基于微知識單元的對分課堂在工程數學教學中的探究

劉素兵　趙志輝　彭司萍　王樂

關鍵詞：對分課堂;微知識單元;雨課堂;工程數學;教學研究

隨著信息化時代的來臨，社會對人才的教育培養也提出了更高的要求，目前，單一的講授式課堂教學模式已不滿足這種要求。在信息技術環境下，如何創新教學模式已成為當前課堂教學改革的重心，課堂是我國規模化教學的主渠道，課堂教學改革成為信息時代教育教學變革的基礎。工程數學傳統課堂教學更強調教師的講授，知識單向傳播，課堂活動形式單一，缺少信息交流和反饋通道，學生課堂學習效率低下。由于工程數學內容復雜抽象，公式推導多，學習內容對學生吸引力不高，學生學習熱情不高，缺乏學習動力，即便精講多練或講練結合，而練的過程依然是在教師限定的框架內進行的，并沒有改變學生被動學習的本質。針對這種相對復雜、枯燥，且不易掌握的課程，筆者采用智慧教室環境下，基于微知識單元的對分課堂教學，以最大程度促進學生主動式學習為目標，激發學習動力，幫助學生理解知識，為工程數學課堂教學提供新思路。

1對分課堂

對分課堂是基于當代大學生心理學規律提出的課堂改革新模式，其核心理念是在于分配一半課堂時間給教師講授，另一半給學生討論。對分課堂分為3個階段，也就是講授（presentation）、內化吸收（assimilation）、討論（dis-cussion），因此也被稱為PAD課堂。其創新關鍵在于把講授和討論的時間錯開，變“即時討論”為“延時討論”，即讓學生經過獨學和獨思，對教師講授的內容進行一定程度的內化和吸收后，再展開討論。將內化和吸收過程安排在課后，本課堂討論上堂課的內容，這是對分教學最核心特點，稱為“隔堂討論”。如圖1所示。

2基于微知識單元的對分課堂教學

2.1講授環節中微知識單元的嵌入

因把一半課堂時間分配給了教師進行講授，另一半課堂時間分配給學生進行討論交互學習，對分課堂中的講授環節（P環節），上課講授的時間相對減少，這樣也就對教師和學生提出了較高的要求。從教師的角度來看，教師需要對教學內容進行重整和精簡，提煉出核心要素，爭取在有限時間內能夠將重點、難點較系統地傳授給學生;另一方面，從學生學習的角度來看，學習認知規律表明，在課堂學習的過程中，學生學習注意力較為短暫，只有當在一個較短的時間內談論某一主題時，學生才具有較高的關注度和興趣。基于上述的分析，需要對知識進行微小單元的切分、整合和重構，構建微知識單元，微知識單元即在課堂上適合用10至20分鐘講授分析的獨立的知識主題，一般而言它就是微課主題，包括對該知識點的解析，以及與之相匹配的教學設計、教案、課件、測評練習和教學視頻等，確定每個微知識單元的教學目標;將若干微知識單元嵌入P環節，以微知識單元為載體，進行講授。微知識單元其目的明確，重點突出，即能滿足教師在P環節中精講和留白的原則，只做引導式、框架式的講授，講解學習目標、重難點、章節內容的邏輯結構等，讓學生知道需要學習的內容，幫助學生梳理重點難點，從而針對性吸收。同時，也便于學生理解、吸收和內化，主動建構知識的“點”到“線”而及于“面”，即有利于促進學生的主動式學習。

2.2微知識單元的劃分和設計

對教材梳理解析，將每一章節的教學內容細化為一系列適合用10～20分鐘講授的微知識單元，確定每個微知識單元的類型、教學目標。例如，學習“概率論與數理統計”中第一章概率論的基本概念，微知識單元劃分如下：

針對不同類型的微知識單元，采取不同的授課模式，比如對于概念單元，則可按照概念引入、概念剖析、概念應用、總結的步驟和流程展開教學;對于方法單元，則按照方法導入、方法論證、方法對比、方法運用、總結的一般步驟開展教學;而針對應用單元可結合一個較為綜合的實際問題闡述應用、拓展、思考等。每個微知識單元授課的教學資源可以是教材、網絡視頻、電子教學資源、例證教學案例等其中一種，或多種的綜合使用。

2.3基于微知識單元的對分教材設計

為了保障基于微知識單元的對分課堂效力，學生達到更好地學習效果，進行基于微知識單元的對分教材設計。把傳統教材內容進行分割，例如，對每一章節的內容分為兩部分：概要和材料，概要展示骨架、結構，材料展示細節、血肉。如圖3所示。

（1）基于微知識單元的概要包括對本章內容的框架、體系結構、知識關聯等的描述，以微知識單元及微知識單元間的關聯呈現。

（2）詳細材料強調原始性，源于教師對各方面資源的整理。其包含多份文檔，每個文檔可看作從不同角度對章節內容概要的展開論述。如經典案例、問題背景描述、概念追蹤溯源、工程例證案例、習題冊、書籍或論文的選段等。

綜上，按照一定的教學主線選取微知識單元，將原來每45分鐘的課堂授課分解為若干個微知識單元授課，每個知識單元的講授具有相對的獨立性和完整性，通過微知識單元之間的關聯性將它們統整為有機完整的課堂教學、綜合運用智慧教室以及現代信息化技術平臺如雨課堂、嘉課堂等，形成課前、課中、課后三階段的教學閉環，實現教學效果的最優化。

3基于微知識單元的雨課堂+對分課堂教學模式設計與實施

利用信息化技術，促進智慧的教與學，是教學信息化深化發展的必然趨勢。雨課堂是移動互聯網與大數據背景下的智慧教學工具，具有強大的教學交互體驗。雨課堂通過與課件PPT、微信的結合，讓學生在課前、課中和課后與教師建立起溝通之通道，讓課堂互動活力滿滿。雨課堂能將線上、線下的學習方式有效融合，靈活地安排課堂內的教學活動，合理地將一些教學活動安排在課堂外，如課前學習目標、學習清單推送，課后任務布置等，從而使得教學設計更加開放、機動。雨課堂這一“器”為之所用，理應發揮至極致，而教學模式的固化卻制約了“器”的利用。基于微知識單元的對分課堂強調學習策略改變，但缺少外部學習環境的支撐，因此，結合兩者優點，將基于微知識單元的對分課堂和雨課堂兩者相互融合，即將雨課堂互動融入對分層教學的各個環節，建立基于雨課堂的課前一課上一課后的課程教學組織形式，構建雨課堂+對分課堂的工程數學教學模式。課前、課后，線上推送相關學習資源，如工程數學對分教材中的文檔（經典案例、問題背景描述、概念追蹤溯源、工程例證案例、習題冊、書籍或論文的選段），助力學生對微知識單元進行思考和運用，更好實現知識內化的A環節;課中，雨課堂滲透線下對分課堂教學P、D環節，實時答題、彈幕互動等功能，克服傳統課堂師生互動不足的缺點，加強教師對學情的實時掌握;課后，可以進行教學活動的數據全程采集，實時掌握學生的學習狀態和情況，為老師提供及時反饋，從而為教師進行動態性教學設計保駕護航。

結語

本文從對分課堂的P環節切入，設計了基于微知識單元的P環節，并給出了信息技術下基于微知識單元的對分課堂教學模式，通過智慧教學平臺雨課堂，充分利用信息技術，進行線上線下多種教學資源、對分教學形式的綜合應用，引導學生領會每個微知識單元的內涵，建立各微知識單元之間的關系，幫助學生完成對數學知識由“點”到“線”而及于“面”的主動建構。實踐表明，基于微知識單元的對分課堂能夠改善課堂氛圍，激發學習動力，更有助于學生內化知識，促進了學生由被動學習向主動學習的轉變，為解決當前工程數學教學困境提供了可行性方案。

作者簡介：劉素兵（1980— ），女，河北邢臺人，火箭軍工程大學基礎部副教授，研究方向：大學數學教育及軍事運籌學。