宋红

摘   要：依托核心素养，进行大单元设计，设定大单元目标，创设单元问题，整合资源，以促成学习目标的达成和学生核心素养的提升为目标的七年级《人工智能》课教学实践与探究。

关键词：大单元;初中人工智能;核心素养;教学实践

1  引言

1.1  大单元设计的背景

教育部在2016年发布《中国学生发展核心素养》研究成果，提出学生发展的核心素养为：学生应具备的，能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。在初中阶段开设人工智能课，能很好地落实素质教育，有助于培育计算思维、提升动手能力，与时代发展接轨，可以在课堂教学中实现学生核心素养的养成。在七年级如何上好人工智能课对于教师来说，是一项挑战，既要让孩子能够了解人工智能的前沿以及相关的科技概念，又要让孩子在课程中感受编程理念，培养程序设计兴趣，锻炼逻辑思维能力和创新创意思维，教材重难点把握、活动环节设置是教学过程中最大的难点。

1.2  大单元设计的目标

为了更好地培养学生的计算思维，提升学生的核心素养，我们以大单元设计的模式开展人工智能课程教学。不局限于以课本的单个知识点或单个章节为单位，而是站在一个大单元的高度，每个课时教学中，在解决一个个具体问题中达成课时目标; 通过单元总结，解决中心问题，达成单元目标;通过大单元总结，最终解决大问题，达成大单元目标[ 1 ]。落实学生的核心素养为目的，立足于单元主题，让学生以“自主、合作、探究”为常态学习模式，完成深度学习。

2  大单元设计关键在“整合”

要设计一个好的大单元先要宏观了解教材的编辑思路、结构布局，做好知识点的“整合”，形成合理的大单元。我们的人工智能实验室采用的是优必选教学平台，配套教材“AI上超级工程师”，每节课都是一个独立的小任务，如：点亮智慧之灯、空气吉他、我的音乐生活等，教材的知识点较为碎片化，若按照知识点讲解，每节课关注的视野都仅仅在某一课里，知识没有连贯性，掌握的知识很难系统化。这种碎片化的内容组织还造成了深度学习的缺位，影响核心素养的形成[ 2 ]。尝试以核心素养为目标，借助学科知识点为载体，立足大单元主题，将零散的学科知识转变为大单元，实现教学设计与素养目标的有效对接。

2.1  教材内部知识点整合

在大单元设计之前，先熟读教材，对教材内容有一个清晰的整体轮廓。我们的人工智能课选用的教材是“AI上超级工程师”。一共八个任务，每个任务为2课时。课本中第一个课时任务为“点亮智慧之灯”，知识点主要有：（1）观看一段关于智能生活的视频，对科技的发展与应用产生初步的认知;（2）使用Explore主板点亮LED灯，初步了解Explore主板与Blockly软件的使用。第二个课时任务为“五彩世界”，知识点主要有：（1）一盏灯如何发出不同颜色的光;（2）学习RGB灯的组成，了解RGB颜色模式，编写程序控制RGB灯亮不同的颜色。教材中这两课时是完全独立的，但实际上两课在能力点训练上有很多共同之处，我们把这两个关于点灯的实验归属于一个大单元。通过线路的连接、程序主体模块的搭建、灯的开关设置等，将两课的重难点进行梳理、整合，确定大单元目标，完成一个以灯为活动主题的大单元设计，更好地巩固和强化能力点。

2.2  与其他学科知识点整合

人工智能课与信息技术课知识点有很多重叠之处，也有很多知识点可以相辅相成。若能将两门课有机融合，可以产生1+1大于2的教学效果。“AI上超级工程师”中所有的任务都是单机实现，如果利用网络控制机器人又会是怎样的呢？学生对此兴趣浓厚。于是我们将七年级上册第一单元“组装计算机与组建局域网”与人工智能优必选平台的yanshee机器人相结合设计大单元任务。大单元任务涵盖了有线局域网的搭建、无线局域网的搭建、利用网络指令控制yanshee机器人体验局域网的作用。該大单元活动以合作学习、自主学习、体验探究性学习为主要学习方式，通过跨学科知识点的整合，大单元任务的驱动，学生学习兴趣浓厚，达到理想的建构主义学习环境。

3  大单元设计目标是解决真实问题

“中国学生发展核心素养”提到学科核心素养注重宏观层面终身发展要求，不是知识点的堆砌，而是具备在什么情境下运用什么知识，能做什么事，愿意并且能把事做到正确的关键能力。核心素养关注人们在社会生存普适、稳定、基本的能力，也就是解决真实问题的能力。解决真实问题的大单元设计，通过情境的设置，将知识点转化为驱动性问题，将驱动性问题设置在学生更熟悉更有兴趣的情境中，这样的大单元设计，立足于解决真实问题，可以提高学生理解知识的能力和运用知识技能的意识。

指向素养的学习必须是真实学习，真实学习必须要有真实情境与任务的介入。只有在真实情境下运用某种或多种知识完成特定的任务，才能评估关键能力、必备品格与价值观念[ 3 ]。

大单元的任务设计中的真实问题，并不是要求活动中每个要素、环节都是真实的，而是能够达到学生可以在学习活动中看到知识和世界的联系，能够将知识迁移到生活世界中，是真实情境下的学习。

人工智能课程设计的灵魂就是创设解决真实问题的情境，触动学生解决实际问题的欲求，在真实情境中产生完成任务的热情和解决任务的驱动力。在七年级上册我们将信息技术第一单元“组装计算机与组建局域网”与人工智能整合的大单元设计中，我们创设的任务是“解救yanshee机器人闯关游戏”。在游戏中，同学们先要制作完成一条网络，网络连接成功后，可获取密码解锁加密电脑，通过局域网共享获取yanshee机器人拯救指令，最后通过无线桥接的方式在小组内连接自己的热点达到拯救yanshee机器人的目的。学生为了达到最终解救yanshee机器人的目的，就必须完成前面一系列的关卡，各个关卡紧密结合知识点，逻辑性和连贯性强，大单元设计的目标、任务、过程，以及最终目的的达成都很自然流畅，衔接紧密。这样的大单元设计符合教学的本质属性，触动学生欲求的任务和解决真实问题的实践情境，不再局限于单一的学科，中心任务是解决真实存在的问题，把学科知识落实到了学生的实践活动中。10480C47-A9EB-428F-A2D5-B93D1845E2F7

大单元设计的真实情境选择，既要符合核心素养的培育，又要是可以完成的大任务，大单元设计的最终目标是提升学生核心素养，在具体的教学实施中又要有物化的详细的学习成果。

4  大单元设计的实践反思

美国教育学家格兰特·威斯金说：“现代课程的基本单位是‘问题，课程改革的主要任务是‘重新组织问题，并通过问题设计来组织课程内容。” 这正是大单元设计的理念。人工智能课“ucode游乐场”这一章节，我们设计的大单元是体验游乐场，围绕的问题是编制程序，并利用AR技术和传感器制作投篮机。分解的小任务有：编程建立投篮机框架、利用ucode及按压传感器制作可操作篮球左右方向的游戏手柄、通过ucode的视频侦测模块，制作AR投篮的效果。每一个学习任务都具有一定难度，但是形成大單元之后，学习过程是深度学习的进阶过程，每一步都有非常清楚的目标，为了达到最终游乐场的建设，学习很容易就进入到专业的视角并深入实际问题的研究之中。图形化编程、运用按压传感器模块、调用摄像头、运用AR的基本功能，这几个较大难度的知识点通过情境设置，自然贯穿于大单元设计中，通过小组配合、团队协作最终完成游乐场的建设，大大激发学生的学习兴趣，促成学生多项能力的提升，在积累与运用中完成了知识的学习和拓展应用，提高了课堂效率，很好的完成教学目的。

基于大单元设计教学模式的人工智能课，可以更好地将现实的物理世界和虚拟的数字世界联系起来。大单元教学是以学习事件为单位，这对于人工智能课来说是极其适合的。设计核心任务后，可以顺势围绕核心任务列出子任务或活动[ 4 ]。在教学实践中，要将一个大单元的素养目标分解到各个小单元，小单元素养目标再分解到各课时，通过整个活动来达成素养目标。

“大单元教学”思想的萌生源于课堂教学改革之初课时的不够用，在课改多年后的今天，我们对基于大单元设计的教学已经有了更深的理解和更广的应用，大单元教学管理指向整体，将知识点有效捆绑，强弱组合，无缝隙合作。大单元教学是从“大教育观”出发，遵循系统论、整体论原则概括出来的。荣获“中国好校长”的胡志民校长将大单元教学概括为三大特点：大整合、大迁移、大贯通。指向学科核心素养的大单元设计是落实立德树人、发展素质教育、深化课程改革的必然要求。基于大单元设计的人工智能课还有很多问题值得我们在接下去的教学实践中深入探讨。

参考文献：

[1] 黄晶， 陈烟兰. 大问题统领的大单元教学[J].生物学教学，2021，46（6）：12-14.

[2] 卢明.大单元设计背景下的“单元导学”的设计策略[J].中学教研（数学），2021（6）：1-4.

[3] 崔允漷.学科核心素养呼唤大单元教学设计[J].上海教育科研，2019（4）：1.

[4] 林荣凑. 大单元设计的操作步骤和技术要领[J].语文教学，2020（10）：9-14.10480C47-A9EB-428F-A2D5-B93D1845E2F7