对分课堂在算法设计与分析课程中的应用实践

王秋芬，王永新

（1.南阳理工学院计算机与软件学院，河南 南阳 473000；2.南阳理工学院体育教学部，河南 南阳 473000）

0 引言

“对分课堂”是复旦大学心理系教授张学新提出的一种新的教学模式。形式上，它是把课堂时间一分为二，一半留给教师讲授，一半留给学生进行讨论；实质上，它是在讲授和讨论之间引入一个心理学中的内化环节，使学生对讲授内容吸收之后，有备而来地参与讨论。类似于传统课堂，“对分课堂”强调先教后学，即教师讲授在先，学生学习在后。又类似于讨论式课堂，它强调生生、师生互动，鼓励自主性学习。对分课堂的关键创新点在于把讲授和讨论错开，让学生在中间有一定的时间自主安排学习，进行个性化的内化和吸收。对分课堂把教学刻画为在时间上清晰分离的三个过程，分别为讲授（presentation）、内化和吸收（assimilation）、讨论（discussion），也可简称为PAD课堂（PAD class）。[1-5]

算法设计与分析课程是我院计算机类专业的专业平台必修课，与面向对象程序设计、数据结构等课程一同构成计算机类专业程序设计培养的核心。该课程以讲授算法理论为主，算法实践、自主学习、讨论式学习为辅，始终面临布置的课下自主学习任务不完成、讨论不发言、不主动思考、提问就用“不会”两字来敷衍的问题，课堂平淡如水。对于这样的课堂，学生无趣，自己也无趣，因此，算法设计与分析课堂引入“对分课堂”教学模式，旨在改变沉闷、无趣的课堂。

1 对分课堂教学实施

算法设计与分析课程本科阶段主要讲授算法基本概念和贪心、分治等7种算法设计策略，共52学时，其中40个理论学时，12个实验学时。笔者每种算法策略选取4个学时开展对分课堂，教学设计基本流程[6]如图1所示。

图1 对分课堂基本流程

1.1 课前准备

教学是教师与学生的共同事业，不了解自己的合作伙伴，在合作的过程中就容易出错，所以开课前，首先认真进行学情分析，分析面对的学生群体、课程性质、学生具有知识、能力及思想情感。其次建立课程班级群，包括QQ课程班级群和微信课程班级群。QQ课程班级群主要用于发送自主学习、作业、学习参考资料等。微信课程班级群主要用于及时答疑、谈心、联络感情及开展思政教育。最后借助学校的网络教学平台，建立课程网站，建立教师团队，新建班级，导入班级成员等，课程网站主要用于辅助课堂教学活动，如签到、选人、作业收交与批改、发表讨论主题等。

1.2 对分课堂的设计与实施

掌握学情后，根据学生的学习动机、基础、能力和本学期开课的情况，科学设计对分内容、对分时间及对分形式。根据算法设计与分析课程内容的特点，主要开展两种形式的对分教学：当堂对分，隔堂对分[7]。

当堂对分是针对难度小一点的算法策略，第一课时（45分钟）讲解算法策略，典型案例，精讲留白。第二课时（45分钟）先拿出10分钟时间学生独立思考，要求学生根据第一节课讲解的理论和案例，亲自用笔和纸写出自己的理解，有哪些已经吸收，有哪些存在疑问，需要同学和老师的帮助。然后开展小组讨论，根据班级规模，一般5～6个人一组，控制在10组以内。每组指定一个组长，规定组长必须开展的动作，组织本组的讨论，比如：检查本组每个同学写的内化吸收情况，要求组员亮闪闪自己的观点，让组员帮帮自己，解决疑问，考考本组成员等，记录各组员的发言情况及本组未解决的疑难并反馈给老师，当堂对分设计样例（排序问题的分治算法）如表1所示。

表1 排序问题当堂对分教学设计

隔堂对分是第一课时（45分钟）针对上次课的作业和思考题，首先开展随堂测试，根据测试结果，设计讨论主题，借助与网络教学平台，发布出错率在50%以上内容作为讨论主题，要求每个学生独立思考15分钟，发表自己的观点到讨论区，然后老师和同学们一起分享大家的观点，各抒己见，明辨是非，共同解决疑难。第二课时（40分钟）讲授新课，重点宏观上讲解决方法、思路，理论重点难点，并给学生布置有针对性的作业，用于课下对教学内容进行内化和吸收，为下次课的讨论做准备。隔堂对分设计样例（0-1背包问题动态规划）如表2所示。

表2 0-1背包问题隔堂对分教学设计

2 教学反思

2.1 学生参与讨论的积极程度不同

在运用对分课堂过程中，存在部分学生不屑讨论、无视讨论、不参与讨论等问题。调查发现，这些学生有的学习程度特别好，觉得讨论浪费时间，没啥收获，独自看自己感兴趣的专业技术书籍。有的基础比较差，都不懂，也不知道自己哪些明白，哪些不明白，不知道讨论从何开口，甚至产生畏惧，失去参与讨论的兴趣；还有个别学生永远是一副事不关己的态度，发言不踊跃，对本组组员的发言也不回应或很少回应，不愿意发言，或者敷衍了事。

2.2 存在学生不做作业或抄作业现象

在对分课堂实施过程中，隔堂对分一般会布置思考作业、下节课的讨论主题，需要学生课下完成。下一次课上课前，检查学生的思考作业完成情况，发现有30%左右的学生不写自己的思考，询问其原因，有的说“忘了”，有的说“没时间”，还有的说“不会”。对于做作业的同学，一般就几个版本，雷同现象比较普遍。抄作业的主要原因是：自己内心又不想做作业，但又担心老师提问，担心老师扣平时分。

2.3 学生讨论技能欠缺

在教学实践中，讨论环节发现部分学生在分组讨论中，不会讨论；在组员发言的时候，不知道自己如何回应；该自己发言时，又不知道说些什么；缺乏讨论技能，面对讨论，无所适从。

2.4 学生讨论发言深度不够，停留在表层

在对分课堂讨论环节，部分学生满足于完成讨论任务，讨论停留在形式上。发言时重复教材或其他组员的观点，缺乏自己的所思所想，很难提出有价值、有深度或广度的问题，知识面狭窄，说不到点子上，讨论无法深入，仅停留在表面，严重影响讨论的效果。

对分课堂教学过程中，究其出现以上问题的原因：一方面因为学生对讨论学习重视不够，学生“讲授”和“独学”环节准备不充分、学生缺乏讨论技能和讨论经验，不知道怎么去讨论，学生感觉讨论学习收获不大，团队意识薄弱。另一方面，教学团队在独学环节设计的问题不当，难易无度；对讨论环节的教学设计比较粗略，只是让学生去讨论，对讨论流程、讨论形式、讨论过程缺乏详细设计，导致学生的讨论缺乏必要的指导，学生在讨论过程中随意性大，打乱讨论的过程和节奏，影响讨论效率。

3 对分课堂教学改进

针对对分课堂实施过程中存在的问题，探索改进措施，改进对分课堂教学设计，提高教学效果。

3.1 融入课程思政元素，激发学习内驱力，强调讨论学习的重要性

对分课堂教学设计中，融入课程思政元素，利用科学家精神、工匠精神、社会主义核心价值观等引领学生的价值取向，培养学生的专业兴趣、家国情怀，激发学生学习的内驱力。同时，在开展小组讨论之前，教师讲解讨论学习的必要性、重要性和价值，让学生明白每次课堂上小组讨论，其实相当于一次小型学术会议，机会难得，时间宝贵，应加倍珍惜，促进学生发自内心地重视讨论，积极组织讨论、参与讨论，提高讨论学习的效果。

3.2 及时进行教学反思，总结存在问题，优化“讲授”环节

教学团队在对分课堂教学实施过程中，无论是当堂对分还是隔堂对分，都要及时进行教学反思，总结教学过程存在的问题，询问调查出现问题的根源，适时调整讲授、独学的教学设计，不断改进教学，深入理解对分课堂的讲授和传统课堂讲授的区别，把握对分课堂讲授的特点和规律，掌握对分课堂讲授的精髓和方法，切实提高讲授的实效。

3.3 精心选择讨论主题，设计讨论过程，讲解讨论学习的策略，训练学生的讨论技能

开展学生小组讨论前，首先结合学生和教师的实际水平、教学内容及特点，精心选择讨论主题，不能一味地追求“热闹”。其次，按照复制、理解、运用、创造四个层次的讨论目标设计讨论过程。最后讲解学习讨论的策略，比如复述或模仿老师讲授、呈示和展示的内容；把学习得到的内容进行变换并利用新的形式进行表达；把学习得到的内容应用到新的领域；在原有知识的基础上，改变某些环节或某些点，改善应用性能；质疑老师和组员的观点，及时反馈自己的疑惑等等。让学生尝试从复制开始，开口表达，亮亮自己的闪光点，质疑组员的观点，分享自己的智慧，帮助组员解决困惑，展示个性，开阔视野，提高讨论技能。

3.4 实行固定分组，轮流组长制

开课前，首先遵循“组间同质、组内异质、同质结对和异质帮扶”原则科学分组，每个小组都由优秀生、中等生和待进生共同组成，基本上是1个优秀生，1个待进生，3个左右中等生。小组成员轮流担任小组组长，小组组长负责主持小组讨论、按照教师事先设计好的讨论主题和讨论过程，根据本组情况，变通组织本组讨论过程并用文字记录讨论过程，维持讨论纪律，总结小组讨论后达成的共识和解决不了的高层次问题，对整个讨论过程进行点评等任务，有助于增强学生的团队意识，提升团队协作能力，从而促进学生讨论积极性的提高。

4 结论

采用对分课堂进行教学改革之后，首先，学生的学习主动性提高了。在讲授环节，学生认真听讲；内化和吸收环节，学生不做作业或抄作业的现象少了；讨论环节，学生知道怎么讨论，能表达自己的想法，能质疑组员的观点，能够借助智能设备帮助组员解惑，学生的讨论技能显著提升，讨论深度明显加深。其次，学生学习的自我管控能力增强了。学生能够主动反思个人的学习过程、学习收获，能够积极向搜索引擎、组员、同班同学、老师等寻求解决方法；最后，实现了知识传授、能力培养和价值塑造三位一体的教学目标。