深度學習視域下的高中信息技術單元教學設計

王智慧

［摘 要］文章圍繞單元教學設計的四個關鍵要素，即引領性學習主題、指向素養的學習目標、挑戰性學習任務、持續性學習評價，具體闡述深度學習視域下高中信息技術單元教學的設計路徑與方法。

［關鍵詞］深度學習；單元教學設計；高中信息技術

［中圖分類號］? ? G633.67? ? ? ? ［文獻標識碼］? ? A? ? ? ? ［文章編號］? ? 1674-6058（2023）05-0093-04

為了適應普通高中課程改革，貫徹落實新課程、新課標、新教材、新高考背景下的學科教學研究以及作業、命題、考試評價研究，引領教師破解課程改革中的難題，提升教師的專業研究能力，高中信息技術學科教研員積極投入到“深度學習”課題的研究中。

一、“深度學習”的解讀

劉月霞和郭華在《深度學習：走向核心素養》一書中這樣定義深度學習：深度學習是在教師引領下，學生圍繞具有挑戰性的學習主題，全身心積極參與、體驗成功、獲得發展的有意義的學習過程。從這個定義中可以提取幾個關鍵要素，即教師、學生、挑戰性的學習主題。對此，可以這幾個關鍵要素為支點構建深度學習概念模型（如圖1），建立關鍵要素之間的聯系。從這個模型中不難看出，學生是模型的核心要素，也是學習的主體，所有的要素最終都指向學生的學習。教師的作用是引領學生圍繞其設計的具有挑戰性的學習主題開展學習。挑戰性的學習主題，通過學習情境，承載著核心知識，能讓學生在真實情境中解決問題，掌握學科本質及思想方法，體驗成功，進行有意義的學習。深度學習真正的意義是讓學生在深度理解和加工的基礎上掌握學科核心知識，調整學生的學習方式，讓學生成為學習的主人，提升學生的核心素養。

二、從高中信息技術學科視角理解深度學習

上述解讀展現了深度學習視域下學生的學習，那么如何從高中信息技術學科視角去理解深度學習，并使其帶有學科特點呢？華東師范大學李鋒教授從高中信息技術學科視角，定義了高中信息技術深度學習的概念，即高中信息技術深度學習是指學生基于真實問題情境，在教師的指導下，結合數據、算法、信息系統和信息社會四個學科大概念的學習，領悟本學科獨特的育人價值。在深度學習活動過程中，學生主動應用學科方法設計、實施、優化解決問題方案，發展信息意識，啟迪計算思維，培養數字化學習與創新能力和信息社會責任。

解析概念，從中可提煉出四個關鍵詞，即學生、基于真實問題情境、四個學科大概念、育人價值。其中，“學生”是主體，“基于真實問題情境”為引領性的學習主題，“四個學科大概念”代表結構化知識，“育人價值”意味著從知識傳授到學科育人，這四個關鍵詞最終指向的是高中信息技術學科核心素養。

三、實現高中信息技術深度學習的路徑

從深度學習到高中信息技術深度學習，隨著概念學科化的逐步明晰，也進一步要求教師探究深度學習學科化的方法與實施的路徑。在探究之前，要明確關鍵所在。其一，理論層面。對學生而言，要讓學生在解決真實問題的過程中進行深度學習，從而提升學生的信息素養。對教師而言，要實施指向核心素養的單元教學，提升教學質量。指向核心素養的單元教學是高中信息技術學科落實深度學習的抓手。單元教學設計從外部看是學習的融合體，將結構化知識與真實問題情境及信息技術學科的大概念充分融合；從內部看則是一組彼此關聯的學習內容和學習活動。其二，實踐層面。確定學科實踐操作的思路，從課程標準和教材入手，在理解課程標準和教材的基礎上，將單元教學設計與項目式學習相融合，指導學科教學實踐。這其中，要把握住兩條主線：一是用深度學習視域下的單元教學設計作為知識結構的主線；二是用項目式學習作為解決問題的主線。

四、深度學習視域下的高中信息技術單元教學設計與實施

（一）單元教學設計的核心組成

指向核心素養的單元教學設計，主要由四個關鍵要素組成，即引領性學習主題、指向核心素養的學習目標、挑戰性學習任務、持續性學習評價。

（二）引領性學習主題的確定

引領性學習主題的目的在于將核心的結構化知識與真實的問題情境相融合，使學生在真實的問題情境中解決實際問題，獲取核心的結構化知識。單元學習主題的確定路徑如圖2所示。

以人教版高中信息技術必修1第一單元“認識數據與大數據”為例。

第一步，從課程標準中提取出內容要求和學業要求，并進行分析?！镀胀ǜ咧行畔⒓夹g課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱新課標）中的內容要求為：（1）在具體感知數據與信息的基礎上，描述數據與信息的特征，知道數據編碼的基本方式；（2）在運用數字化工具的學習活動中，理解數據、信息與知識的相互關系，認識數據對人們日常生活的影響；（3）針對具體學習任務，體驗數字化學習過程，感受利用數字化工具和資源的優勢。

學業要求為：（1）能夠描述數據與信息的特征，知道數據編碼的基本方式；掌握數字化學習的方法，能夠根據需要選用合適的數字化工具開展學習。

從“內容要求”和“學業要求”中可以提取出本單元的核心概念（學科大概念）為“數據”，概念群為“信息、數據編碼、數字化（數字化學習、數字化工具）”。

第二步，梳理教材章節中的核心知識（如圖3）。

第三步，在上述兩個步驟的基礎上，在概念群間建立知識框架（如圖4）。

第四步，根據知識框架所表現出來的關聯，選擇合適的情境及情境所涉及的維度。

“認識數據與大數據”這一單元的學習主題確定為“大眾點評那些數據背后的秘密”，基于這個主題確定主題情境（即項目情境）和項目的驅動問題。

項目情境：越來越多的年輕人，來到一個陌生的地方，尋找當地好吃的、好玩的，第一反應不是打開大眾點評App，就是打開小紅書App，究其原因是大家把去哪吃飯、去哪玩、去哪購物等的決策權交給了互聯網和大數據。那么透過互聯網、大數據，大眾點評平臺的數據到底有什么奧秘呢？讓我們一起來揭秘大眾點評。

驅動問題：在揭秘了大眾點評之后，你覺得大眾點評可以怎樣改進已有功能或者可以增加哪些功能呢？

（三）指向核心素養的學習目標的確定

指向核心素養的單元學習目標，是指學生完成單元學習后，應該獲得的蘊含學科核心素養的學習結果，包括能靈活應用相應的知識、技能、策略，掌握能反映學科本質及思想的方法，具備解決問題的綜合能力以及在經歷一定的困難之后愉悅心理感受，還有對學科學習的好奇和期待。從上述表述可以看出，指向核心素養的單元學習目標的確定其實質是從核心素養的結果入手，延伸到學生的所知、所能、所成?；诖?，確定了如圖5所示的單元學習目標的實踐路徑。

以人教版高中信息技術必修1第三單元“數據處理與應用”為例。

第一步，從新課標的學業要求入手，了解學生預期的素養表現要求。

新課標中的學業要求：了解數據采集、分析和可視化表達的基本方法，能夠利用軟件工具或平臺對數據進行整理、組織、計算與呈現，并能通過技術方法對數據進行保護；在數據分析的基礎上，完成分析報告?！皩W業要求”主要目標是培養學生的信息社會責任和計算思維。

第二步，結合單元學習主題、學生的學情及新課標中的學業要求，確定本單元所要落實的學科核心素養及其層級。

1.按照問題解決方案，選用適當的數字化工具或方法獲取、組織、分析數據，并能遷移到其他相關問題的解決過程中。（計算思維 ）

2.采用簡單的技術手段，保護數據、信息以及信息設備的安全。（信息社會責任）

3.針對特定的信息問題，自覺、主動地比較不同的信息源，能描述數據與信息的關系，確定合適的信息獲取策略。（信息意識）

第三步，找到新課程中對應的內容要求，了解知識、技能、策略的具體表現。

新課標中對應的內容要求：通過典型的應用實例，了解數據采集、分析和可視化表達的基本方法；根據任務需求，選用恰當的軟件工具或平臺處理數據，完成分析報告，理解對數據進行保護的意義。

第四步，從“內容要求”中找到單元大概念及概念群，將單元內容進行結構化整合。

“數據處理與應用”單元的大概念為“數據”。數據是信息的載體，是計算機加工處理的對象，是信息社會的一種重要資源?！皵祿幚砼c應用”單元的概念群為“數據采集、數據分析、數據可視化、數據安全、數據分析報告”。

第五步，敘寫單元學習目標。

在前四步的基礎上，確定“數據處理與應用”單元的學習目標，具體如下：

單元學習目標1：通過活動探究，了解數據處理的一般過程，掌握利用信息技術工具進行數據采集、分析和可視化的方法，認識到數據處理對日常生活的影響。

單元學習目標2：能夠選擇恰當的方法與工具進行數據處理以及解決問題。

單元學習目標3：在問題的解決過程中，能從數據中提煉出有用的信息，掌握數據安全的方法與策略，能夠應用所獲得的信息解決問題。

單元學習目標4：在完成任務的過程中能掌握數據分析報告的撰寫方法，使用合適的信息技術工具完成數據分析報告，提出解決問題的合理化建議。

（四）挑戰性學習任務的設置

在設計挑戰性學習任務時，首先要明確主題任務，做好知識間的銜接，此時要圍繞項目的驅動問題，確定主題任務，再分解主題任務為任務群（任務鏈）或問題群（問題鏈）；其次要在分解后的任務與知識之間建立聯系，這里要強調任務過后的結果或者成果集，用結果去檢驗是否完成了任務，是否真正實現了知識與任務、知識與知識之間的連接，避免“為了活動而活動”“知識與活動兩張皮”。

以人教版高中信息技術必修1第一單元“認識數據與大數據”為例，此單元的主題為“大眾點評那些數據背后的秘密”，該主題項目的驅動問題為“在揭秘了大眾點評之后，你覺得大眾點評可以怎樣改進已有功能或者可以增加哪些功能呢？”圍繞項目驅動問題確定“探秘大眾點評平臺，從使用功能方面點評大眾點評平臺，提出自己的建議”這一主題任務，并將主題任務分解為任務鏈，即體驗大眾點評平臺的功能，了解大眾點評平臺的功能使用、探究大眾點評平臺各功能背后的技術支撐、對大眾點評平臺的功能使用給出自己的建議，同時確定四個活動任務：“任務一：體驗大眾點評平臺數據的應用”、“任務二：探究美食排行榜功能數字化”、“任務三：感受大眾點評里的大數據”、“任務四：為大眾點評平臺的發展出謀劃策”。

任務一對應了數據、信息、知識相關的內容，任務二對應了數字化、數據編碼與數據壓縮相關的內容，任務三對應大數據的特征與應用相關的內容，任務四對應數據對生活、學習的影響，實現了任務與知識之間的關聯。從數據、信息、知識到數字化、數據編碼與數據壓縮，到大數據的特征與應用，再到數據對生活、學習的影響，實現了知識的結構化關聯。

（五）持續性學習評價的實施

評價是有證據的，這些證據指向學生的學習過程、學習結果、學習行為、學習態度等多方面，關乎學生學習目標的達成，關乎學生學科核心素養的提升。持續性的評價，強調的是評價的連續性、不間斷性，以及在時間和空間上的覆蓋性，這種覆蓋性強調了評價在整個單元中的作用發揮，更強調評價在每一個單元課時內的作用發揮，甚至強調評價對每個課時所有活動任務的作用發揮。

持續性的評價既包括過程性評價又包括結果性評價。評價的方式應多元化，可以是檢測學生學習情況的檢測性評價，可以是學生的自我對照評價，即給出知識、能力、素養等方面具體要達到的維度和指標，以及指標的不同程度，讓學生對照去進行自我評價；還可以是關注學生學習過程中的參與情況、成長情況、問題與反思等的小組活動記錄或者小組成長檔案等（記錄學生在單元學習過程中的點點滴滴）。

在設計單元持續性學習評價時，要對照單元學習目標，根據單元學習目標的要求選擇相應的評價方式。如人教版高中信息技術必修1第三單元“數據處理與應用”單元中確定了以下單元學習目標。

單元學習目標1：通過活動探究，了解數據處理的一般過程，掌握利用信息技術工具進行數據采集、分析和可視化的方法，認識到數據處理對日常生活的影響。

單元學習目標2：能夠選擇恰當的方法與工具進行數據處理以及解決問題。

單元學習目標3：在解決問題的過程中，能從數據中提煉出有用的信息，掌握數據安全的方法與策略，能應用所獲得的信息解決問題。

單元學習目標4：在完成任務的過程中能掌握數據分析報告的撰寫方法，使用合適的信息技術工具完成數據分析報告，提出解決問題的合理化建議。

單元學習目標1強調探究活動，要求學生在探究過程中有自主學習與實踐，并有所發現，因此對應探究活動的評價可以是針對探究過程的收獲的評價（如知識、技能、所悟、所思），并用評價量表進行呈現；可以是針對探究發現的結果（如作品、結論）等的評價。單元學習目標2強調方法與工具的恰當選擇，因此評價要針對不同數據處理需求的方法與工具選擇，可以設計表格，給出數據的情境及數據處理后的作用，讓學生填寫對應的方法和工具。單元學習目標3強調圍繞解決問題所需的有用信息，評價應針對信息的提煉、信息的合理應用以及信息對于問題解決的作用。評價針對學生分析、判斷后給出的結果或者結論，可以用提問的方式評價學生。單元學習目標4既強調過程又強調結果，過程可以用量表的方式讓學生自評，對自己進行反思；結果是學生撰寫的數據分析報告，要讓學生展示作品，進行自評和他評。

綜上可知，深度學習視域下的高中信息技術單元教學設計應以學科大概念為引領，使教學內容進一步結構化，創造開放性的學習環境，設計情境化、系列化、具有挑戰性的學習活動，讓學習評價伴隨學習全過程。

［? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?］

［1］? 郭華.深度學習及其意義［J］.課程·教材·教法，2016（11）：25-32.

［2］? 中華人民共和國教育部.普通高中信息技術課程標準：2017年版2020年修訂［M］.北京：人民教育出版社，2020.

［3］? 劉月霞，郭華.深度學習：走向核心素養［M］.北京：教育科學出版社，2018.

（責任編輯 黃春香）