(jù)，關(guān)注數(shù)據(jù)來(lái)源和準(zhǔn)確性。第2課時(shí)：影響健康的是什么——數(shù)據(jù)的組織與整理。結(jié)合數(shù)學(xué)、科學(xué)等學(xué)科知識(shí)，學(xué)生學(xué)會(huì)對(duì)與健康有關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選與整理；在組織與整理數(shù)據(jù)的過(guò)程中，學(xué)會(huì)使用數(shù)字化工具規(guī)劃和呈現(xiàn)數(shù)據(jù)。第3課時(shí)：零食數(shù)據(jù)大排隊(duì)——數(shù)據(jù)的初步分析。學(xué)生學(xué)會(huì)根據(jù)需求，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行排序和簡(jiǎn)單可視化設(shè)置等操作；在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步分析的過(guò)程中，感受數(shù)據(jù)的價(jià)值。第4課時(shí)：零食應(yīng)該如何選——利用數(shù)據(jù)形成觀點(diǎn)。學(xué)生根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果形成自己的結(jié)論，表達(dá)自己的想法；再通過(guò)師生共同梳理，形成用數(shù)據(jù)解決問(wèn)題和表達(dá)想法的一般過(guò)程和方法?！傲闶持械臄?shù)據(jù)

數(shù)據(jù)中的零食”單元教學(xué)實(shí)施過(guò)程1.零食中有什么——認(rèn)識(shí)生活中的數(shù)據(jù)首先界定概念，什么是零食。師生明確研究樣本范圍，再通過(guò)驅(qū)動(dòng)型問(wèn)題：你是如何選擇零食的？哪些數(shù)據(jù)會(huì)影響你的選擇？引發(fā)學(xué)生探究。學(xué)生一般會(huì)從零食的口味、價(jià)格等方面選擇零食，也有部分學(xué)生會(huì)從零食的配料和營(yíng)養(yǎng)成分方面去選擇。教師再次發(fā)問(wèn)：家長(zhǎng)不愿意讓孩子多吃零食，是因?yàn)榭谖逗蛢r(jià)格嗎？顯然不是，是因?yàn)閾?dān)心孩子的身體健康受到影響。教師借此明確單元任務(wù)：研究零食中的數(shù)據(jù)，看看能不能發(fā)現(xiàn)零食與健康之間的關(guān)系。接著，教師引導(dǎo)學(xué)生觀察零食包裝，找一找哪些數(shù)據(jù)可能和健康有關(guān)？學(xué)生通過(guò)觀察和討論會(huì)發(fā)現(xiàn)零食的保質(zhì)期、配料表、營(yíng)養(yǎng)成分表和凈含量等數(shù)據(jù)與健康有關(guān)。教師則告訴學(xué)生，這些數(shù)據(jù)可以被我們查詢、計(jì)算、統(tǒng)計(jì)、分析，從而幫助我們做出判斷、得出結(jié)論。另外，為了方便多種零食進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和比較，教師提醒學(xué)生還應(yīng)該加上零食的品牌和名稱。要想研究這些數(shù)據(jù)，先要收集數(shù)據(jù)，通過(guò)哪些方法和渠道可以收集到這些數(shù)據(jù)呢？不用教師提示，學(xué)生自然會(huì)想到家里或者超市里的零食包裝上可以收集這些數(shù)據(jù)。有過(guò)網(wǎng)購(gòu)體驗(yàn)的學(xué)生還會(huì)想到購(gòu)物網(wǎng)站，這也是在課上可以收集數(shù)據(jù)的渠道之一。此時(shí)教師引導(dǎo)學(xué)生到京東等大型購(gòu)物網(wǎng)站上搜索自己愛(ài)吃的零食，用截圖的方式收集相關(guān)數(shù)據(jù)。在網(wǎng)絡(luò)收集數(shù)據(jù)的過(guò)程中，學(xué)生可能會(huì)遇到問(wèn)題：購(gòu)物網(wǎng)站中食品數(shù)據(jù)中的配料數(shù)據(jù)可能不完整，只列舉了部分?jǐn)?shù)據(jù)，這就影響了數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性，進(jìn)而影響到后續(xù)的數(shù)據(jù)分析。因此教師布置實(shí)踐型作業(yè)，讓學(xué)生在生活中繼續(xù)采集自己愛(ài)吃的零食包裝中與健康相關(guān)的數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注數(shù)據(jù)采集的方式、數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性，以及數(shù)據(jù)的來(lái)源。2.影響健康的是什么——數(shù)據(jù)的組織與整理教師引導(dǎo)學(xué)生觀察：哪些配料和營(yíng)養(yǎng)成分會(huì)影響健康？學(xué)生結(jié)合科學(xué)課上學(xué)到的知識(shí)，說(shuō)出相關(guān)內(nèi)容，通過(guò)師生共同梳理后，將配料和營(yíng)養(yǎng)成分內(nèi)容分為對(duì)身體不好的、需要控制攝入的和需要結(jié)合自己的實(shí)際情況按需攝入的三部分。此時(shí)教師需要和學(xué)生明確：第一，以學(xué)生目前的知識(shí)水平，很難分辨配料中的食品添加劑、防腐劑和人工調(diào)味劑，因此可以將除天然食材和油、鹽、糖、醬油、谷氨酸鈉等常見(jiàn)調(diào)料之外的化學(xué)成分統(tǒng)一歸為添加劑，進(jìn)行數(shù)量上的統(tǒng)計(jì)；第二，營(yíng)養(yǎng)成分表中的NRV%表示了一個(gè)成年人一天所需要的營(yíng)養(yǎng)含量；第三，營(yíng)養(yǎng)成分表中的鈉含量對(duì)應(yīng)的就是鹽，需要嚴(yán)格控制攝入。明確了這些概念之后，學(xué)生就可以思考如何規(guī)劃和設(shè)計(jì)零食研究數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表了。在規(guī)劃的過(guò)程中，除了樣本數(shù)量、基本信息和影響健康的數(shù)據(jù)之外還會(huì)有個(gè)性化的數(shù)據(jù)，是根據(jù)個(gè)人的身體情況選擇的，不同高矮胖瘦的學(xué)生所關(guān)注的數(shù)據(jù)是不同的。統(tǒng)計(jì)表規(guī)劃好之后，教師引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題：如何讓數(shù)據(jù)具有可比性？在學(xué)生采集的數(shù)據(jù)中，保質(zhì)期的數(shù)據(jù)有些是以月為單位，有些是以天為單位；在營(yíng)養(yǎng)成分表中有些零食是以每100克作為單位，有些卻是以每份的克數(shù)作為單位。這些數(shù)據(jù)如果不進(jìn)行處理，就會(huì)影響數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，因此就有了統(tǒng)一單位的需求。為了便于數(shù)據(jù)比較，可以將保質(zhì)期的單位統(tǒng)一為月，營(yíng)養(yǎng)成分NRV%的單位統(tǒng)一為每100克，學(xué)生可以利用自己的數(shù)學(xué)知識(shí)去換算。之后就可以對(duì)自己采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和錄入了，這個(gè)活動(dòng)會(huì)持續(xù)到課后作業(yè)中。3.零食數(shù)據(jù)大排隊(duì)——數(shù)據(jù)的初步分析完成了統(tǒng)計(jì)表的設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)錄入之后，教師繼續(xù)提出驅(qū)動(dòng)型問(wèn)題：怎樣辨別哪種零食更健康呢？從而引出數(shù)據(jù)排序的需求。這個(gè)環(huán)節(jié)教師要引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注排序依據(jù)，如可以通過(guò)添加劑的數(shù)量，找到添加劑使用最多或最少的零食。在操作的過(guò)程中，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)給添加劑數(shù)據(jù)排序的同時(shí)，無(wú)法關(guān)注到其他營(yíng)養(yǎng)數(shù)據(jù)。這時(shí)教師可以利用數(shù)據(jù)可視化的生活實(shí)例引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)，通過(guò)類似的方式實(shí)現(xiàn)關(guān)注其他營(yíng)養(yǎng)數(shù)據(jù)。教師演示講解如何給自己需要關(guān)注的數(shù)據(jù)添加“數(shù)據(jù)條”或者“色階條”，從而更直觀地體現(xiàn)出數(shù)據(jù)之間的差異，形成視覺(jué)沖擊，并且實(shí)現(xiàn)了對(duì)多種營(yíng)養(yǎng)數(shù)據(jù)的關(guān)注和呈現(xiàn)。單元活動(dòng)進(jìn)行到這里，就可以準(zhǔn)備用數(shù)據(jù)形成結(jié)論，表達(dá)自己的想法了。這個(gè)準(zhǔn)備工作也體現(xiàn)在實(shí)踐型作業(yè)中：引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注新聞聯(lián)播，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化實(shí)例并思考，主持人用這些數(shù)據(jù)表達(dá)了什么？作業(yè)的設(shè)計(jì)同樣緊扣學(xué)習(xí)目標(biāo)：關(guān)注生活中數(shù)據(jù)可視化的實(shí)例，感受數(shù)據(jù)的價(jià)值。4.零食應(yīng)該如何選——利用數(shù)據(jù)形成觀點(diǎn)教師引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合上一課的作業(yè)，討論如何用數(shù)據(jù)表達(dá)自己的想法。師生可以共同梳理出要想用數(shù)據(jù)表達(dá)想法，就要有具體的問(wèn)題、真實(shí)的數(shù)據(jù)、清晰的分析，才能形成客觀的結(jié)論。教師以這四項(xiàng)內(nèi)容為評(píng)價(jià)依據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生交流自己的觀點(diǎn)：零食應(yīng)該如何選？最后，師生結(jié)合剛才的評(píng)價(jià)依據(jù)，共同梳理和總結(jié)出用數(shù)據(jù)表達(dá)想法的一般過(guò)程和方法：發(fā)現(xiàn)和提出問(wèn)題、收集和整理數(shù)據(jù)、分析和呈現(xiàn)數(shù)據(jù)、用數(shù)據(jù)表達(dá)想法。結(jié)束語(yǔ)通過(guò)本次“數(shù)據(jù)與編碼”模塊跨學(xué)科主題單元活動(dòng)設(shè)計(jì)與實(shí)施，不難看出學(xué)生在對(duì)零食與健康這個(gè)問(wèn)題產(chǎn)生興趣的同時(shí)，認(rèn)識(shí)了生活中的數(shù)據(jù)；在采集自己需要的數(shù)據(jù)的過(guò)程中，初步形成對(duì)數(shù)據(jù)的敏感性；在組織和整理數(shù)據(jù)的過(guò)程中，