基于“理解为先”模式的小学信息技术单元设计探索——以“物联网”单元教学为例

李洁

摘要：本文将“理解为先”作为课程设计理念，先构建了为理解而教的单元设计理论框架，而后探索了其实践模式。以小学信息技术课程为例，探索如何在教学设计与课堂教学中引导学生进行理解性学习，以提高学生的迁移应用能力。

关键词：单元教学设计 理解为先 小学信息技术

苏科版信息技术六年级教材第13至22课是有关“物联网”的相关内容，按照教材编排，笔者进行了每一课时的设计，设计主要从输入端开始思考，即从固定的教材，擅长的教法，以及常见的活动进行思考。实践发现，由于本单元信息量较大，教学内容显得有些零散，导致学生对知识点的掌握缺乏全局性认识。学生普遍认为自己的任务只是参与，而没有对学习的意义产生深刻的思考，这显然不利于培养学生对知识的迁移力和持久力……为此，笔者开始思考——这样的教学设计模式是否该调整？

如果将教材中相关的知识点重新进行设计，从知识发生发展的角度建立起“大单元”概念，尝试以问题链推进式的单元教学来帮助学习者构建、内化知识呢？由此，单元教学设计引起了笔者的关注。美国著名教育家威金斯等人倡导的“理解为先”教学设计模式，它与单元教学有着千丝万缕的关系，其中所包含的理念和设计方式都具有典型的示范性。

一、“理解为先”模式在信息技术教学中的适用性分析

相对于其他传统学科而言，信息技术课程的教学更要立足学生的长远发展，尽力促使学生能够从会操作的“技术员”层面提升到善分析、会思考、能设计、能制作的“工程师”层面。这就迫使信息技术课程必须从烦琐操作训练走向追求理解的教学。

根据威金斯等人的研究表明，理解的教学是通过设计促进理解，它强调所有的学习都发生在学生的感受与理解中，通过对课堂学习环境的良性适应，培养学生运用良好的思维习惯进行具有批判性、创造性的学习。“理解为先”模式所倡导的“先明确再激发”“逐步探究、初步结论”“反思而后建构”的思维过程，与信息技术学科倡导的“先引导再探索”“分清层次、逐步推进”“分步切入而后整体认知”的设计思路一致。这说明“理解为先”模式适用于信息技术教学。

二、“理解为先”模式指导下的信息技术课程设计与实践

（一）构建理论框架

通过对有关“理解为先”模式的认识，并结合信息技术教学的实际状况，笔者提炼出“为理解而教”的信息技术课程单元设计框架（如图所示）。框架遵循“整体→部分→整体”的教学结构，教师首先让学生明白“为什么而学（整体）”，然后“按需要学习各部分（部分）”，最后“评估学习所得（整体）”。

此设计类似于全球定位系统GPS的应用：首先确定一个具体的学习目的地，然后规划可以到达目的地的最佳教学路径，该路径要确保学习真实发生的，在真实发生的学习中，教师借助相应的策略活动以及评估方式帮助学生运用知识、实现理解。教师的教学旨在使学生理解可迁移的概念和过程，给他们提供更多机会将理解的内容应用到有意义（即真实情境）的情境中，并最终实现从浅层理解到达深层理解的教学行为目标。

（二）探索实践经验

为了验证上述理论框架，笔者以信息技术六年级教材“物联网”单元为例，探索“理解为先”模式在信息技术单元设计中的具体应用。

阶段一：明确本单元学习的预期结果

1.学生应达到的最终目标：将具备发现、分析、探究和评价身边物联网智能应用的能力。

2.学生将掌握的关键知识和技能：物联网及其特征、物联网技术中常见的传感器及其应用、电子标签的结构和特征、信息传输过程中涉及到的网络通信技术等。

阶段二：确定实现理解的证据

1.根据何种表现判断学生理解了所学知识？梳理出如下学习任务表现：

（1）能主动发现身边的物联网智能应用；

（2）借助身边的物联网智能应用，分析并评价其应用特点；

（3）能根据真实问题提出基于物联网解决方案并进行模拟搭建；

2.根据阶段一的预期结果，找到能评估反映预期目标的证据：

（1）学习任务单——辅助课堂教学，检验知识掌握情况；

（2）物联网平台——感知真实的物联网应用场景；

（3）交流讨论坊——共话生活中经历或了解的智能应用；

（4）智慧实践园——根据相应解决方案进行模拟搭建；

3.规划相应的学习体验和教学活动

（1）什么样的学习活动、授课方式有利于学生达成预期学习目标？

（2）怎样的认知体验可以帮助学生持续理解并实现知识迁移？

【活动设计举例：认识传感器】

（播放智能开关门、智能楼道灯的视频，学生联想生活中的其他实例）

师提问：它们有什么共同特点？它们感应到什么以后做出动作的？

生回答：当有人靠近它们的时候，它们就会有反应。

师提问：这就是神奇的“人体红外传感器”，大家猜一猜，它的主要功能是什么呢？

生回答：感应人体、感知人的体温、感知人的有效距离。

师提问：我们了解了人体红外传感器工作原理，利用它可以设计什么样的智能作品呢？

（学生交流讨论后在学习任务单上完成简易设计）

组1：教室智能灯——有同学在的时候，它全亮；同学出去活动了，它自动全灭。

组2：智能防盗器——晚上放置在家门口，有可疑人靠近时，鸣叫报警。

组3：智能测温门——安装在校门口，学生进校园时测体温，体温异常提示并记录数据。

……

设计反思：以上设计中，教师首先提供丰富的参考资源，学生由此进行联想，举出生活中相同原理的实例，这一过程有效帮助学生反复理解人体红外传感器的实际意义。在此基础上，让学生自主建立作品设计规划，设计自己心目中理想的应用设备。这种不以内容为起点，而从学生掌握内容之后能做什么为学习要求，为学生后续的学习建立了良好的预设。

阶段三：评估学习所得

第三阶段是学生对自我学习过程进行必要的评估和反思，让学生暂停下来，细致分析并按需调整，从而巩固和提高学习效能。这一阶段需要结合小组最初的学习目标，对学习的过程进行评估，评估由师生、组内成员共同完成。具体设计采用了以下形式：

师提问：学习活动中各小组遇到了哪些困难？

生陈述：各组代表根据学习记录单陈述问题。

教师鼓励学生找到问题解决的途径：寻求同伴互助、参考教材、询问老师、网络检索等。已经顺利解决问题的小组，通过实际应用（真实应用知识和技能所生成的作品等）证明自己已经真正理解。其他小组根据所述内容进行点评。

教师整理问题，归纳出知识脉络。学生再次回顾学习所得，反复经历由总到分再由分到总的学习过程。

三、“理解为先”模式在信息技术教学中的应用反思

任何追求理解的课程设计都必须帮助学生意识到要做的不仅仅是接受“灌输”的内容，还要主动“揭示”隐藏在事实背后的内容，并思考它们的意义。信息技术课程教学从单纯技能训练到追求理解，它的转变是时代背景下的必然趋势。对于一线教师来说，在课堂上如何能很好地激发学生的学习热情，关注学生的思维过程和知识建构过程，引发学生自觉看到知识与技能的有用性已成为教师亟需关注的重点。

通过本单元教学实践发现，学生在整个实践活动中学习目标明确，全身心投入课堂学习。视频素材、物联网应用平台等数字化学习资源为学生创设了自主学习的机会，大部分学生都能主动完成基础实践活动；设计的活动注重知识的延展性，鼓励学生进行多维度的探究，知识只有经历过一步步的探究才更有可能储存到长时记忆中，进而被不断地迁移和应用；教师的引导循序渐进，评价层层落实，有效跟进，关注学生个体差异，及时发现并解决学生在学习过程中遇到的问题，各层次学生都有不同程度的发展。

由上可见，“理解为先”的课程设计理念为信息技术课程建设提供了一些有益的建议，值得引发同行关注和实践检验。

李洁(1982－)女，籍贯:江苏无锡，民族:汉族，职称:中学一级教师，学历:本科，研究方向:中小学信息技术教育