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摘要：从控制论观点来看，课堂教学过程是一个由教师、学生、教学内容、教学条件等要素组成的控制系统。本文用信息论观点对课堂教学过程进行系统分析，得到课堂教学过程的信息传输模型，在确立教学目标和获取反馈信号后，依据该模型对课堂教学的前馈-反馈控制进行了阐述。
关键词：课堂教学；课堂控制；前馈-反馈控制
引言
课堂教学是学校教育最主要的表现形式，如何对课堂教学进行控制，使课堂教学过程最优化，是提高课堂教学效果，进而提高学校教育质量的关键问题。课堂教学控制，是指教师在课堂教学过程中，为有效完成一定的教学任务，采用恰当的手段和方法实施并控制教学过程，使教学保持最佳运行状态，达到最佳教学效果。本文从控制论视角对课堂教学过程进行系统分析，阐述了课堂教学的前馈-反馈控制。
一、课堂教学是一个前馈-反馈控制系统
控制论是20世纪40年代形成的一套综合性的科学理论。美国数学家维纳的《控制论》一书的出版，标志着控制论的诞生。控制论是关于一切控制系统的共有特点和规律的科学。简单地说，控制论是一门关于一切控制系统实现控制职能的科学，一切带有“目的性”的活动都渗透着控制。
课堂教学是由教师、学生、教学内容、教学条件等要素组成的动态系统，是一个具有“目的性”的活动。课堂教学过程中，教师根据教学内容采用一定的教学方法和手段，将知识和技能传授给学生，同时通过观察、提问、交谈、课堂作业等方式获取反馈信息，调整教学过程，最终达到较为理想的教学效果。因此，课堂教学是一个反馈控制系统，教师是系统中的施控部分，学生是被控对象。在课堂教学反馈控制系统中添加前馈环节，即构成课堂教学前馈-反馈控制系统，如下图所示：
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图1 课堂教学前馈-反馈控制方框图
二、课堂教学过程的系统分析
从信息论观点来看，课堂教学过程就是教学在课堂中实施的过程，是教师的“知”转化为学生的“知”，由“知”转化为“能”，并发展其“能”的过程，简言之，课堂教学过程就是知识转化和能力培养的过程。我们把知识和技能放在一起，作为衡量课堂教学过程中学生课业水平的参数，下文中用字母Λ表示。课堂教学控制的目的，就是在一定时间内获得最好的教学效果，也即获得最大的Λ值。
课堂教学前，教师根据教学内容、教学目的以及通过多种途径了解到的学生情况，有针对性地备课，将教学内容编成完备的教案和教学程序；课堂教学中，教师借助教材、教具、电教设备等教学条件，采用讲授、演示、实验、练习、讨论或自学辅导等教学方法，利用口头语言、教材、音视频、多媒体课件、网络技术等教学手段，将知识和技能传授给学生；学生通过识记、实践、思考，进而理解掌握知识技能。在此过程中，学生的注意力及情感状态是影响学习效果的两个关键因素；同时课堂中经常出现的旷课、迟到、讲话、吃东西、玩手机等现象对课堂会产生干扰，影响教学效果。从以上分析可以看出，在教学条件一定的情况下，影响课堂教学效果的因素主要是教学内容（体现为教案和教学程序）、教学方法、教学手段、学生注意力、学生情感状态以及干扰信息。研究表明，如果学生处于积极的、兴奋的、高涨的、愉快的情感状态，学习效率会大大提高，因此这里把学生情感状态列为一个变量进行考虑。
根据以上分析，得到课堂教学过程信息传输的模型为：
Λ =KΛ ………………………………………………（1）
K=f（A、B、C、X、Y、I ）…………………………（2）
其中：
Λ为按课堂教学目标学生需要掌握的知识和技能记；
Λ 为学生经过课堂教学过程以后，实际获得的知识和技能；
K为信息传递函数，也可定义为知识技能的吸收转化率，用以衡量课堂教学效果；
A为教学内容，课堂上教师要根据学生的知识掌握情况作或详或略或重复或跳过等调整；
B为教学方法；
C为教学手段；
X为学生注意力；
Y为学生情感状态；
I 为干扰信息。
三、课堂教学的前馈-反馈控制
1、教学目标的确立
教学目标是教学工作的出发点和归宿，是教学大纲的具体化，对教学活动具有明确的导向性。课堂教学控制必须具有明确的目的性，因此课堂教学控制的第一步，就是根据教学大纲和教材，制定明确的教学目标。确立教学目标，要注意三个问题：首先是教学目标的质度控制，教学目标要符合教学大纲的要求，要具有很强的科学性和思想性，内容要丰富，条理要清晰，重点要突出；其次是教学目标的量度控制，任何事情都是由量变到质变的过程，在质量互变规律和教育学、心理学基础上，为课堂分配适度的量是课堂教学控制需考虑的重要因素；最后是知识密度问题，课堂教学内容总量确定以后，一堂课知识内容的平均密度也就确定了，但每堂课知识内容的分布不应该是均匀的，要根据难易程度、学生理解等实际情况进行合理控制。
2、反馈信号的获取
课堂教学前，可以通过座谈、测试、问卷、作业等多种手段了解学生基础知识、方法的掌握情况，以确定他们在整个学习序列中的位置，从而有针对性地进行备课工作，弄清哪些问题可以略讲，哪些问题要详讲，使课堂教学过程详略得当。此外，这些前馈性摸底工作还有利于教师根据学生实际情况选择恰当的教学方法和教学手段。课堂教学时，可以通过多种途径搜集反馈信息，如课堂巡视、察言观色、交谈、提问、练习、分组讨论等所获取的信息。
随着现代教育技术的不断发展，反馈信号的获取越来越全面、直观、便捷。有些多媒体教室中投入使用的应答反馈系统，可以通过师生手中的遥控器或控制面板与教室主控计算机通讯，采集全班学生的反馈信息，通过软件自动生成教师需要的各种图表，使教师可以准确、全面、直观地了解学生的学习效果，及时调整授课进度和方向。
3、课堂教学的前馈-反馈控制
首先，我们探讨课堂教学前的前馈控制环节。在图1中，当系统出现干扰时，立即将其测量出来，通过前馈控制器，根据干扰量的大小改变控制变量，以抵消干扰对被控参数的影响。课堂教学的前馈控制有两个方面：一方面，通过对学生状况的前馈性摸底，教师有针对性地完成备课工作，对教学内容进行质和量两个方面的优化和控制，并选择恰当的教学方法和教学手段；另一方面，针对课堂中逃课、迟到、讲话、吃东西、玩手机、打瞌睡等显著影响课堂教学效果的干扰，也要做相应的前馈控制工作，比如在上节课把违反课堂纪律的惩罚措施说清楚，以防止或者减少这些现象的出现，从而保障课堂教学效果。
由式（1）可以得出，课堂教学效果可以通过“黑箱”方法直接从学生反馈的信息中获得，如传统课堂中教师通过交谈、提问、课堂练习等方式了解学生对课堂知识的掌握情况，从而判断教学效果优劣，进而对课堂进行相应调整；由式（2）可以看出，影响课堂教学效果的因素主要是教学内容（A）、教学方法（B）、教学手段（C）、学生注意力（X）；学生情感状态（Y）和干扰信息（I ），在课前的前馈控制环节，已经对教学内容（A）、教学方法（B）、教学手段（C）和干扰信息（I ）进行了相应的控制。课堂中主要针对学生注意力（X）和学生情感状态（Y）两个状态变量以及课中出现的干扰信息（I ）变量进行控制，传统课堂中教师主要通过巡视、观察等方式，通过学生的面部表情、肢体动作、行为表现、课堂反应等因素根据经验评价学生注意力（X）、学生情感状态（Y）和干扰信息（I ），然后实施相应控制。
四、结束语
课堂教学控制的目的是提高课堂教学效果，进而提高教学质量。本文应用信息论、控制论的观点对课堂教学过程进行了系统分析和理论解释，相信随着信息技术的不断发展，课堂教学控制还会不断深化和优化，为提高教学质量发挥重要作用。
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论文作者:周杨
论文发表刊物:《学习与科普》2019年39期
论文发表时间:2020/2/26
标签：课堂教学论文; 课堂论文; 学生论文; 反馈论文; 教学过程论文; 教学内容论文; 控制论论文; 《学习与科普》2019年39期论文;