任務(wù)驅(qū)動+翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法在程序設(shè)計類課程中的應(yīng)用

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隨著大數(shù)據(jù)、云計算、移動服務(wù)等新技術(shù)的發(fā)展，信息技術(shù)與醫(yī)藥領(lǐng)域的結(jié)合越來越密切。在這種背景下，醫(yī)學(xué)生除需要掌握計算機基本操作外，還需要掌握基本編程技能[1]，能夠使用一種語言編寫有應(yīng)用價值的簡單程序，方便醫(yī)藥行業(yè)使用。

開設(shè)程序設(shè)計類課程的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力、計算思維能力和解決實際問題的能力。很多醫(yī)學(xué)院校為學(xué)生開設(shè)程序設(shè)計類課程，比如C++、VB、C#等。筆者在多年的教學(xué)實踐中體會到，如果不考慮醫(yī)藥專業(yè)特點，只是簡單地把計算機專業(yè)的程序設(shè)計語言從計算機專業(yè)搬到醫(yī)藥專業(yè)教學(xué)中，就不可能取得很好的教學(xué)效果。因此，在程序設(shè)計類課程的教學(xué)中，我們不斷改進教學(xué)方法，努力提高教學(xué)質(zhì)量，同時進行了一些有益的嘗試，如將翻轉(zhuǎn)課堂和任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)法結(jié)合進行混合式教學(xué)，取得了較好的教學(xué)效果。

1 任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)法實施中存在的問題

在《程序設(shè)計基礎(chǔ)》課程中，采用任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)法。每章精選一些有實際應(yīng)用價值的、經(jīng)典的、具有趣味性的任務(wù)實例，讓學(xué)生在完成任務(wù)實例的過程中掌握新的知識點，達到既定的教學(xué)目標。這種教學(xué)法應(yīng)用兩年多以來，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，取得了良好的教學(xué)效果。但是，課程學(xué)習(xí)還是“課堂學(xué)習(xí)”和“教師為主導(dǎo)”，學(xué)生處于被動學(xué)習(xí)的狀態(tài)，在具體實施過程中還存在以下問題。

1.1 教學(xué)過程本末倒置，把困難留給了學(xué)生

《程序設(shè)計基礎(chǔ)》課程是一門實踐性很強的計算機語言類課程。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，教師課堂講解的語法規(guī)則相對簡單，容易理解，而學(xué)生需要課后完成的任務(wù)相對較難，并且還會遇到各種問題。因此就導(dǎo)致在學(xué)生最需要教師給予幫助、輔導(dǎo)的時候，教師不在身邊，把困難留給了學(xué)生。

1.2 課后任務(wù)的完成缺乏監(jiān)管，任務(wù)完成質(zhì)量欠佳

因?qū)W生本身的專業(yè)知識、專業(yè)能力的限制，完成任務(wù)需要很多時間。課后在沒有教師的幫助和監(jiān)管下，完成的任務(wù)往往質(zhì)量不佳。有些同學(xué)因感覺難度大而放棄任務(wù)，有些同學(xué)直接抄襲同學(xué)或網(wǎng)絡(luò)上的答案，長期下去將導(dǎo)致學(xué)生慢慢失去對程序設(shè)計類課程的興趣。

1.3 教學(xué)內(nèi)容一刀切，不能因材施教

教師課堂講授的內(nèi)容難度和每次布置的任務(wù)難度相同，難以滿足不同層次的學(xué)生的需求。基礎(chǔ)較好的同學(xué)能夠輕松地完成任務(wù)，甚至覺得老師布置的任務(wù)缺乏挑戰(zhàn)性；基礎(chǔ)較薄弱的同學(xué)則覺得教學(xué)進度太快，教師講授的部分內(nèi)容很難理解，需要詳細、重點講解。

1.4 課程的BB平臺使用率不高

程序設(shè)計類課程都建立了Black Board(BB)平臺，但是沒有真正使用BB平臺開展教學(xué)活動，BB平臺沒有得到充分的利用。

1.5 課程容量較大，占用一定課外時間

北京中醫(yī)藥大學(xué)(以下簡稱“我校”)新的計算機課程的改革明確提出要減少課時，但程序設(shè)計類課程的內(nèi)容較多，要完成教學(xué)內(nèi)容，課堂必須要延伸到課外，與學(xué)校要求相矛盾。

2 引入翻轉(zhuǎn)課堂+任務(wù)驅(qū)動結(jié)合的教學(xué)法

翻轉(zhuǎn)課堂(Flipped Classroom)是2007年由美國科羅拉多州落基山林地公園高中的兩名化學(xué)老師Jon Bergmann和Aaron Sam提出的，他們將教學(xué)過程錄制成視頻，讓學(xué)生回家觀看，在課堂上完成作業(yè)，老師在課堂上解答學(xué)生學(xué)習(xí)中遇到的難題。這種教學(xué)方式很受學(xué)生歡迎，對教學(xué)產(chǎn)生了積極的影響[2]。翻轉(zhuǎn)課堂的結(jié)構(gòu)和模式建立了“以學(xué)生為中心”的教學(xué)方式，顛覆了傳統(tǒng)的教學(xué)結(jié)構(gòu)、教學(xué)方式和教學(xué)模式。

任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)法是以構(gòu)建主義的認知靈活性理論為基礎(chǔ)的一種探究式教學(xué)方法[3]。它將教學(xué)內(nèi)容設(shè)計成具體任務(wù)，教學(xué)中以完成任務(wù)為主線，將要學(xué)習(xí)的新知識巧妙地隱藏在任務(wù)中學(xué)生對任務(wù)進行認知、分析后，制定解決方案，在教師的引導(dǎo)、幫助下，利用必要的學(xué)習(xí)資料，完成任務(wù)，達到獲得知識和技能的目的。任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)法以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，改變了“教師講，學(xué)生聽”的被動教學(xué)模式，強調(diào)學(xué)生對知識的主動探索、主動發(fā)現(xiàn)和對知識的主動構(gòu)建[4]。因此非常適用于實驗性、實踐性教強的程序設(shè)計類課程。

為了解決任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法存在的問題，達到更好的教學(xué)效果，我們將“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)理念引入到程序設(shè)計類課程中，將任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法與“翻轉(zhuǎn)課堂”相結(jié)合，充分利用BB平臺，將整個課程的進行過程部署在BB平臺上，進行任務(wù)驅(qū)動式翻轉(zhuǎn)課堂在程序設(shè)計類課程中的研究與實踐。

3 任務(wù)驅(qū)動式翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實施

3.1 教學(xué)流程

任務(wù)驅(qū)動式翻轉(zhuǎn)教學(xué)的核心思想是將知識的傳授過程移到課前，由學(xué)生自學(xué)完成；通過完成任務(wù)實現(xiàn)知識內(nèi)化的過程移到課堂上，以學(xué)生討論、教師指導(dǎo)等方式完成[5]。教學(xué)流程如圖1所示。

課前，教師在BB平臺上準備本章的知識點介紹，重點、難點介紹和考核方式等導(dǎo)學(xué)文檔；制作各個知識點相應(yīng)的學(xué)習(xí)資料，以視頻、PPT、Word文檔的形式讓學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)，掌握知識點，并通過課前測驗檢驗學(xué)習(xí)情況。學(xué)生在完成課前學(xué)習(xí)后，還可以進一步了解本章要完成的任務(wù)背景知識，為完成任務(wù)做好準備。

在課堂上，教師對學(xué)生的課前學(xué)習(xí)情況進行檢查，查漏補缺，總結(jié)知識點；隨后介紹要完成的任務(wù)，師生展開討論，確定任務(wù)實現(xiàn)方案，并在教師的指導(dǎo)下完成。根據(jù)任務(wù)的難度和工作量，可以分組或個人完成。如果分組完成任務(wù)，各小組可以匯報完成情況，教師或其他同學(xué)進行點評、提問。課后，教師對整個教學(xué)過程進行反思，不斷改進；學(xué)生完善作品并提交，準備下次課程的內(nèi)容。

圖1 任務(wù)驅(qū)動式翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)流程

3.2 任務(wù)的設(shè)計

在任務(wù)驅(qū)動式翻轉(zhuǎn)課程的教學(xué)過程中，任務(wù)的設(shè)計非常重要。如果任務(wù)設(shè)計過于簡單，不能與實踐相結(jié)合將會失去意義；任務(wù)過難過于繁瑣，學(xué)生將會失去完成任務(wù)的信心。因此，所選的任務(wù)需要應(yīng)用本章知識點去解決，并具有實際應(yīng)用價值。實現(xiàn)任務(wù)的過程就是內(nèi)化、提升本章知識點內(nèi)化、提升的最好渠道。課程的任務(wù)選取上，每個知識單元選取3個層次的任務(wù)以滿足學(xué)生的需求[6]。

第一層次：驗證型任務(wù)。驗證型任務(wù)通常比較簡單，涉及一個或少數(shù)幾個知識點。學(xué)生通過重復(fù)教師課前視頻所講的驗證型任務(wù)可以達到快速掌握知識點，加深知識點的理解。每個學(xué)生都要完成驗證型任務(wù)。部分簡單的驗證型任務(wù)，學(xué)生就可以在課前通過學(xué)習(xí)，自己獨立完成。

第二層次：提高型任務(wù)。提高型任務(wù)比驗證型任務(wù)難度有所增加，當(dāng)學(xué)生掌握知識點后，只要積極思考，舉一反三，融會貫通，大部分同學(xué)都可以完成。有些提高型任務(wù)是從實際應(yīng)用中截取的部分小功能實現(xiàn)的，學(xué)生通過練習(xí)，可以為進一步完成綜合型任務(wù)做好準備。

第三層次：綜合型任務(wù)。綜合型任務(wù)是綜合本課程的所學(xué)知識解決實際應(yīng)用。如程序設(shè)計課程學(xué)完后開發(fā)一個教務(wù)管理系統(tǒng)、學(xué)生宿舍管理系統(tǒng)、記事本程序、多媒體播放器等。如果工作量較多，難度較大，可以分小組完成。通過綜合型任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力和創(chuàng)新能力。

3.3 任務(wù)的監(jiān)督機制

為了更好地監(jiān)督學(xué)生完成任務(wù)，對不同層次任務(wù)要求不同。驗證型任務(wù)要求學(xué)生課前完成作業(yè)并提交；提高型任務(wù)要求學(xué)生課堂完成，若有困難，老師指導(dǎo)、講解后完成，下課時提交；綜合型任務(wù)需要學(xué)生課后完成，因工作量較大，完成時間可以略長。通過小組展示、師生交流、教師點評檢查完成情況。

學(xué)生將所有任務(wù)作業(yè)都上傳到BB平臺上，教師可以查看到學(xué)生的提交次數(shù)、提交時間以及完成情況。對于分組作業(yè)，還可以借助于BB平臺的分組功能，查看小組內(nèi)每個同學(xué)提交作業(yè)的情況以及完成任務(wù)的全過程。教師可以在學(xué)生遇到困難時給予指導(dǎo)。

4 BB平臺中課程的部署

BB平臺是由美國BlackBoard公司開發(fā)的在線教學(xué)管理平臺。該平臺以課程為中心，教師可以在BB上開設(shè)課程，學(xué)生選擇課程進行自主學(xué)習(xí)，師生在BB平臺上可以進行教學(xué)活動。全球有100多個國家的很多高校都在使用BB平臺，北京大學(xué)、中山大學(xué)、北京師范大學(xué)、中國人民大學(xué)、北京中醫(yī)藥大學(xué)等多所全國重點高校都在使用BB平臺[7]。

BB平臺功能強大，并不斷推出新的功能，主要功能包括教師教學(xué)資料的上傳和學(xué)生的下載。學(xué)生可以提交作業(yè)，教師在BB平臺上批閱，學(xué)生會看到批改情況；教師可以部署測試，進行在線考試。在BB平臺上可以建立課程論壇，師生可以展開討論。

和大型MOOC學(xué)習(xí)平臺相比，BB平臺有以下優(yōu)點。一是教師不需要資金投入，教師個人可以完成錄制視頻，準備資料，部署課程。大型MOOC如Coursera、edX、udacity、中國大學(xué)MOOC、學(xué)堂在線等，一門課程往往需要專業(yè)團隊花數(shù)月時間和數(shù)萬元資金進行錄制打造，一個高校只能推出屈指可數(shù)的寥寥幾門課程。二是學(xué)員都是本校學(xué)生，學(xué)生水平一致，學(xué)習(xí)效果較好。大型MOOC面對全球?qū)W員，層次參差不齊，真正拿到證書的學(xué)員比率非常低。因此，BB平臺非常適合一線教師開展在線教學(xué)。本課程在BB平臺上部署課程，并按照章節(jié)、周次劃分課程，每章都有本單元內(nèi)容、學(xué)習(xí)指南、學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)、教師課堂教學(xué)資料模塊。不同教學(xué)周給學(xué)生開放不同內(nèi)容，學(xué)生根據(jù)本周學(xué)習(xí)內(nèi)容清單進行學(xué)習(xí)。整個課程的效果如圖2所示。

圖2 BB平臺課程部署

學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)模塊詳細介紹的任務(wù)情況、任務(wù)運行效果、所需知識點等內(nèi)容。知識點以微視頻的形式為主，每個知識點大約5-6分鐘，并安排知識點測試，考察學(xué)生知識點的掌握情況。

部分教師課堂教學(xué)模塊還將重點、難點知識點錄制微視頻，并介紹任務(wù)實現(xiàn)的思路、關(guān)鍵步驟、關(guān)鍵代碼、任務(wù)提交等內(nèi)容。教師課堂教學(xué)部分如圖3所示。

圖3 教師課堂教學(xué)模塊

借助BB平臺的強大功能，將在線學(xué)習(xí)和課堂教學(xué)有機結(jié)合起來，使課程學(xué)習(xí)的全過程都可以在BB平臺完成，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和動手能力，教師能夠掌控整個學(xué)習(xí)情況。在學(xué)時縮減的情況下，教學(xué)內(nèi)容沒有減少，并更加注重學(xué)生分析問題、解決問題能力的培養(yǎng)。BB平臺非常適合固定班級學(xué)生開展翻轉(zhuǎn)課堂。

5 小結(jié)

本文在《程序設(shè)計基礎(chǔ)》課程中，根據(jù)以往教學(xué)中存在的問題，將任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)法和翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式相結(jié)合，改革教學(xué)流程和教學(xué)模式；并在BB平臺上按照章節(jié)、周次，課前、課堂部署教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)流程。

整個教學(xué)過程中，注重各章不同層次任務(wù)的選取和任務(wù)完成情況的監(jiān)督。BB平臺非常適合針對固定班級學(xué)生開展翻轉(zhuǎn)課堂。目前，在BB平臺的使用過程中，還不能實現(xiàn)“作業(yè)互評”功能，有待于以后繼續(xù)挖掘。任務(wù)驅(qū)動式翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法通過在程序設(shè)計課程中的兩輪實施，取得了很好的教學(xué)效果，值得推廣。