基于微知识单元的对分课堂在工程数学教学中的探究

刘素兵　赵志辉　彭司萍　王乐

关键词：对分课堂;微知识单元;雨课堂;工程数学;教学研究

随着信息化时代的来临，社会对人才的教育培养也提出了更高的要求，目前，单一的讲授式课堂教学模式已不满足这种要求。在信息技术环境下，如何创新教学模式已成为当前课堂教学改革的重心，课堂是我国规模化教学的主渠道，课堂教学改革成为信息时代教育教学变革的基础。工程数学传统课堂教学更强调教师的讲授，知识单向传播，课堂活动形式单一，缺少信息交流和反馈通道，学生课堂学习效率低下。由于工程数学内容复杂抽象，公式推导多，学习内容对学生吸引力不高，学生学习热情不高，缺乏学习动力，即便精讲多练或讲练结合，而练的过程依然是在教师限定的框架内进行的，并没有改变学生被动学习的本质。针对这种相对复杂、枯燥，且不易掌握的课程，笔者采用智慧教室环境下，基于微知识单元的对分课堂教学，以最大程度促进学生主动式学习为目标，激发学习动力，帮助学生理解知识，为工程数学课堂教学提供新思路。

1对分课堂

对分课堂是基于当代大学生心理学规律提出的课堂改革新模式，其核心理念是在于分配一半课堂时间给教师讲授，另一半给学生讨论。对分课堂分为3个阶段，也就是讲授（presentation）、内化吸收（assimilation）、讨论（dis-cussion），因此也被称为PAD课堂。其创新关键在于把讲授和讨论的时间错开，变“即时讨论”为“延时讨论”，即让学生经过独学和独思，对教师讲授的内容进行一定程度的内化和吸收后，再展开讨论。将内化和吸收过程安排在课后，本课堂讨论上堂课的内容，这是对分教学最核心特点，称为“隔堂讨论”。如图1所示。

2基于微知识单元的对分课堂教学

2.1讲授环节中微知识单元的嵌入

因把一半课堂时间分配给了教师进行讲授，另一半课堂时间分配给学生进行讨论交互学习，对分课堂中的讲授环节（P环节），上课讲授的时间相对减少，这样也就对教师和学生提出了较高的要求。从教师的角度来看，教师需要对教学内容进行重整和精简，提炼出核心要素，争取在有限时间内能够将重点、难点较系统地传授给学生;另一方面，从学生学习的角度来看，学习认知规律表明，在课堂学习的过程中，学生学习注意力较为短暂，只有当在一个较短的时间内谈论某一主题时，学生才具有较高的关注度和兴趣。基于上述的分析，需要对知识进行微小单元的切分、整合和重构，构建微知识单元，微知识单元即在课堂上适合用10至20分钟讲授分析的独立的知识主题，一般而言它就是微课主题，包括对该知识点的解析，以及与之相匹配的教学设计、教案、课件、测评练习和教学视频等，确定每個微知识单元的教学目标;将若干微知识单元嵌入P环节，以微知识单元为载体，进行讲授。微知识单元其目的明确，重点突出，即能满足教师在P环节中精讲和留白的原则，只做引导式、框架式的讲授，讲解学习目标、重难点、章节内容的逻辑结构等，让学生知道需要学习的内容，帮助学生梳理重点难点，从而针对性吸收。同时，也便于学生理解、吸收和内化，主动建构知识的“点”到“线”而及于“面”，即有利于促进学生的主动式学习。

2.2微知识单元的划分和设计

对教材梳理解析，将每一章节的教学内容细化为一系列适合用10～20分钟讲授的微知识单元，确定每个微知识单元的类型、教学目标。例如，学习“概率论与数理统计”中第一章概率论的基本概念，微知识单元划分如下：

针对不同类型的微知识单元，采取不同的授课模式，比如对于概念单元，则可按照概念引入、概念剖析、概念应用、总结的步骤和流程展开教学;对于方法单元，则按照方法导入、方法论证、方法对比、方法运用、总结的一般步骤开展教学;而针对应用单元可结合一个较为综合的实际问题阐述应用、拓展、思考等。每个微知识单元授课的教学资源可以是教材、网络视频、电子教学资源、例证教学案例等其中一种，或多种的综合使用。

2.3基于微知识单元的对分教材设计

为了保障基于微知识单元的对分课堂效力，学生达到更好地学习效果，进行基于微知识单元的对分教材设计。把传统教材内容进行分割，例如，对每一章节的内容分为两部分：概要和材料，概要展示骨架、结构，材料展示细节、血肉。如图3所示。

（1）基于微知识单元的概要包括对本章内容的框架、体系结构、知识关联等的描述，以微知识单元及微知识单元间的关联呈现。

（2）详细材料强调原始性，源于教师对各方面资源的整理。其包含多份文档，每个文档可看作从不同角度对章节内容概要的展开论述。如经典案例、问题背景描述、概念追踪溯源、工程例证案例、习题册、书籍或论文的选段等。

综上，按照一定的教学主线选取微知识单元，将原来每45分钟的课堂授课分解为若干个微知识单元授课，每个知识单元的讲授具有相对的独立性和完整性，通过微知识单元之间的关联性将它们统整为有机完整的课堂教学、综合运用智慧教室以及现代信息化技术平台如雨课堂、嘉课堂等，形成课前、课中、课后三阶段的教学闭环，实现教学效果的最优化。

3基于微知识单元的雨课堂+对分课堂教学模式设计与实施

利用信息化技术，促进智慧的教与学，是教学信息化深化发展的必然趋势。雨课堂是移动互联网与大数据背景下的智慧教学工具，具有强大的教学交互体验。雨课堂通过与课件PPT、微信的结合，让学生在课前、课中和课后与教师建立起沟通之通道，让课堂互动活力满满。雨课堂能将线上、线下的学习方式有效融合，灵活地安排课堂内的教学活动，合理地将一些教学活动安排在课堂外，如课前学习目标、学习清单推送，课后任务布置等，从而使得教学设计更加开放、机动。雨课堂这一“器”为之所用，理应发挥至极致，而教学模式的固化却制约了“器”的利用。基于微知识单元的对分课堂强调学习策略改变，但缺少外部学习环境的支撑，因此，结合两者优点，将基于微知识单元的对分课堂和雨课堂两者相互融合，即将雨课堂互动融入对分层教学的各个环节，建立基于雨课堂的课前一课上一课后的课程教学组织形式，构建雨课堂+对分课堂的工程数学教学模式。课前、课后，线上推送相关学习资源，如工程数学对分教材中的文档（经典案例、问题背景描述、概念追踪溯源、工程例证案例、习题册、书籍或论文的选段），助力学生对微知识单元进行思考和运用，更好实现知识内化的A环节;课中，雨课堂渗透线下对分课堂教学P、D环节，实时答题、弹幕互动等功能，克服传统课堂师生互动不足的缺点，加强教师对学情的实时掌握;课后，可以进行教学活动的数据全程采集，实时掌握学生的学习状态和情况，为老师提供及时反馈，从而为教师进行动态性教学设计保驾护航。

结语

本文从对分课堂的P环节切入，设计了基于微知识单元的P环节，并给出了信息技术下基于微知识单元的对分课堂教学模式，通过智慧教学平台雨课堂，充分利用信息技术，进行线上线下多种教学资源、对分教学形式的综合应用，引导学生领会每个微知识单元的内涵，建立各微知识单元之间的关系，帮助学生完成对数学知识由“点”到“线”而及于“面”的主动建构。实践表明，基于微知识单元的对分课堂能够改善课堂氛围，激发学习动力，更有助于学生内化知识，促进了学生由被动学习向主动学习的转变，为解决当前工程数学教学困境提供了可行性方案。

作者简介：刘素兵（1980— ），女，河北邢台人，火箭军工程大学基础部副教授，研究方向：大学数学教育及军事运筹学。