基于智慧课堂的单元教学设计——以“一次函数”为例

李豆豆 任全玉

（黄冈师范学院 湖北黄冈 438000）

智慧课堂是信息时代的新产物。智慧课堂的智慧在于“活”，是教师教得“活”和学生学得“活”。智慧课堂实现了教师教学方式的多样性，其所具备的多元化的展现方式，让教师的教学质量更上一层。智慧课堂为学生提供了灵活的学习环境，既让学生可以在课前、课中、课后都充分地利用信息资源，也实现了学生的自主学习。在核心素养导向下，单元教学设计具有可探索性，智慧课堂下的单元教学设计更是一个值的研究的问题。接下来，我们将以初中“一次函数”这一单元为例探析如何基于智慧课堂进行单元教学设计[1]。

一、基于智慧课堂作单元教学设计的理论基础

1.建构主义学习理论

建构主义学习理论的学生观主要强调的是，以学习者为中心，学习者应该主动学习和主动加工外界知识。智慧课堂为学生提供了优质的学习资源、科学的学习方法。基于智慧课堂的单元教学，可以激发学生对数学的学习兴趣，使学生在课堂中充分地发挥主动性。建构主义学习理论的教学观指出，在教学的过程中，要抓住学生知识经验的增长点进行教学。因此，教师可以根据智慧课堂所提供的课前学情分析，发现学生的知识增长点进行教学，加强知识的衔接性，使单元教学实现较好的效果[2]。

2.混合式教学理论

混合式教学是“线上”和“线下”教学这两种教学组织形式的有机结合。显然，智慧课堂是一个很好的体现。它将传统课堂的优点与现代信息技术的优势有效融合，创设了良好的学习环境。教师可以利用互联网设备、移动终端、大数据、云平台等信息技术进行教学，为单元教学创造条件，形成了一种现代化的教学环境，这是线上学习和线下讲授相结合的一种情形，同时，将学生带入多种学习方式的课堂中，体现了以教师为主导、以学生为主体的教学理念。

二、智慧课堂在单元教学设计中的应用合理性

1.有助于揭示数学知识整体结构及其本质内容

教师可以借助思维导图刻画单元知识框架，提炼单元关键概念，梳理清晰的单元知识结构体系，以素养为导向，把握关键概念，将其作为连接各个课时之间的锚点。在新的单元开课前，教师先通过微课让学生做好本单元的初步整体认知，在每课时课前要强调衔接性，强化单元内部联系。

（1）课前教学奠定整体认知结构

以“一次函数”这一单元为例。在“一次函数”这一单元讲授前，教师可以制作微课，要立足单元大概念，让学生提前对本单元的学习内容有所了解，把握这一单元的重点学习内容所在，了解本单元知识与单元主题概念之间的联系，体会单元整体性。教师在微课中构造单元知识体系，向同学们展示，如图1所示。

图1 一次函数单元知识体系图

学生在学习本单元之前，通过了解本单元的知识体系，根据老师的引导，从而能把握“一次函数”这一单元的关键概念，在课时学习中，明确学习目标，明了知识之间的联系，在每个课时的学习中把握知识的衔接性，在学习的过程中发展自身的学科核心素养。

（2）课时设计围绕单元关键概念

表1 单元教学课时设计

2.有助于把握课程、教学与评价的一致性

单元教学设计首先要根据课标确定学习目标、学习任务。在教学实施的过程中，智慧课堂可通过现代的教学技术帮助学生更好地展现知识、理解知识，帮助学生高效地参与数学活动，帮助学生从自主探究中总结经验，帮助学生总结数学思想方法，从而达到课程标准的要求。智慧课堂可以提供大数据分析和个性化评价的功能，无论是在课前、课中，还是课后都可以及时实现，可以帮助教师将表现性评价转化为结果性评价，根据评价来针对性地对不同层次的学生进行帮助，使他们的数学素养能得到全面发展，不断促进“教、学、评”一体化的实现。接下来，笔者将以“一次函数”单元教学为例进行说明。

（1）分析课标与学情，确立教学目标

智慧课堂是以能力培养为主，以学生学习为中心，以个性化学习为理念的课堂。人工智能和大数据分析等技术不仅可以为学生的学习行为数据进行采集和分析，而且可以为教师的教学行为数据进行采集和分析，最后根据学生所表现出的学习动机、兴趣、风格、习惯和认知水平等学习特质，以及义务教育阶段给出的“一次函数”部分的课标要求，精确制定阶段学习目标和单元学习任务。以“一次函数”为例，该单元的教学三维目标主要有以下内容。

①知识技能目标

理解变量与变量之间的关系；知道函数的三种表达方式，并学会用这三种表达方式对函数进行表达。函数是解决代数问题的重要形式，对于函数表达式与代数式、方程、不等式，要区分他们之间的不同，理解彼此之间的关系；学生能够根据实际问题，写出一次函数表达式，加强数学应用能力；能够熟练地作出一次函数的图象，并会根据实际问题作一次函数的图象，准确把握变量与自变量之间的关系；会求一次函数与坐标轴的交点坐标；能结合图象理解掌握一次函数y=kx+b的性质；理解一次函数与正比例函数的定义，并探究两者之间的关系。

②过程与方法目标

在课堂中，学生能自主独立地归纳总结函数的概念；通过运用数学绘图软件Geogebra观察函数图像的变化，根据图像在Geogebra中根据参数变化而变化的动态，学生学会独立总结函数图像的性质；在教师的引导下学生学会将方程思想与函数思想相结合，掌握数形结合思想方法，并用这种思想方法解决问题，提高解决实际问题的能力。

③情感与态度目标

积极参与教师组织的学习活动，让学生在学习中保持激情；培养学生的求真意识、合作意识与探究能力。

（2）紧扣教学目标，实现智慧教学

①在学习变量与函数时，通过例题让学生自己根据题意列出关系表达式，根据所列出的关系表达式，学生能够填写出两个变量关系的数值表格，观察并体会自变量与因变量之间的数量关系；再让学生打开GeoGebra，运用GeoGebra的描点画图功能，输入刚刚学生自己填写的表格数据，点击连线，从而生成具体的函数图像。根据生成的图像，让学生体会到一次函数图像的一个特点，一个确定的自变量的值，只有一个确定的自变量的值与之相对应，并让学生互动交流函数的定义是什么。

②在学习正比例函数和一次函数时，通过具体的实际问题，让学生写出变量与自变量之间的关系式，把学生的答案汇总，并提交于系统，通过大数据得到学生答案的共性，根据最终展示出来的结果，重点是让学生能够总结归纳出一次函数与正比例函数的定义，难点是要让学生能够区分出正比例函数和一次函数，找到二者之间的联系。在一些具体的问题当中，学生能够理解和运用二者之间的联系。首先，引导学生用GeoGebra绘制y=kx+b图像，不再用描点法作图，而是在其中直接输入函数解析式，并设置参数的取值范围，和参数的滑动条，如将k与b的取值范围取到-5到5之间，包括-5、5。在绘制过程中，让学生注意参数k影响函数倾斜程度和方向，参数b影响函数与y轴的交点，参数k与参数b同时影响着函数经过的象限。

③在学习函数与不等式和方程的关系时，要学会用函数的观点看待方程和不等式，灵活运用数形结合的思想。首先讨论一次函数与二元一次方程组，让学生在GeoGebra中输入二元一次方程3x-y+5=0，发现方程3x-y+5=0在平面坐标系中是y=3x+5的图像，引导学生体会从“数”的角度看，一元一次方程3x+5=0的解，其实就是一次函数y=3x+5中，当时函数值y等于0时对应的自变量x的值；再从“形”的角度看，一元一次方程3x+5=0的解，就是一次函数y=3x+5的图像与x轴的交点的横坐标的值。

第二种情况如果再给予学生一个二元一次方程组，与第一个方程构成一个二元一次方程组，如下：

同时输入两个方程，第一个是方程3x-y+5=0，第二个是-x-y+1=0，就会得到两个一次函数的图像，这两个函数图像显然都是一次函数的图像，它们的交点是（-1，2），通过解方程我们也会发现，方程组的解是x=-1，y=2，也就是说，方程组的求解与求函数图像的交点有共通之处，所以要学会把函数的思想与方程的思想相互转化。

接着，再让学生观察方程有无数解和无解时，两条直线的关系是什么。

（3）明晰学习表现，形成教学评价

在智慧课堂中的教学评价应该意识到一个问题，就是要避免量化分析带来的“精准教育”陷阱，相反，教育教学者要始终坚持教育思想引领智慧教学，而不依赖于智慧教学。在智慧课堂中，数据收集、统计分析一直贯穿于教学过程，形成对学习者的认知理解、学习风格与行为习惯的评价，是来自自然的、常规的教学过程中的评价。当然，学生最终也可给予教师教学评价，帮助教师进行教学总结与反思，改变传统的自上而下的教学评价方式。通过最终形成的评价结果，教师要发现学生之间的差距和学生普遍的薄弱之处，找到学生知识经验的增长点和单元内课时之间的衔接点，及时地进行教学调整，从整体上提高教学效率。

三、总结与反思

如今，教师和学生对先进的教学设备的适应性较强，所以，在教育领域要充分利用资源，如通过数据分析可以更直观地了解学生的弱项，通过信息技术可以更灵活地改变教学的方式，使抽象变得直观，丰富学生的学习活动。同时，单元教学设计立足整体单元，是一种系统教学设计的方法。这种设计方法有助于在核心素养的指向下，深入挖掘单元的主题概念，构建系统的单元知识结构，找准学生的学习重难点，将教学落在学生的最近发展区内，不断地提高教学效率。智慧课堂可以帮助教师高效地梳理单元的知识结构，帮助学生在学习过程中快速理解知识，帮助实现单元教学方式的“教、学、评”一体化，使得单元教学充分体现知识的系统性、教学的整体性，在整个教学过程中，对单元教学的各个环节都起了极大的促进作用。单元教学后，教师根据学生的表现性评价来反思教学过程，根据学生学习结果做针对性的教学，教师之间也应该相互学习、借鉴及交流，促进数学单元教学的进步。