剪裁合并教材，设计大单元教学
郑兴航
《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》确定高中信息技术课程由必修、选择性必修与选修三类课程组成。“数据与计算”是必修课程两个模块之一，为保证教材培养目标得以实现，研究标准、分析教材、选择教学内容、针对具体教学对象制订教学策略是教师必须修炼的基本功。
课程标准模块要求梳理
“数据与计算”模块在内容上有八点要求。其中第一点要求是，在具体感知数据与信息的基础上，描述数据与信息的特征，知道数据编码的基本方式;第二点要求是，在运用数字化工具的学习活动中，理解数据、信息与知识的相互关系，认识数据对人们日常生活的影响……;第六点要求是，从生活实例出发，概述算法的概念与特征，运用恰当的描述方法和控制结构表示简单算法;第七点要求是，掌握一种程序设计语言的基本知识，使用程序设计语言实现简单算法，通过解决实际问题，体验程序设计的流程，感受算法的效率，掌握程序调试与运行的方法;要求中，第一点至第五点与其他学科核心素养要求有交叉，人工智能技术开发难度超出普通高中学生认知范围，面向全体学生的人工智能主要教学方式只能是感受与体验，而第六点和第七点是需要关注的重点。
粤教版与教科版教材分析
在课程标准框架内，从学情出发，对教材合并与组合、补充与剪裁是教师的必修课。笔者对粤教版与教科版的“数据与计算”从结构、项目、学习要点三方面进行了梳理比对。两个版本的教材相同点明显，均包含数据、信息、知识、智慧、数据编码、算法、人工智能等及其相关的关键知识点，均用Python作为算法与程序设计教学语言，语言学习的难度系数要求基本同阶，主要有语言基础、三种程序结构、标准库与第三方库调用等，同时嵌入简单算法。
在内容组织上两个版本的教材各有特色：粤教版每章用一个大项目统领，项目创设情境，帮助学生加深对本章知识的理解，力图达到迁移应用。有些项目只是潜在地与所涉及的知识点关联，有的并不要求学生全部完成。教科版则每小节设计一个小项目，项目内容与本节知识点直接对接。关于Python语言，教科版中所列举的每一个示例程序，在第三方库支持下，学生可依照书本输入，直接调试运行，有利于学生建立知识树;粤教版第五章程序处理，则采用给出部分片段的方式，学生深入学习需要参阅资料包。教科版中数据编码与大数据内容散列在第四、第五单元;粤教版概念性知识相对集中。教科版对数据结构部分做了增强，添加了线性表、树和图，在数据与系统部分，还纳入了数据库和文件的操作要点，这些内容对于初学程序设计的高中生来说，“学会、掌握”有相当难度，适合于分层教学。
合并剪裁，重组学习单元
基于对两个版本的教材的分析，并考虑新课程各学科核心素养要求，笔者尝试对“数据与计算”模块的教学内容进行了重新编排。
1.合并剪裁，彰显专业特色
新一轮课程改革中，各学科都开始强调情境设计和任务驱动，提出注重培养学生提炼、分析、加工、表达与整合信息的能力，因此，这部分内容信息技术课程可以去同求异，突出学科特点。
于是，笔者打破教材教学顺序，将信息及其特征、知识与智慧、数据与大数据、数字化学习等合并为一个单元，安排3个课时，学习过程围绕项目“我与信息技术”展开。课前，运用网站进行问卷调查，内容涉及计算机基础知识（数字化应用水平调查）;学生对信息核心素养内涵的理解程度（对信息技术课程的期待）;疫情期间，学习过程中碰到问题，自己选择解决问题的方式是什么;作为现代公民，对新技术的关注度如何;线上与线下学习方式的喜爱度等（信息意识）。学生完成问卷后，教师利用管理平台，将导出的数据在课堂上发送给学生，要求学生选择合适的工具对数据进行分类汇总，对比其他同学与自己答案的差异度，从中提炼出自认为有价值的信息，使用熟悉的软件图文并茂表达（数据提炼与信息表达、大数据的理解等）。为对数据进行深加工，要求学生利用概率知识，从数学角度对项目中获得的不同数据相关度展开分析，为本学期期中考试出一道模拟情境的数学试题（数字化创新）。单元教学结束前，安排学生用项目中收集的数据举例，交流对数据、大数据、信息、知识、智慧的概念与特征的认识。
2.根据学情和学理，对教材内容补充完善
新课程标准中，概念性知识学习不再是机械与碎片化的记忆，而是强调知识是在有意义情境下的自然生发。
数据编码与转换贯穿于计算机处理信息的全过程，涉及信息的输入、加工、存储、显示。理解了数据编码，学生就能举一反三，从本质上理解计算机、数字电子设备与网络的工作原理。于是，笔者将这部分内容设计为第二教学单元，教学时长为3课时。教学过程中，笔者为学生分发了数块除去了外壳的旧硬盘，让学生传阅，观察其内部构造，打破学生对硬盘认识上原存的神秘感，同时激发学生去主动探究数据存储的基本机理。在阅读材料解决问题的同时，学生们明白了在计算机内所有信息都必须与二进制数建立对应关系。至此，进制数转换，文件加密，文本、图像、声音、视频等不同类型信息的数据编码等一系列问题串自然形成，深度学习氛围自然创设。
3.强调语言素养养成与算法思想渗透
学生解决问题能力的提升需要有必要的知识的掌握作为前提。因此，笔者将原教材三个单元合并成一个单元，小任务与大项目相互配合应用。希望学生通过学习能够明确，任何高级程序设计语言学习都必须以常量、变量、运算符、表达式、数据类型、输入语句、输出语句、赋值语句等为基础，顺序结构、分支结构、循环结构是发展计算思维的基石，库是编程的力量倍增器。按照知识递进的复杂程度，本单元内容被分成了五个部分：①案例引入，初識Python（2学时）;②Python基础（4学时）;③顺序、分支与循环（4学时）;④面向对象的Python（2学时）;⑤项目规划及实施（8学时）。为设计情境，调动学生学习积极性，有些示范样例有意穿插应用了后面的知识点，这样的设计符合认知规律，为后面系统学习埋下伏笔。
教学反思
大单元教学设计让教师能站在核心素养高度思考育人价值，从关键能力、必备品格、价值观念角度设计教学目标，而目标分解、课时目标的累积则是实现素养目标的技术路径。同时，新课程实施中还不能忽视教学情境设计，设计的情境只有激发起学生学习的欲望，学习才是有效的。另外，教师还要辩证处理好双基、三维目标、新课程标准要求三者之间的关系，三者在理解深度上表现为螺旋式上升过程。
