核心素养导向的初中信息科技大单元教学设计

摘要：本文以《物联网技术与生活应用》为案例，对基于核心素养的初中信息技术大单元的教学进行了探索。通过对案例的背景分析，案例的设计和实施，以及对学生进行评价和反思，建立了“以学生为主体，注重实践和创造”的课堂教学模式。本研究聚焦核心素养的大单元教学，培养学生信息素养与解决问题能力。本文的研究对初中信息科技的课程教学具有一定的实践意义。

关键词：核心素养；初中信息科技；大单元教学；物联网技术；教学策略

引言

在当今社会，对中学生进行信息技术素养的培养是一项十分紧迫的课题。初中信息科技课程是实现数字能力的重要组成部分，它的教学设计和执行方法，将会对学生的学习成效及核心素养的形成产生重要的作用。但是，由于目前采用分散式的教学方式，很难适应对学生进行系统的学习，以及对其核心素养的发展的要求。随着我国经济社会的快速发展，人们对其产生了越来越多的兴趣。课题拟以“物联网技术与生活应用”为案例，探索基于“核心素养”的大单元教学的设计对策，以期实现对学生信息意识、计算思维、数字化学习和数字化的承担。

本文运用了理论分析和实证研究的方式，在对核心素养的基本概念进行了深入的阐述，并通过对具体的课堂教学进行了具体的阐述，对中学信息技术课程的实施进行了深入的探索，为我国的教育信息化教育的改革和发展奠定了坚实的基础。

一、理论基础

核心素养是指培养人以满足终生发展和社会发展需求所必须具备的基本素养和重要能力，该理念源自 OECD关于“关键能力”的理念，并已在全球范围内得到了普遍采用。在信息科技教学中，学生的核心素养应特别受到重视。

信息意识：这是信息素养的基础层面。要了解信息科技在各个社会领域所产生的深远影响，必须具有对科技的敏感意识。主要体现在：积极地注意新的科技发展动向，把握科技进步的动向；挖掘现实中的科技应用情景，例如：分享经济中的物联网等；培养识别有用和无用信息的能力。计算思维：这是一种基于计算机科学的问题解决方法论。要具备“解（把复杂问题拆分成小问题）”、“抽象（提炼关键特征）”和“算法设计（提出求解方案）”的核心思路。比如，在研究一个物联网的问题时，首先要把整个系统划分成感知层、传输层和应用层，然后根据每个层分别提出相应的解决方法。这样的思考方式，不但可以应用于信息科技，而且可以移植到其它科目与实际的工作当中。

数字化学习与创新：信息技术作为学习工具和创新媒介的价值。要求学员能够灵活地使用各种数字技术工具（如编程软件、模拟平台等）进行独立的、合作的学习；此外，学生还应具备以信息科技为基础的创意表现与解题能力。比如，基于开放源码的软件，比如 Arduino，进行智慧家庭的原型开发，或者基于网络协同平台进行跨区域的合作。信息社会义务：科技运用的道德维度。希望同学能了解科技进步所引发的个人隐私保护、资料安全及数字鸿沟等一系列的社会问题，并培养对科技的负责态度。比如，在物联网中，要充分利用信息获取的正当性，以及对其进行安全的存储，以防止被技术的误用等问题。

大单元是一种以主题为核心，融合多学科知识的一种新的教育方式。

系统原理：与以往分散式的学习方式不同，大单元教学更注重知识的整合与关联。在此基础上，提出了以物联网等为主要内容的新概念、新原理与新应用情景的融合方法。比如在“物联网技术和生活应用”这一部分，将传感器技术，无线通讯，数据处理等知识进行连接，有助于学生对信息的理解。实践原则：在"做中学"的大单元教学模式下，以“工程”、“动手”、“实验”等方式进行全面发展。实习时间要超过50%，包括实验操作，方案设计，原型制造等。比如，通过小组合作，对智慧农场进行了深入的研究，并对其进行了深入的研究。

以“以人为本”：在课堂上，以学生的认识特征和利益需要为起点进行教学设计；针对不同层次的学生，可以采取差别的教育战略；此外，我们还注意调动学生的内部积极性，比如利用生活中的问题情景（比如，学校的垃圾分类智能化体系）来提高学生的学习积极性。多元评估准则：构建多元评估系统，不仅注重学生的学业成绩（如学业成绩），还应注重学生的学习能力（如合作能力、解决问题策略等）。评估方法主要有：作业展示，小组互评，学习日志，教师观察记录等。

二、案例分析：以“物联网技术与生活应用”为例

1. 课程的设计和执行

在此基础上，作者提出了一个8小时的大单元学习策略，并将其应用于小学二年级。本课程主要以物联网的架构、传感器技术、无线通讯技术、数据处理及应用为主要研究对象。

2.课程设置和教学内容：

第1-2课：引入“物联网”的理念，通过“智能家居”和“共享单车”等典型的“智能家居”来提高孩子的学习积极性。

第3-4课程：介绍了物联网的架构及主要的技术，并以个案的方式进行剖析，以加深对知识的了解。

课程第5-6：由同学小组合作，以小组为单位，以智慧课堂、智慧农场等为单位，对未来的发展方向进行探讨和计划。

课程第7-8：学生完成原型制作与调试，并进行成果展示与互评。3.课堂教学实例

在实习探索环节中，以小组为单位，自主选定课题，开展课题研究。比如，有一课题组针对“智能家居”这一课题，提出了一种利用物联网技术实现照明控制的方案。同学们将感测器（光敏元件）与无线通讯（Wi-Fi）等科技应用于本课题的研究，由程式设定，可自行调整照明强度。实践中发现，在实际应用中，存在着一些诸如传感器信号获取不稳定等问题。经过分组研讨及老师的引导，同学们不断地对算法进行改进，并在此基础上开发出了一款样机。此教学既可使同学了解科技知识，又可训练其运算思考及解题技巧。

4.教学效果评估

采用课堂观察，学生作业分析，学生填写问卷等方式，综合评价课堂学习成效。测试的结果如下：

结果表明：学员对物联网的基本理念及核心技术有较强的把握，其中85%的学员具备初步的网络应用程序。学生的信息意识、计算思维和创造力都得到了极大的提高，他们在课程的制定过程中已经能够积极地将个人的隐私和数据的安全性等道德议题纳入其中，他们的信息社会责任感也有了很大的提高。实践证明，大单元课堂对培养学生的核心素养起到了十分重要的作用。

总结

本文以《物联网技术与生活应用》为案例，讨论了以核心素养为指导的初中信息技术大单元课程的构建对策。实践证明，该方法对提高中学生的信息素养和应用水平具有重要意义。通过对知识的系统性构建、项目化的实验探索以及多样化的评估，使学员既能获得专业知识与能力，又能在其核心素养上获得全方位的发展。但在实践中也出现了许多问题，例如：有些同学的基本理论素养不够扎实，小组合作的效率还不够高。在此基础上，本研究由强化基础知识的巩固、延长教学时间或增加辅助手段等方式，以提高教学效能。总之，以核心素养为指导的大单元教学，为中学信息化建设与发展，促进新一轮基础教育的实施与发展，起到了积极的促进作用。

参考文献

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