基于數(shù)學(xué)建模的高職課堂有效教學(xué)時(shí)間實(shí)踐研究

郭偉偉

摘 要：課堂教學(xué)時(shí)間的合理分配可以讓學(xué)生的學(xué)習(xí)和教師的教學(xué)效率得到最大限度的提升。本文主要針對(duì)潞安職業(yè)技術(shù)學(xué)院所在的院校課堂時(shí)間分配進(jìn)行建模分析，旨在理清高職課堂教學(xué)中學(xué)生的學(xué)習(xí)效果與教師所占課堂時(shí)間之間的必然關(guān)系，最終分析出在該種狀況下教師用多久的時(shí)間可讓學(xué)生收獲最多的知識(shí)。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)建模；高職課堂；學(xué)習(xí)學(xué)術(shù)時(shí)間；教學(xué)質(zhì)量；課堂分配

中圖分類號(hào)：G712；O1-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-9052（2020）07-0179-02

一、生理上分析

通常小學(xué)標(biāo)準(zhǔn)一節(jié)課時(shí)長是40分鐘，中學(xué)是45分鐘，本校是90分鐘，群體是學(xué)生和工人，有的大學(xué)是50分鐘。研究表明：從生理上講，小學(xué)生注意力集中的時(shí)長是25分鐘，成年人大概是35分鐘。也就是說一個(gè)高職學(xué)生注意力完全集中的時(shí)間是35分鐘，35分鐘過后肯定會(huì)有一個(gè)注意力渙散的過程，有的人恢復(fù)快，有的人恢復(fù)慢，如果人的注意力一直在集中和渙散之間進(jìn)行相互的轉(zhuǎn)換，那么其耐受時(shí)間最長可以到6個(gè)小時(shí)。也就是說成年人可以參加任意時(shí)長的培訓(xùn)，但是他的注意力集中的時(shí)長最長也就是6個(gè)小時(shí)，超過6個(gè)小時(shí)后的培訓(xùn)沒有任何的作用。所以，本校高職課堂的90分鐘還是可以接受的。

以90分鐘為例，取平均恢復(fù)時(shí)間為15分鐘，35分鐘達(dá)到一個(gè)頂峰，從60分鐘開始注意力又處于一個(gè)上升階段。但也沒有最開始的峰值高，也就是說x屬于60分鐘到90分鐘處的又一個(gè)注意力集中時(shí)間（如圖1所示）。

二、結(jié)合高職學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)，決定課堂分配時(shí)間，建立數(shù)學(xué)模型

（一）高職學(xué)生課堂時(shí)間分配建模模型

第一，假定條件。條件一：學(xué)生很喜歡聽這節(jié)課，無任何干擾上課的因素；條件二：學(xué)生無心理及身體障礙、中途不離開教室。設(shè)：注意力集中時(shí)間為y，最高值取1，最低值取0；上課時(shí)間為x，范圍取[0，90]min。

第二，建立模型。通過對(duì)全校2000份試卷分析，運(yùn)用數(shù)據(jù)，由MATLAB得出：y=-x^2+50x+275；由此可見，用數(shù)學(xué)建模去解決問題，直觀、形象、有成就感，貼合實(shí)際，學(xué)生愿意參與，這對(duì)提高上課集中注意力時(shí)間也是一種科學(xué)方法。根據(jù)圖像，當(dāng)x≤5時(shí)，y基本很小，因此可以用點(diǎn)名或者玩游戲、喊口號(hào)等方式讓人們注意力快速過渡，也就是情感準(zhǔn)備狀態(tài)需要5分鐘，接下來的35分鐘是學(xué)生的認(rèn)知準(zhǔn)備狀態(tài)，教師一定要科學(xué)把握最佳教學(xué)時(shí)間，講清楚本節(jié)課的重點(diǎn)、難點(diǎn)，15分鐘的恢復(fù)時(shí)間，采取團(tuán)隊(duì)合作、分工合作、做練習(xí)、做探索、搞創(chuàng)新，達(dá)到課堂教學(xué)效率最優(yōu)。

（二）結(jié)合不同專業(yè)和不同學(xué)生，提高教學(xué)效果

準(zhǔn)確把握課堂教學(xué)節(jié)奏，動(dòng)靜互補(bǔ)，提高教學(xué)質(zhì)量，教學(xué)質(zhì)量指教學(xué)適合學(xué)生接受的期望值。期望值越大，教學(xué)質(zhì)量越高，這就要求教師結(jié)合不同專業(yè)、不同的學(xué)生來制定科學(xué)有效的教學(xué)設(shè)計(jì)。伯利納等人提出了學(xué)術(shù)學(xué)習(xí)時(shí)間的概念，所謂學(xué)術(shù)學(xué)習(xí)時(shí)間是指學(xué)生專注于適合自己水平的教學(xué)活動(dòng)并達(dá)到較高掌握程度所用的時(shí)間。在這里提到適合自己水平的教學(xué)活動(dòng)，也就要求教師去了解學(xué)生的各種認(rèn)知水平、能力傾向和興趣愛好，制定出不同的教學(xué)設(shè)計(jì)方案。

三、玩轉(zhuǎn)課堂教學(xué)技巧，讓教學(xué)有效時(shí)間變長

（一）根據(jù)不同等級(jí)的學(xué)生定制方案，提高注意力等級(jí)

學(xué)生在課堂上走神的時(shí)間可以被稱為“無效時(shí)間”，它不僅會(huì)給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來干擾，還具有傳染性。所有教師都希望學(xué)生在課堂上積極學(xué)習(xí)或積極聆聽，學(xué)生能積極有效互動(dòng)是成功教師的標(biāo)配。梅里爾·哈蒙和梅勒尼·托特的《激發(fā)積極學(xué)習(xí)》中，依據(jù)在課堂上的學(xué)習(xí)主動(dòng)性把學(xué)生劃分成四個(gè)等級(jí)：第一等級(jí)是完全積極學(xué)習(xí)的學(xué)生；第二等級(jí)是負(fù)責(zé)任的學(xué)生；第三等級(jí)是知道不全面，理解不透徹的學(xué)生的學(xué)生，第四等級(jí)就是一竅不通，置之不理，除學(xué)習(xí)之外其他都感興趣的人。這四種人的學(xué)習(xí)曲線圖如圖2所示。

教師在課堂上應(yīng)該密切關(guān)注這四種態(tài)度的學(xué)生，主動(dòng)溝通，采取必要的課堂管理措施來提高其注意力等級(jí)。比如，做流行的抖音手指操、快手里的小段舞步可以讓學(xué)生釋放出過剩的精力；組織小組學(xué)生間互動(dòng)交流、團(tuán)體比分可以確保所有人都在思考當(dāng)前的任務(wù)，這些活動(dòng)雖然會(huì)花一些時(shí)間，但卻非常值得。某家教育咨詢公司總裁特里斯坦·德·弗朗德維列提供的教師在課堂上用于集中學(xué)生注意力的九大有效策略中第二條中提到通過身體運(yùn)動(dòng)來集中注意力，學(xué)生都會(huì)很提神，在波谷階段是最有療效的情感恢復(fù)期。

（二）基于游戲化教學(xué)理念，構(gòu)建高職特色課堂，加長學(xué)生學(xué)術(shù)學(xué)習(xí)時(shí)間

對(duì)于職業(yè)技術(shù)學(xué)校，技能學(xué)習(xí)游戲化，創(chuàng)設(shè)情境，使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，主動(dòng)探索是一種教學(xué)創(chuàng)新，如果單從純技術(shù)角度去講授，學(xué)生很容易感到枯燥，因此，教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)介入故事性與場景感，利用認(rèn)知度較高的游戲進(jìn)行情景導(dǎo)入，知識(shí)點(diǎn)重組、目標(biāo)激勵(lì)，讓學(xué)生在游戲中學(xué)習(xí)，形成歡快的教學(xué)氛圍，可提高教學(xué)質(zhì)量，比如用“大魚吃小魚”的游戲講解拉伸與扭矩那一節(jié)。

四、打敗兩大敵人“分心與焦慮”，學(xué)生自己找到學(xué)習(xí)的最佳狀態(tài)

（一）學(xué)生自己擺脫低谷，把恢復(fù)時(shí)間15分鐘縮短

在信息爆炸的社會(huì)，外界的干擾因素層出不窮，所以，即使知道注意力曲線圖和曲線模型，作為教師仍然主宰不了學(xué)生接受知識(shí)的時(shí)間，要想讓35分鐘成為黃金時(shí)間是需要學(xué)生與教師相互合作才可以。[美]露西·喬·帕拉迪諾的《注意力曲線》中提到，打敗分心與焦慮，學(xué)一些情緒控制技巧，讓自己腎上腺素提高。瑞典心理學(xué)家拉爾斯曾說過：“如果一個(gè)運(yùn)動(dòng)員不把得獎(jiǎng)當(dāng)作目標(biāo)，那么將會(huì)有更多的機(jī)會(huì)贏得獎(jiǎng)牌?！敝母郀柗蚯蚴掷匣⑽槠澰趽]桿的時(shí)候，他根本不理會(huì)周圍發(fā)生的事情，僅僅全神貫注于手頭的這一桿。那些贏得冠軍的運(yùn)動(dòng)員更關(guān)注的是完成自己的比賽，而不是贏得獎(jiǎng)杯。學(xué)生不要在乎成績，而在乎每節(jié)課做到極致，這樣就不會(huì)焦慮，不會(huì)覺得無所事事，有聽不進(jìn)去的情緒。

（二）課堂上教師應(yīng)加入正面激勵(lì)教育，讓35分鐘延長

心理學(xué)上有一個(gè)“羅森塔爾效應(yīng)”，即越從正面鼓勵(lì)孩子，孩子的表現(xiàn)會(huì)越好；相反，如果總說他不行，他真的會(huì)像預(yù)料的那樣，越來越差。當(dāng)孩子集中注意力的時(shí)候，鼓勵(lì)就是對(duì)他們正面行為的不斷強(qiáng)化?？傊?，要根據(jù)有效注意力時(shí)間模型巧妙運(yùn)用教學(xué)手段，實(shí)現(xiàn)教學(xué)時(shí)間合理化、有效化。

（三）合理分配90分鐘，讓課堂有效教學(xué)時(shí)間最大化

結(jié)合高職院校生源的特殊性，幾乎都是高考失利、成績相對(duì)較差的一部分學(xué)生，他們對(duì)于學(xué)習(xí)的態(tài)度是不主動(dòng)的，心理是消極的，對(duì)于教師的互動(dòng)是抵觸的，這就使得開始的黃金時(shí)間35分鐘和渙散后又集中的35分鐘干預(yù)因素增多，而課堂實(shí)際的有效時(shí)間90分鐘最大化只能達(dá)到30分鐘，這是很理想的狀況。這就造成實(shí)際模型和理想模型存在很大差距，每一節(jié)科學(xué)的增加5分鐘或者10分鐘的職業(yè)教育指導(dǎo)課，不僅合理利用了渙散時(shí)間，還符合時(shí)下國家對(duì)于高職課堂的大形勢——思政進(jìn)課堂。學(xué)生的自卑感和抵觸心理也會(huì)得到改善，具體時(shí)間安排模型：時(shí)間x=[0，10]時(shí)，點(diǎn)名，故事或者時(shí)事例子引入；x=[11，40]時(shí)，巧妙地利用各種教學(xué)手段講解重點(diǎn)、難點(diǎn)，充分利用好前35分鐘的黃金時(shí)間，當(dāng)x=[41，56]時(shí)，以故事形式串入職業(yè)教育和心理教育，調(diào)節(jié)渙散時(shí)間，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的潛力和動(dòng)力。當(dāng)x=[57，90]時(shí)，利用游戲團(tuán)隊(duì)合作來解決本節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)應(yīng)用，真正做到有效時(shí)間最大化，改變現(xiàn)在學(xué)校課堂上學(xué)生的一些不良狀態(tài)。

五、借鑒國外教學(xué)方式，上一堂特殊、有意義的課程

20世紀(jì)60年代初，美國加州斯坦福大學(xué)為培養(yǎng)、提高教師的課堂教學(xué)實(shí)際操作能力，設(shè)計(jì)了一種新穎的教學(xué)方式——微格教學(xué)（microteaching）。做法是：選取同類課程青年教師3～4名，老教師（有豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)）一名，共同備一節(jié)課，同組成員在導(dǎo)師的指導(dǎo)下共同準(zhǔn)備短小精湛的教學(xué)片斷課程，施教時(shí)一位成員擔(dān)任教師，其他教師扮演學(xué)生，施行5～10分鐘的教學(xué)，并將教學(xué)實(shí)況錄像，反復(fù)總結(jié)，提高教學(xué)能力。借用以上教學(xué)方式，教師可以做一些形式上的改變，課堂上放給學(xué)生，利用高職學(xué)生愛挑毛病、看笑話的心理，意外驚喜地學(xué)到新知識(shí)，達(dá)到加長有效教學(xué)時(shí)間的目的。這個(gè)方法優(yōu)點(diǎn)：記憶猶新、知識(shí)應(yīng)用達(dá)到極致。缺點(diǎn)：費(fèi)精力，把握不好會(huì)導(dǎo)致課堂秩序更混亂，歪解知識(shí)點(diǎn)。要求：教師對(duì)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的精確應(yīng)用、準(zhǔn)確把握課堂的重難點(diǎn)，把握好時(shí)間插入點(diǎn)。

六、結(jié)語

綜上所述，課堂有效教學(xué)需要四個(gè)優(yōu)質(zhì)變量：教師的教學(xué)質(zhì)量和優(yōu)秀品質(zhì)；學(xué)生的學(xué)習(xí)策略和心理特征。四個(gè)最優(yōu)就可使兩個(gè)黃金時(shí)間充分利用。

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（責(zé)任編輯：李凌峰）