基于智慧課堂的單元教學設計
——以“一次函數”為例

李豆豆 任全玉

（黃岡師范學院 湖北黃岡 438000）

智慧課堂是信息時代的新產物。智慧課堂的智慧在于“活”，是教師教得“活”和學生學得“活”。智慧課堂實現了教師教學方式的多樣性，其所具備的多元化的展現方式，讓教師的教學質量更上一層。智慧課堂為學生提供了靈活的學習環境，既讓學生可以在課前、課中、課后都充分地利用信息資源，也實現了學生的自主學習。在核心素養導向下，單元教學設計具有可探索性，智慧課堂下的單元教學設計更是一個值的研究的問題。接下來，我們將以初中“一次函數”這一單元為例探析如何基于智慧課堂進行單元教學設計[1]。

一、基于智慧課堂作單元教學設計的理論基礎

1.建構主義學習理論

建構主義學習理論的學生觀主要強調的是，以學習者為中心，學習者應該主動學習和主動加工外界知識。智慧課堂為學生提供了優質的學習資源、科學的學習方法。基于智慧課堂的單元教學，可以激發學生對數學的學習興趣，使學生在課堂中充分地發揮主動性。建構主義學習理論的教學觀指出，在教學的過程中，要抓住學生知識經驗的增長點進行教學。因此，教師可以根據智慧課堂所提供的課前學情分析，發現學生的知識增長點進行教學，加強知識的銜接性，使單元教學實現較好的效果[2]。

2.混合式教學理論

混合式教學是“線上”和“線下”教學這兩種教學組織形式的有機結合。顯然，智慧課堂是一個很好的體現。它將傳統課堂的優點與現代信息技術的優勢有效融合，創設了良好的學習環境。教師可以利用互聯網設備、移動終端、大數據、云平臺等信息技術進行教學，為單元教學創造條件，形成了一種現代化的教學環境，這是線上學習和線下講授相結合的一種情形，同時，將學生帶入多種學習方式的課堂中，體現了以教師為主導、以學生為主體的教學理念。

二、智慧課堂在單元教學設計中的應用合理性

1.有助于揭示數學知識整體結構及其本質內容

教師可以借助思維導圖刻畫單元知識框架，提煉單元關鍵概念，梳理清晰的單元知識結構體系，以素養為導向，把握關鍵概念，將其作為連接各個課時之間的錨點。在新的單元開課前，教師先通過微課讓學生做好本單元的初步整體認知，在每課時課前要強調銜接性，強化單元內部聯系。

（1）課前教學奠定整體認知結構

以“一次函數”這一單元為例。在“一次函數”這一單元講授前，教師可以制作微課，要立足單元大概念，讓學生提前對本單元的學習內容有所了解，把握這一單元的重點學習內容所在，了解本單元知識與單元主題概念之間的聯系，體會單元整體性。教師在微課中構造單元知識體系，向同學們展示，如圖1所示。

圖1 一次函數單元知識體系圖

學生在學習本單元之前，通過了解本單元的知識體系，根據老師的引導，從而能把握“一次函數”這一單元的關鍵概念，在課時學習中，明確學習目標，明了知識之間的聯系，在每個課時的學習中把握知識的銜接性，在學習的過程中發展自身的學科核心素養。

（2）課時設計圍繞單元關鍵概念

表1 單元教學課時設計

2.有助于把握課程、教學與評價的一致性

單元教學設計首先要根據課標確定學習目標、學習任務。在教學實施的過程中，智慧課堂可通過現代的教學技術幫助學生更好地展現知識、理解知識，幫助學生高效地參與數學活動，幫助學生從自主探究中總結經驗，幫助學生總結數學思想方法，從而達到課程標準的要求。智慧課堂可以提供大數據分析和個性化評價的功能，無論是在課前、課中，還是課后都可以及時實現，可以幫助教師將表現性評價轉化為結果性評價，根據評價來針對性地對不同層次的學生進行幫助，使他們的數學素養能得到全面發展，不斷促進“教、學、評”一體化的實現。接下來，筆者將以“一次函數”單元教學為例進行說明。

（1）分析課標與學情，確立教學目標

智慧課堂是以能力培養為主，以學生學習為中心，以個性化學習為理念的課堂。人工智能和大數據分析等技術不僅可以為學生的學習行為數據進行采集和分析，而且可以為教師的教學行為數據進行采集和分析，最后根據學生所表現出的學習動機、興趣、風格、習慣和認知水平等學習特質，以及義務教育階段給出的“一次函數”部分的課標要求，精確制定階段學習目標和單元學習任務。以“一次函數”為例，該單元的教學三維目標主要有以下內容。

①知識技能目標

理解變量與變量之間的關系；知道函數的三種表達方式，并學會用這三種表達方式對函數進行表達。函數是解決代數問題的重要形式，對于函數表達式與代數式、方程、不等式，要區分他們之間的不同，理解彼此之間的關系；學生能夠根據實際問題，寫出一次函數表達式，加強數學應用能力；能夠熟練地作出一次函數的圖象，并會根據實際問題作一次函數的圖象，準確把握變量與自變量之間的關系；會求一次函數與坐標軸的交點坐標；能結合圖象理解掌握一次函數y=kx+b的性質；理解一次函數與正比例函數的定義，并探究兩者之間的關系。

②過程與方法目標

在課堂中，學生能自主獨立地歸納總結函數的概念；通過運用數學繪圖軟件Geogebra觀察函數圖像的變化，根據圖像在Geogebra中根據參數變化而變化的動態，學生學會獨立總結函數圖像的性質；在教師的引導下學生學會將方程思想與函數思想相結合，掌握數形結合思想方法，并用這種思想方法解決問題，提高解決實際問題的能力。

③情感與態度目標

積極參與教師組織的學習活動，讓學生在學習中保持激情；培養學生的求真意識、合作意識與探究能力。

（2）緊扣教學目標，實現智慧教學

①在學習變量與函數時，通過例題讓學生自己根據題意列出關系表達式，根據所列出的關系表達式，學生能夠填寫出兩個變量關系的數值表格，觀察并體會自變量與因變量之間的數量關系；再讓學生打開GeoGebra，運用GeoGebra的描點畫圖功能，輸入剛剛學生自己填寫的表格數據，點擊連線，從而生成具體的函數圖像。根據生成的圖像，讓學生體會到一次函數圖像的一個特點，一個確定的自變量的值，只有一個確定的自變量的值與之相對應，并讓學生互動交流函數的定義是什么。

②在學習正比例函數和一次函數時，通過具體的實際問題，讓學生寫出變量與自變量之間的關系式，把學生的答案匯總，并提交于系統，通過大數據得到學生答案的共性，根據最終展示出來的結果，重點是讓學生能夠總結歸納出一次函數與正比例函數的定義，難點是要讓學生能夠區分出正比例函數和一次函數，找到二者之間的聯系。在一些具體的問題當中，學生能夠理解和運用二者之間的聯系。首先，引導學生用GeoGebra繪制y=kx+b圖像，不再用描點法作圖，而是在其中直接輸入函數解析式，并設置參數的取值范圍，和參數的滑動條，如將k與b的取值范圍取到-5到5之間，包括-5、5。在繪制過程中，讓學生注意參數k影響函數傾斜程度和方向，參數b影響函數與y軸的交點，參數k與參數b同時影響著函數經過的象限。

③在學習函數與不等式和方程的關系時，要學會用函數的觀點看待方程和不等式，靈活運用數形結合的思想。首先討論一次函數與二元一次方程組，讓學生在GeoGebra中輸入二元一次方程3x-y+5=0，發現方程3x-y+5=0在平面坐標系中是y=3x+5的圖像，引導學生體會從“數”的角度看，一元一次方程3x+5=0的解，其實就是一次函數y=3x+5中，當時函數值y等于0時對應的自變量x的值；再從“形”的角度看，一元一次方程3x+5=0的解，就是一次函數y=3x+5的圖像與x軸的交點的橫坐標的值。

第二種情況如果再給予學生一個二元一次方程組，與第一個方程構成一個二元一次方程組，如下：

同時輸入兩個方程，第一個是方程3x-y+5=0，第二個是-x-y+1=0，就會得到兩個一次函數的圖像，這兩個函數圖像顯然都是一次函數的圖像，它們的交點是（-1，2），通過解方程我們也會發現，方程組的解是x=-1，y=2，也就是說，方程組的求解與求函數圖像的交點有共通之處，所以要學會把函數的思想與方程的思想相互轉化。

接著，再讓學生觀察方程有無數解和無解時，兩條直線的關系是什么。

（3）明晰學習表現，形成教學評價

在智慧課堂中的教學評價應該意識到一個問題，就是要避免量化分析帶來的“精準教育”陷阱，相反，教育教學者要始終堅持教育思想引領智慧教學，而不依賴于智慧教學。在智慧課堂中，數據收集、統計分析一直貫穿于教學過程，形成對學習者的認知理解、學習風格與行為習慣的評價，是來自自然的、常規的教學過程中的評價。當然，學生最終也可給予教師教學評價，幫助教師進行教學總結與反思，改變傳統的自上而下的教學評價方式。通過最終形成的評價結果，教師要發現學生之間的差距和學生普遍的薄弱之處，找到學生知識經驗的增長點和單元內課時之間的銜接點，及時地進行教學調整，從整體上提高教學效率。

三、總結與反思

如今，教師和學生對先進的教學設備的適應性較強，所以，在教育領域要充分利用資源，如通過數據分析可以更直觀地了解學生的弱項，通過信息技術可以更靈活地改變教學的方式，使抽象變得直觀，豐富學生的學習活動。同時，單元教學設計立足整體單元，是一種系統教學設計的方法。這種設計方法有助于在核心素養的指向下，深入挖掘單元的主題概念，構建系統的單元知識結構，找準學生的學習重難點，將教學落在學生的最近發展區內，不斷地提高教學效率。智慧課堂可以幫助教師高效地梳理單元的知識結構，幫助學生在學習過程中快速理解知識，幫助實現單元教學方式的“教、學、評”一體化，使得單元教學充分體現知識的系統性、教學的整體性，在整個教學過程中，對單元教學的各個環節都起了極大的促進作用。單元教學后，教師根據學生的表現性評價來反思教學過程，根據學生學習結果做針對性的教學，教師之間也應該相互學習、借鑒及交流，促進數學單元教學的進步。