李寶華 浙江省湖州市南潯高級中學(xué)

算法與程序設(shè)計(jì)是高中信息技術(shù)教材的核心知識，針對此知識，浙教版教材安排了“算法與問題解決”和“算法的程序?qū)崿F(xiàn)”兩個(gè)章節(jié)的內(nèi)容，但前者內(nèi)容比較抽象，后者涉及的概念較多，所以需要用一個(gè)大的項(xiàng)目涵蓋相關(guān)概念。因此，筆者認(rèn)為可采用單元整體設(shè)計(jì)的思路進(jìn)行教學(xué)規(guī)劃和設(shè)計(jì)。

● 依據(jù)課標(biāo)，凝練單元主題

課程標(biāo)準(zhǔn)是教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)評價(jià)的依據(jù)，具有規(guī)約和指導(dǎo)課程與教學(xué)的作用，《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》要求學(xué)生在某個(gè)具體生活情境中，理解利用算法進(jìn)行問題求解的基本思想、方法和過程，掌握程序設(shè)計(jì)的一般方法，重點(diǎn)在于掌握編程解決問題的流程和用程序?qū)崿F(xiàn)簡單算法的技能。所以，結(jié)合教材內(nèi)容，筆者設(shè)計(jì)了兩個(gè)單元的主題（如表1）。

表1 單元主題

● 梳理教材，形成概念鏈

概念是指對一類具體事物本質(zhì)特征的抽象概括，教材中涉及的核心概念有：①抽象和建模，分析影響問題的主要因素及它們之間的關(guān)系；②數(shù)據(jù)存儲和運(yùn)算，用變量和列表、字典等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲數(shù)據(jù)，用算術(shù)、關(guān)系和邏輯表達(dá)式明確每一步的計(jì)算；③控制轉(zhuǎn)換，根據(jù)數(shù)據(jù)或運(yùn)算結(jié)果的特點(diǎn)進(jìn)行不同的處理，表現(xiàn)為程序設(shè)計(jì)的選擇和循環(huán)控制結(jié)構(gòu)；④自頂向下，逐步細(xì)化，將問題分解成若干個(gè)功能模塊，通過自定義函數(shù)等對功能模塊進(jìn)行封裝；⑤解析算法，根據(jù)問題的條件和所求結(jié)果之間的關(guān)系，找出問題的數(shù)學(xué)表達(dá)式并進(jìn)行問題求解；⑥枚舉算法，列出問題的所有可能解，并判斷列舉的解是否為正確的解。根據(jù)計(jì)算機(jī)編寫程序的基本流程，將各個(gè)核心概念串聯(lián)起來，如下圖所示。

概念為本的學(xué)習(xí)模式緊緊圍繞“知道”“理解”和“能做”三部分展開，這三個(gè)部分簡稱KUD。其中，知道（Know）的是“事實(shí)”，做（Do）的是“技能”，理解（Understand）的是“概念”，而KUD的核心是“U”，只有“理解”了，才能“知道”和“做”。

● 分解單元，確定課時(shí)目標(biāo)

確立學(xué)習(xí)目標(biāo)是教學(xué)設(shè)計(jì)的首要任務(wù)，它是教學(xué)設(shè)計(jì)的起點(diǎn)，也是教學(xué)實(shí)施的終點(diǎn)。學(xué)習(xí)目標(biāo)指導(dǎo)教學(xué)過程，引導(dǎo)學(xué)生如何達(dá)成目標(biāo)，直接影響學(xué)習(xí)結(jié)果。

學(xué)習(xí)目標(biāo)分為單元學(xué)習(xí)目標(biāo)和課時(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo)，單元學(xué)習(xí)目標(biāo)是核心素養(yǎng)目標(biāo)在本單元的具體化，是學(xué)生在完成單元學(xué)習(xí)后，應(yīng)獲得的學(xué)科核心素養(yǎng)的具體表現(xiàn)（如表2）。

表2 單元學(xué)習(xí)目標(biāo)

課時(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo)以核心概念為載體，指向遷移應(yīng)用所學(xué)知識和方法解決真實(shí)問題的能力，注重目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的過程和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的方法。課時(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo)應(yīng)從課程標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)科指導(dǎo)意見或者教材中來，同時(shí)要結(jié)合教學(xué)過程和教學(xué)策略，強(qiáng)調(diào)根據(jù)學(xué)生行為和學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)一步細(xì)化學(xué)習(xí)目標(biāo)，在學(xué)習(xí)目標(biāo)中體現(xiàn)學(xué)習(xí)的過程、方法和學(xué)習(xí)結(jié)果，有利于學(xué)習(xí)評價(jià)。

學(xué)習(xí)目標(biāo)決定了學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)活動、教學(xué)策略和學(xué)習(xí)評價(jià)，學(xué)習(xí)目標(biāo)與這些要素必須保持一致，即體現(xiàn)教學(xué)評的一致性。教學(xué)評一致性一方面強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)目標(biāo)是可以評價(jià)的，通過評價(jià)檢測學(xué)生是否已經(jīng)學(xué)會，另一方面強(qiáng)調(diào)可以根據(jù)學(xué)生的實(shí)際學(xué)情，結(jié)合評價(jià)任務(wù)，修正學(xué)習(xí)目標(biāo)，調(diào)整學(xué)習(xí)內(nèi)容和要求。

● 整體出發(fā)，設(shè)計(jì)學(xué)生活動

如下頁表3所示，單元整體設(shè)計(jì)遵循的是“整體→部分→整體”的邏輯，首先通過對單元項(xiàng)目的分析，討論項(xiàng)目實(shí)施的過程，展示項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)的三種表示方法，讓學(xué)生理解為什么要學(xué)編程的流程和編程方法(整體)，然后學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的存儲計(jì)算、程序的三種控制結(jié)構(gòu)等編程技能，先描述實(shí)現(xiàn)這個(gè)算法需要幾步，再逐步細(xì)化每個(gè)步驟，讓學(xué)生按需學(xué)習(xí)各個(gè)概念(部分)，最后完成一個(gè)大的項(xiàng)目作品，達(dá)到解決問題的目的(整體)。

表3 “模擬超市自助結(jié)算柜臺金額結(jié)算”單元活動內(nèi)容

在“答題卡填涂識別”項(xiàng)目中，首先分析整個(gè)項(xiàng)目達(dá)成的目標(biāo)和實(shí)現(xiàn)路徑，完成項(xiàng)目任務(wù)的分解（整體），然后判斷一個(gè)像素和一個(gè)選項(xiàng)的填涂情況（部分），再檢測整個(gè)圖像上所有選項(xiàng)的情況，最終輸出統(tǒng)計(jì)結(jié)果（整體）。

真實(shí)情境中的問題往往是復(fù)雜的，沒有現(xiàn)成的解決方案，需要學(xué)生去創(chuàng)新，而創(chuàng)新的機(jī)制是遷移，遷移是指把在一個(gè)情境中學(xué)到的東西遷移到新情境的能力。學(xué)生解決了一個(gè)問題，要反思這個(gè)問題的本質(zhì)，這就是概念，概念是對客觀事實(shí)的一種抽象，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會聯(lián)想、推理、歸納與該概念相關(guān)的問題，讓學(xué)生在反思中學(xué)會遷移。例如，在用變量表示用戶名、密碼時(shí)，讓學(xué)生反思根據(jù)商品的代碼查找商品的價(jià)格，判斷商品是否屬于特價(jià)商品，涉及的數(shù)據(jù)類型有哪些？舉例說明生活中還有哪些問題用到了多種數(shù)據(jù)類型。列表和字典都可以存儲一組數(shù)據(jù)，兩者的區(qū)別是什么？生活中哪些數(shù)據(jù)可以分別存儲在列表或字典中？

教學(xué)設(shè)計(jì)是教師對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行增減、換序、整合、改編等操作，將一個(gè)大項(xiàng)目分解成多個(gè)完整的真實(shí)問題（小任務(wù)），并屏蔽其中的復(fù)雜部分，最后將各個(gè)小的任務(wù)拼裝起來，形成相對復(fù)雜的整體大項(xiàng)目。學(xué)生在解決問題過程中，體驗(yàn)知識概念的本質(zhì)原理，并對概念進(jìn)行反思，最終把概念串聯(lián)起來，形成一個(gè)完整的知識網(wǎng)絡(luò)。