大概念视角下的小学信息科技教学的实践与思考——以《算法的执行——智慧校园安全系统》为例
孙文方 黑龙江省哈尔滨市香坊区教师进修学校
吴蕊 黑龙江省哈尔滨市风华小学校
一、问题提出
大概念视角为小学信息科技教学提供了新的思路和框架。在大概念视角下，如何设计和实施小学信息科技教学案例，以提高学生的核心素养成为新的问题。探索大概念视角下的小学信息科技教学案例设计方法、评估大概念视角下的小学信息科技教学案例对学生学习成效的影响等问题，是信息科技教学需要探索的内容。本研究旨在探讨大概念视角下的小学信息科技教学的有效性和可行性，以促进学生信息素养的提升和科技思维的发展。
二、总体设计
大概念视角是一种关注核心思想、原则和概念的教学方法，它强调将学科知识整合为一个有内在联系的整体，帮助学生建立起对知识的深层次理解。
1.确定大概念：首先需要明确本单元教学中的大概念。根据新课标中对核心素养内涵的解读，结合我校5年级学生的成长规律和学习特点，围绕“身边的算法”这一核心要素，以“算法改变生活”为切入点，提炼出“算法”这一核心大概念统领学科知识体系。
2.构建主题任务：构建“科”“技”并存的项目主题教学内容，针对5-6年级的学段目标，设计“智慧校园安全系统”的项目主题内容 ；设置“实现《算法为平安校园保驾护航》的智慧校园安全系统”核心任务。并在核心任务基础上进行分解，本单元分为三课时，每课时都设计了驱动性问题，形成问题链对应的学习任务。
3.设计教学目标：针对大概念和教学案例，设计具体的教学目标。积极落实课标立德树人的总体方向，注重学生思维能力和实践能力的培养，同时积极唤醒新时代下数字原住民的社会责任意识。
4.设计教学评价：评价可以采用过程性评价和总结性评价结合方式，通过课堂观察、作品评价、任务单等方式进行。
三、教学分析
（一）学习主题分析
义务教育信息科技课程具有基础性、实践性和综合性，旨在培养学生的科学精神和科学伦理。以“算法”为大概念，以校园安全为载体，对于深处校园生活的学生具有重要意义。学生需要了解算法的图形化编程描述、编写程序、实际运用解决问题，这些内容正是本单元需要学生能够达到的能力，也是信息科技学科“科学精神”的体现。
本单元的主题设计以“《算法为平安校园保驾护航》的智慧校园安全系统”为主要线索，通过设计算法，实现算法，完善校园安全系统，体现了科学精神、责任担当和实践创新。
（二）学习目标分析
信息意识：根据学习与生活需要，有意识地选用信息技术工具处理信息。崇尚科学精神、原创精神，具有将创新理念融入自身学习、生活的意识。
计算思维：对于给定的任务，能将其分解为一系列的实施步骤，使用顺序、分支、循环三种基本控制结构简单描述实施过程，通过编程验证该过程。
数字化学习与创新：在学习作品创作过程中，利用恰当的数字设备规划方案、描述创作步骤。在反思与交流过程中，对学习作品进行完善和迭代。
信息社会责任：了解算法的优势，认识到算法对解决生活和学习中的问题的重要性。
（三）知识体系与设计流程分析
本单元教学围绕算法的顺序、分支、循环三种基本控制结构等内容构建结构化的知识体系：
教学流程设计：
四、教学实施
（一）整体结构图：
（二）具体实施过程
1.第一课时以“在校园生活中个，你发现了哪些安全隐患”为核心任务，学生利用手机或平板观察拍照，采用在线文档收集整理，在通过投票的方式选择出优先解决的安全问题，通过数字化设备进行在线交流，提出解决方案。
【设计意图】旨在引导学生在生活中发现实际问题，将生活中的实际问题落实到课堂中，在利用数字设备进行信息采集和整理过程中，为方案的设计与选定提供数据基础，培养学生分解大问题为子问题的能力，落实计算思维落地。
2.第二课时以“算法支撑下的问题解决过程”为核心任务，学生在小组合作中对项目主题进行探究与梳理，尝试利用流程图表达逻辑原理，对搭建的硬件进行烧录，对测试结果进行记录，并总结归纳问题与解决方案。
【设计意图】通过对项目主题表的填写，描述实施过程、使用流程图绘制分支结构，通过编程验证过程，落实是数字化学习与创新学段目标。
3.第三课时以“实际场景中测试功能”为核心任务，学生利用画笔、纸板等工具进行场景的制作与搭建，将硬件设备进行安装，并对其功能进行测试。展示交流过程中，学生展示场景中的个功能模块，并加以功能描述。学生在课堂活动中利用平板拍下相应的照片，填写共享文档的“收获与挑战”，与同学们分享。利用评价单进行小组自评与小组互评。
【设计意图】学生通过小组分工合作，根据生活场景所需，将防撞系统系统进行组建和链接，提升学生的综合实践能力与信息意识。学生尝试通过观察生活中的场景需求，综合的运用多学科知识，提升学生运用过程与控制的系统方法发现问题、解决问题的能力。能在数字设备辅助下与同伴交流分享，帮助自己与他人开展总结与提升学习。
五、教学反思
本节课基于2022版义务教育信息科技新课标为课堂设计与实践为实施基础，围绕核心素养确定教学目标，以项目式主题教学为引线，使学生积极发现、探索身边的案例或问题，并通过数字设备等手段进行数据的记录与上传，利用在线协同工具进行分析与共享，最后通过民主方式进行投票选出最想优先解决的问题。教学中，关注学生的学习经验、注重学生的生活经历、强化情感价值体验，为学生创设自主选题的发展环境。
本节课也存在诸多不足，在课程中，虽然有过程性评价与终结性评价，但在本项目的评价量规的设计中，对个体在学习中的过程性评价比较少，重点落在了项目的终结性评价里。在互评中，没有突出核心素养及学段目标评价。
总之，通过大概念视角，学生能够将零散的知识点联系起来，构建成一个有逻辑的知识体系。这有助于学生更好地理解学科内容，形成系统化的认知结构。大概念视角鼓励学生进行批判性思考和创新性思维。学生不仅需要学会解决现实问题的流程，还要理解其背后的原理，并能够运用这些原理解决新问题。大概念往往是跨学科的，它们可以帮助学生在不同的学科之间建立联系，促进知识的迁移和应用，能够有效地提高学生的学科素养和思维能力，促进学生的全面发展
