基于智慧課堂的單元教學(xué)設(shè)計
——以“一次函數(shù)”為例

李豆豆 任全玉

（黃岡師范學(xué)院 湖北黃岡 438000）

智慧課堂是信息時代的新產(chǎn)物。智慧課堂的智慧在于“活”，是教師教得“活”和學(xué)生學(xué)得“活”。智慧課堂實現(xiàn)了教師教學(xué)方式的多樣性，其所具備的多元化的展現(xiàn)方式，讓教師的教學(xué)質(zhì)量更上一層。智慧課堂為學(xué)生提供了靈活的學(xué)習(xí)環(huán)境，既讓學(xué)生可以在課前、課中、課后都充分地利用信息資源，也實現(xiàn)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。在核心素養(yǎng)導(dǎo)向下，單元教學(xué)設(shè)計具有可探索性，智慧課堂下的單元教學(xué)設(shè)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(shù)”這一單元為例探析如何基于智慧課堂進行單元教學(xué)設(shè)計[1]。

一、基于智慧課堂作單元教學(xué)設(shè)計的理論基礎(chǔ)

1.建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的學(xué)生觀主要強調(diào)的是，以學(xué)習(xí)者為中心，學(xué)習(xí)者應(yīng)該主動學(xué)習(xí)和主動加工外界知識。智慧課堂為學(xué)生提供了優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)資源、科學(xué)的學(xué)習(xí)方法。基于智慧課堂的單元教學(xué)，可以激發(fā)學(xué)生對數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生在課堂中充分地發(fā)揮主動性。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的教學(xué)觀指出，在教學(xué)的過程中，要抓住學(xué)生知識經(jīng)驗的增長點進行教學(xué)。因此，教師可以根據(jù)智慧課堂所提供的課前學(xué)情分析，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的知識增長點進行教學(xué)，加強知識的銜接性，使單元教學(xué)實現(xiàn)較好的效果[2]。

2.混合式教學(xué)理論

混合式教學(xué)是“線上”和“線下”教學(xué)這兩種教學(xué)組織形式的有機結(jié)合。顯然，智慧課堂是一個很好的體現(xiàn)。它將傳統(tǒng)課堂的優(yōu)點與現(xiàn)代信息技術(shù)的優(yōu)勢有效融合，創(chuàng)設(shè)了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。教師可以利用互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、移動終端、大數(shù)據(jù)、云平臺等信息技術(shù)進行教學(xué)，為單元教學(xué)創(chuàng)造條件，形成了一種現(xiàn)代化的教學(xué)環(huán)境，這是線上學(xué)習(xí)和線下講授相結(jié)合的一種情形，同時，將學(xué)生帶入多種學(xué)習(xí)方式的課堂中，體現(xiàn)了以教師為主導(dǎo)、以學(xué)生為主體的教學(xué)理念。

二、智慧課堂在單元教學(xué)設(shè)計中的應(yīng)用合理性

1.有助于揭示數(shù)學(xué)知識整體結(jié)構(gòu)及其本質(zhì)內(nèi)容

教師可以借助思維導(dǎo)圖刻畫單元知識框架，提煉單元關(guān)鍵概念，梳理清晰的單元知識結(jié)構(gòu)體系，以素養(yǎng)為導(dǎo)向，把握關(guān)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(xué)生做好本單元的初步整體認知，在每課時課前要強調(diào)銜接性，強化單元內(nèi)部聯(lián)系。

（1）課前教學(xué)奠定整體認知結(jié)構(gòu)

以“一次函數(shù)”這一單元為例。在“一次函數(shù)”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(xué)生提前對本單元的學(xué)習(xí)內(nèi)容有所了解，把握這一單元的重點學(xué)習(xí)內(nèi)容所在，了解本單元知識與單元主題概念之間的聯(lián)系，體會單元整體性。教師在微課中構(gòu)造單元知識體系，向同學(xué)們展示，如圖1所示。

圖1 一次函數(shù)單元知識體系圖

學(xué)生在學(xué)習(xí)本單元之前，通過了解本單元的知識體系，根據(jù)老師的引導(dǎo)，從而能把握“一次函數(shù)”這一單元的關(guān)鍵概念，在課時學(xué)習(xí)中，明確學(xué)習(xí)目標，明了知識之間的聯(lián)系，在每個課時的學(xué)習(xí)中把握知識的銜接性，在學(xué)習(xí)的過程中發(fā)展自身的學(xué)科核心素養(yǎng)。

（2）課時設(shè)計圍繞單元關(guān)鍵概念

表1 單元教學(xué)課時設(shè)計

2.有助于把握課程、教學(xué)與評價的一致性

單元教學(xué)設(shè)計首先要根據(jù)課標確定學(xué)習(xí)目標、學(xué)習(xí)任務(wù)。在教學(xué)實施的過程中，智慧課堂可通過現(xiàn)代的教學(xué)技術(shù)幫助學(xué)生更好地展現(xiàn)知識、理解知識，幫助學(xué)生高效地參與數(shù)學(xué)活動，幫助學(xué)生從自主探究中總結(jié)經(jīng)驗，幫助學(xué)生總結(jié)數(shù)學(xué)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(shù)據(jù)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(xiàn)，可以幫助教師將表現(xiàn)性評價轉(zhuǎn)化為結(jié)果性評價，根據(jù)評價來針對性地對不同層次的學(xué)生進行幫助，使他們的數(shù)學(xué)素養(yǎng)能得到全面發(fā)展，不斷促進“教、學(xué)、評”一體化的實現(xiàn)。接下來，筆者將以“一次函數(shù)”單元教學(xué)為例進行說明。

（1）分析課標與學(xué)情，確立教學(xué)目標

智慧課堂是以能力培養(yǎng)為主，以學(xué)生學(xué)習(xí)為中心，以個性化學(xué)習(xí)為理念的課堂。人工智能和大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)不僅可以為學(xué)生的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)進行采集和分析，而且可以為教師的教學(xué)行為數(shù)據(jù)進行采集和分析，最后根據(jù)學(xué)生所表現(xiàn)出的學(xué)習(xí)動機、興趣、風(fēng)格、習(xí)慣和認知水平等學(xué)習(xí)特質(zhì)，以及義務(wù)教育階段給出的“一次函數(shù)”部分的課標要求，精確制定階段學(xué)習(xí)目標和單元學(xué)習(xí)任務(wù)。以“一次函數(shù)”為例，該單元的教學(xué)三維目標主要有以下內(nèi)容。

①知識技能目標

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

②過程與方法目標

在課堂中，學(xué)生能自主獨立地歸納總結(jié)函數(shù)的概念；通過運用數(shù)學(xué)繪圖軟件Geogebra觀察函數(shù)圖像的變化，根據(jù)圖像在Geogebra中根據(jù)參數(shù)變化而變化的動態(tài)，學(xué)生學(xué)會獨立總結(jié)函數(shù)圖像的性質(zhì)；在教師的引導(dǎo)下學(xué)生學(xué)會將方程思想與函數(shù)思想相結(jié)合，掌握數(shù)形結(jié)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(tài)度目標

積極參與教師組織的學(xué)習(xí)活動，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中保持激情；培養(yǎng)學(xué)生的求真意識、合作意識與探究能力。

（2）緊扣教學(xué)目標，實現(xiàn)智慧教學(xué)

①在學(xué)習(xí)變量與函數(shù)時，通過例題讓學(xué)生自己根據(jù)題意列出關(guān)系表達式，根據(jù)所列出的關(guān)系表達式，學(xué)生能夠填寫出兩個變量關(guān)系的數(shù)值表格，觀察并體會自變量與因變量之間的數(shù)量關(guān)系；再讓學(xué)生打開GeoGebra，運用GeoGebra的描點畫圖功能，輸入剛剛學(xué)生自己填寫的表格數(shù)據(jù)，點擊連線，從而生成具體的函數(shù)圖像。根據(jù)生成的圖像，讓學(xué)生體會到一次函數(shù)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(yīng)，并讓學(xué)生互動交流函數(shù)的定義是什么。

②在學(xué)習(xí)正比例函數(shù)和一次函數(shù)時，通過具體的實際問題，讓學(xué)生寫出變量與自變量之間的關(guān)系式，把學(xué)生的答案匯總，并提交于系統(tǒng)，通過大數(shù)據(jù)得到學(xué)生答案的共性，根據(jù)最終展示出來的結(jié)果，重點是讓學(xué)生能夠總結(jié)歸納出一次函數(shù)與正比例函數(shù)的定義，難點是要讓學(xué)生能夠區(qū)分出正比例函數(shù)和一次函數(shù)，找到二者之間的聯(lián)系。在一些具體的問題當中，學(xué)生能夠理解和運用二者之間的聯(lián)系。首先，引導(dǎo)學(xué)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(shù)解析式，并設(shè)置參數(shù)的取值范圍，和參數(shù)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(xué)生注意參數(shù)k影響函數(shù)傾斜程度和方向，參數(shù)b影響函數(shù)與y軸的交點，參數(shù)k與參數(shù)b同時影響著函數(shù)經(jīng)過的象限。

③在學(xué)習(xí)函數(shù)與不等式和方程的關(guān)系時，要學(xué)會用函數(shù)的觀點看待方程和不等式，靈活運用數(shù)形結(jié)合的思想。首先討論一次函數(shù)與二元一次方程組，讓學(xué)生在GeoGebra中輸入二元一次方程3x-y+5=0，發(fā)現(xiàn)方程3x-y+5=0在平面坐標系中是y=3x+5的圖像，引導(dǎo)學(xué)生體會從“數(shù)”的角度看，一元一次方程3x+5=0的解，其實就是一次函數(shù)y=3x+5中，當時函數(shù)值y等于0時對應(yīng)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(shù)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(xué)生一個二元一次方程組，與第一個方程構(gòu)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(shù)的圖像，這兩個函數(shù)圖像顯然都是一次函數(shù)的圖像，它們的交點是（-1，2），通過解方程我們也會發(fā)現(xiàn)，方程組的解是x=-1，y=2，也就是說，方程組的求解與求函數(shù)圖像的交點有共通之處，所以要學(xué)會把函數(shù)的思想與方程的思想相互轉(zhuǎn)化。

接著，再讓學(xué)生觀察方程有無數(shù)解和無解時，兩條直線的關(guān)系是什么。

（3）明晰學(xué)習(xí)表現(xiàn)，形成教學(xué)評價

在智慧課堂中的教學(xué)評價應(yīng)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(xué)者要始終堅持教育思想引領(lǐng)智慧教學(xué)，而不依賴于智慧教學(xué)。在智慧課堂中，數(shù)據(jù)收集、統(tǒng)計分析一直貫穿于教學(xué)過程，形成對學(xué)習(xí)者的認知理解、學(xué)習(xí)風(fēng)格與行為習(xí)慣的評價，是來自自然的、常規(guī)的教學(xué)過程中的評價。當然，學(xué)生最終也可給予教師教學(xué)評價，幫助教師進行教學(xué)總結(jié)與反思，改變傳統(tǒng)的自上而下的教學(xué)評價方式。通過最終形成的評價結(jié)果，教師要發(fā)現(xiàn)學(xué)生之間的差距和學(xué)生普遍的薄弱之處，找到學(xué)生知識經(jīng)驗的增長點和單元內(nèi)課時之間的銜接點，及時地進行教學(xué)調(diào)整，從整體上提高教學(xué)效率。

三、總結(jié)與反思

如今，教師和學(xué)生對先進的教學(xué)設(shè)備的適應(yīng)性較強，所以，在教育領(lǐng)域要充分利用資源，如通過數(shù)據(jù)分析可以更直觀地了解學(xué)生的弱項，通過信息技術(shù)可以更靈活地改變教學(xué)的方式，使抽象變得直觀，豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)活動。同時，單元教學(xué)設(shè)計立足整體單元，是一種系統(tǒng)教學(xué)設(shè)計的方法。這種設(shè)計方法有助于在核心素養(yǎng)的指向下，深入挖掘單元的主題概念，構(gòu)建系統(tǒng)的單元知識結(jié)構(gòu)，找準學(xué)生的學(xué)習(xí)重難點，將教學(xué)落在學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)內(nèi)，不斷地提高教學(xué)效率。智慧課堂可以幫助教師高效地梳理單元的知識結(jié)構(gòu)，幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中快速理解知識，幫助實現(xiàn)單元教學(xué)方式的“教、學(xué)、評”一體化，使得單元教學(xué)充分體現(xiàn)知識的系統(tǒng)性、教學(xué)的整體性，在整個教學(xué)過程中，對單元教學(xué)的各個環(huán)節(jié)都起了極大的促進作用。單元教學(xué)后，教師根據(jù)學(xué)生的表現(xiàn)性評價來反思教學(xué)過程，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果做針對性的教學(xué)，教師之間也應(yīng)該相互學(xué)習(xí)、借鑒及交流，促進數(shù)學(xué)單元教學(xué)的進步。