對分課堂在算法設(shè)計與分析課程中的應(yīng)用實踐

王秋芬，王永新

（1.南陽理工學(xué)院計算機與軟件學(xué)院，河南 南陽 473000；2.南陽理工學(xué)院體育教學(xué)部，河南 南陽 473000）

0 引言

“對分課堂”是復(fù)旦大學(xué)心理系教授張學(xué)新提出的一種新的教學(xué)模式。形式上，它是把課堂時間一分為二，一半留給教師講授，一半留給學(xué)生進(jìn)行討論；實質(zhì)上，它是在講授和討論之間引入一個心理學(xué)中的內(nèi)化環(huán)節(jié)，使學(xué)生對講授內(nèi)容吸收之后，有備而來地參與討論。類似于傳統(tǒng)課堂，“對分課堂”強調(diào)先教后學(xué)，即教師講授在先，學(xué)生學(xué)習(xí)在后。又類似于討論式課堂，它強調(diào)生生、師生互動，鼓勵自主性學(xué)習(xí)。對分課堂的關(guān)鍵創(chuàng)新點在于把講授和討論錯開，讓學(xué)生在中間有一定的時間自主安排學(xué)習(xí)，進(jìn)行個性化的內(nèi)化和吸收。對分課堂把教學(xué)刻畫為在時間上清晰分離的三個過程，分別為講授（presentation）、內(nèi)化和吸收（assimilation）、討論（discussion），也可簡稱為PAD課堂（PAD class）。[1-5]

算法設(shè)計與分析課程是我院計算機類專業(yè)的專業(yè)平臺必修課，與面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等課程一同構(gòu)成計算機類專業(yè)程序設(shè)計培養(yǎng)的核心。該課程以講授算法理論為主，算法實踐、自主學(xué)習(xí)、討論式學(xué)習(xí)為輔，始終面臨布置的課下自主學(xué)習(xí)任務(wù)不完成、討論不發(fā)言、不主動思考、提問就用“不會”兩字來敷衍的問題，課堂平淡如水。對于這樣的課堂，學(xué)生無趣，自己也無趣，因此，算法設(shè)計與分析課堂引入“對分課堂”教學(xué)模式，旨在改變沉悶、無趣的課堂。

1 對分課堂教學(xué)實施

算法設(shè)計與分析課程本科階段主要講授算法基本概念和貪心、分治等7種算法設(shè)計策略，共52學(xué)時，其中40個理論學(xué)時，12個實驗學(xué)時。筆者每種算法策略選取4個學(xué)時開展對分課堂，教學(xué)設(shè)計基本流程[6]如圖1所示。

圖1 對分課堂基本流程

1.1 課前準(zhǔn)備

教學(xué)是教師與學(xué)生的共同事業(yè)，不了解自己的合作伙伴，在合作的過程中就容易出錯，所以開課前，首先認(rèn)真進(jìn)行學(xué)情分析，分析面對的學(xué)生群體、課程性質(zhì)、學(xué)生具有知識、能力及思想情感。其次建立課程班級群，包括QQ課程班級群和微信課程班級群。QQ課程班級群主要用于發(fā)送自主學(xué)習(xí)、作業(yè)、學(xué)習(xí)參考資料等。微信課程班級群主要用于及時答疑、談心、聯(lián)絡(luò)感情及開展思政教育。最后借助學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，建立課程網(wǎng)站，建立教師團(tuán)隊，新建班級，導(dǎo)入班級成員等，課程網(wǎng)站主要用于輔助課堂教學(xué)活動，如簽到、選人、作業(yè)收交與批改、發(fā)表討論主題等。

1.2 對分課堂的設(shè)計與實施

掌握學(xué)情后，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機、基礎(chǔ)、能力和本學(xué)期開課的情況，科學(xué)設(shè)計對分內(nèi)容、對分時間及對分形式。根據(jù)算法設(shè)計與分析課程內(nèi)容的特點，主要開展兩種形式的對分教學(xué)：當(dāng)堂對分，隔堂對分[7]。

當(dāng)堂對分是針對難度小一點的算法策略，第一課時（45分鐘）講解算法策略，典型案例，精講留白。第二課時（45分鐘）先拿出10分鐘時間學(xué)生獨立思考，要求學(xué)生根據(jù)第一節(jié)課講解的理論和案例，親自用筆和紙寫出自己的理解，有哪些已經(jīng)吸收，有哪些存在疑問，需要同學(xué)和老師的幫助。然后開展小組討論，根據(jù)班級規(guī)模，一般5～6個人一組，控制在10組以內(nèi)。每組指定一個組長，規(guī)定組長必須開展的動作，組織本組的討論，比如：檢查本組每個同學(xué)寫的內(nèi)化吸收情況，要求組員亮閃閃自己的觀點，讓組員幫幫自己，解決疑問，考考本組成員等，記錄各組員的發(fā)言情況及本組未解決的疑難并反饋給老師，當(dāng)堂對分設(shè)計樣例（排序問題的分治算法）如表1所示。

表1 排序問題當(dāng)堂對分教學(xué)設(shè)計

隔堂對分是第一課時（45分鐘）針對上次課的作業(yè)和思考題，首先開展隨堂測試，根據(jù)測試結(jié)果，設(shè)計討論主題，借助與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，發(fā)布出錯率在50%以上內(nèi)容作為討論主題，要求每個學(xué)生獨立思考15分鐘，發(fā)表自己的觀點到討論區(qū)，然后老師和同學(xué)們一起分享大家的觀點，各抒己見，明辨是非，共同解決疑難。第二課時（40分鐘）講授新課，重點宏觀上講解決方法、思路，理論重點難點，并給學(xué)生布置有針對性的作業(yè)，用于課下對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行內(nèi)化和吸收，為下次課的討論做準(zhǔn)備。隔堂對分設(shè)計樣例（0-1背包問題動態(tài)規(guī)劃）如表2所示。

表2 0-1背包問題隔堂對分教學(xué)設(shè)計

2 教學(xué)反思

2.1 學(xué)生參與討論的積極程度不同

在運用對分課堂過程中，存在部分學(xué)生不屑討論、無視討論、不參與討論等問題。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，這些學(xué)生有的學(xué)習(xí)程度特別好，覺得討論浪費時間，沒啥收獲，獨自看自己感興趣的專業(yè)技術(shù)書籍。有的基礎(chǔ)比較差，都不懂，也不知道自己哪些明白，哪些不明白，不知道討論從何開口，甚至產(chǎn)生畏懼，失去參與討論的興趣；還有個別學(xué)生永遠(yuǎn)是一副事不關(guān)己的態(tài)度，發(fā)言不踴躍，對本組組員的發(fā)言也不回應(yīng)或很少回應(yīng)，不愿意發(fā)言，或者敷衍了事。

2.2 存在學(xué)生不做作業(yè)或抄作業(yè)現(xiàn)象

在對分課堂實施過程中，隔堂對分一般會布置思考作業(yè)、下節(jié)課的討論主題，需要學(xué)生課下完成。下一次課上課前，檢查學(xué)生的思考作業(yè)完成情況，發(fā)現(xiàn)有30%左右的學(xué)生不寫自己的思考，詢問其原因，有的說“忘了”，有的說“沒時間”，還有的說“不會”。對于做作業(yè)的同學(xué)，一般就幾個版本，雷同現(xiàn)象比較普遍。抄作業(yè)的主要原因是：自己內(nèi)心又不想做作業(yè)，但又擔(dān)心老師提問，擔(dān)心老師扣平時分。

2.3 學(xué)生討論技能欠缺

在教學(xué)實踐中，討論環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生在分組討論中，不會討論；在組員發(fā)言的時候，不知道自己如何回應(yīng)；該自己發(fā)言時，又不知道說些什么；缺乏討論技能，面對討論，無所適從。

2.4 學(xué)生討論發(fā)言深度不夠，停留在表層

在對分課堂討論環(huán)節(jié)，部分學(xué)生滿足于完成討論任務(wù)，討論停留在形式上。發(fā)言時重復(fù)教材或其他組員的觀點，缺乏自己的所思所想，很難提出有價值、有深度或廣度的問題，知識面狹窄，說不到點子上，討論無法深入，僅停留在表面，嚴(yán)重影響討論的效果。

對分課堂教學(xué)過程中，究其出現(xiàn)以上問題的原因：一方面因為學(xué)生對討論學(xué)習(xí)重視不夠，學(xué)生“講授”和“獨學(xué)”環(huán)節(jié)準(zhǔn)備不充分、學(xué)生缺乏討論技能和討論經(jīng)驗，不知道怎么去討論，學(xué)生感覺討論學(xué)習(xí)收獲不大，團(tuán)隊意識薄弱。另一方面，教學(xué)團(tuán)隊在獨學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計的問題不當(dāng)，難易無度；對討論環(huán)節(jié)的教學(xué)設(shè)計比較粗略，只是讓學(xué)生去討論，對討論流程、討論形式、討論過程缺乏詳細(xì)設(shè)計，導(dǎo)致學(xué)生的討論缺乏必要的指導(dǎo)，學(xué)生在討論過程中隨意性大，打亂討論的過程和節(jié)奏，影響討論效率。

3 對分課堂教學(xué)改進(jìn)

針對對分課堂實施過程中存在的問題，探索改進(jìn)措施，改進(jìn)對分課堂教學(xué)設(shè)計，提高教學(xué)效果。

3.1 融入課程思政元素，激發(fā)學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力，強調(diào)討論學(xué)習(xí)的重要性

對分課堂教學(xué)設(shè)計中，融入課程思政元素，利用科學(xué)家精神、工匠精神、社會主義核心價值觀等引領(lǐng)學(xué)生的價值取向，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)興趣、家國情懷，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力。同時，在開展小組討論之前，教師講解討論學(xué)習(xí)的必要性、重要性和價值，讓學(xué)生明白每次課堂上小組討論，其實相當(dāng)于一次小型學(xué)術(shù)會議，機會難得，時間寶貴，應(yīng)加倍珍惜，促進(jìn)學(xué)生發(fā)自內(nèi)心地重視討論，積極組織討論、參與討論，提高討論學(xué)習(xí)的效果。

3.2 及時進(jìn)行教學(xué)反思，總結(jié)存在問題，優(yōu)化“講授”環(huán)節(jié)

教學(xué)團(tuán)隊在對分課堂教學(xué)實施過程中，無論是當(dāng)堂對分還是隔堂對分，都要及時進(jìn)行教學(xué)反思，總結(jié)教學(xué)過程存在的問題，詢問調(diào)查出現(xiàn)問題的根源，適時調(diào)整講授、獨學(xué)的教學(xué)設(shè)計，不斷改進(jìn)教學(xué)，深入理解對分課堂的講授和傳統(tǒng)課堂講授的區(qū)別，把握對分課堂講授的特點和規(guī)律，掌握對分課堂講授的精髓和方法，切實提高講授的實效。

3.3 精心選擇討論主題，設(shè)計討論過程，講解討論學(xué)習(xí)的策略，訓(xùn)練學(xué)生的討論技能

開展學(xué)生小組討論前，首先結(jié)合學(xué)生和教師的實際水平、教學(xué)內(nèi)容及特點，精心選擇討論主題，不能一味地追求“熱鬧”。其次，按照復(fù)制、理解、運用、創(chuàng)造四個層次的討論目標(biāo)設(shè)計討論過程。最后講解學(xué)習(xí)討論的策略，比如復(fù)述或模仿老師講授、呈示和展示的內(nèi)容；把學(xué)習(xí)得到的內(nèi)容進(jìn)行變換并利用新的形式進(jìn)行表達(dá)；把學(xué)習(xí)得到的內(nèi)容應(yīng)用到新的領(lǐng)域；在原有知識的基礎(chǔ)上，改變某些環(huán)節(jié)或某些點，改善應(yīng)用性能；質(zhì)疑老師和組員的觀點，及時反饋自己的疑惑等等。讓學(xué)生嘗試從復(fù)制開始，開口表達(dá)，亮亮自己的閃光點，質(zhì)疑組員的觀點，分享自己的智慧，幫助組員解決困惑，展示個性，開闊視野，提高討論技能。

3.4 實行固定分組，輪流組長制

開課前，首先遵循“組間同質(zhì)、組內(nèi)異質(zhì)、同質(zhì)結(jié)對和異質(zhì)幫扶”原則科學(xué)分組，每個小組都由優(yōu)秀生、中等生和待進(jìn)生共同組成，基本上是1個優(yōu)秀生，1個待進(jìn)生，3個左右中等生。小組成員輪流擔(dān)任小組組長，小組組長負(fù)責(zé)主持小組討論、按照教師事先設(shè)計好的討論主題和討論過程，根據(jù)本組情況，變通組織本組討論過程并用文字記錄討論過程，維持討論紀(jì)律，總結(jié)小組討論后達(dá)成的共識和解決不了的高層次問題，對整個討論過程進(jìn)行點評等任務(wù)，有助于增強學(xué)生的團(tuán)隊意識，提升團(tuán)隊協(xié)作能力，從而促進(jìn)學(xué)生討論積極性的提高。

4 結(jié)論

采用對分課堂進(jìn)行教學(xué)改革之后，首先，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性提高了。在講授環(huán)節(jié)，學(xué)生認(rèn)真聽講；內(nèi)化和吸收環(huán)節(jié)，學(xué)生不做作業(yè)或抄作業(yè)的現(xiàn)象少了；討論環(huán)節(jié)，學(xué)生知道怎么討論，能表達(dá)自己的想法，能質(zhì)疑組員的觀點，能夠借助智能設(shè)備幫助組員解惑，學(xué)生的討論技能顯著提升，討論深度明顯加深。其次，學(xué)生學(xué)習(xí)的自我管控能力增強了。學(xué)生能夠主動反思個人的學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)收獲，能夠積極向搜索引擎、組員、同班同學(xué)、老師等尋求解決方法；最后，實現(xiàn)了知識傳授、能力培養(yǎng)和價值塑造三位一體的教學(xué)目標(biāo)。