任務驅動式教學法在程序設計復雜知識點教學中的應用

郭克華，奎曉燕，雷 皓

（中南大學 信息科學與工程學院，湖南 長沙 410083）

0 引 言

程序設計課程是計算機相關專業(yè)學生提高動手能力，提升實踐技能的重要內容。近年來，如何提高學生的學習效果，成為教學教改研究的熱點問題；而在實際教學的過程中，如何讓學生掌握復雜知識點，是授課教師面臨的重要問題。對于復雜知識點教學方法的研究，已經(jīng)在高校程序設計課程教學中起到了越來越重要的作用[1]。復雜知識點一般分布在程序設計課程的高級模塊中，這些知識點往往實踐性較強，教師備課較為復雜，需要課外花一定時間才能掌握，而由于課時量的限制，僅憑上課時間，無法很好地完成知識的講解。類似的知識點有Java Web程序設計中的“Ajax”、JavaEE程序設計中的“輕量級框架開發(fā)”“EJB”等。

因此，提升復雜知識點的教學效果顯得非常重要，但是傳統(tǒng)的教學方法，對于復雜知識點的教學存在課時量不夠、學生畏難情緒導致主動學習動機減弱、備課工作量較大、作業(yè)難以評估的問題。如果還采用傳統(tǒng)課堂講授、課后作業(yè)的教學模式，可能導致部分學生無法清楚地掌握知識的實質，了解原理卻無法開發(fā)，造成了教學資源的浪費[2]。

任務驅動式教學法是翻轉課堂的一種有效組織方式，該教學方法的思想基礎是以“任務”為中心，通過讓學生完成“任務”來讓學生學會理論，而不是直接讓學生來學習理論并進行講解，對學生任務的完成設計完善的量化評估體系，激發(fā)學生興趣，培養(yǎng)其自學能力和創(chuàng)新精神。

1 任務驅動式教學法

1.1 教學法的提出

在程序設計課程中，復雜知識點不僅對于學生是學習難點，而且對于教師也是講授難點。一是課時量的問題，復雜知識點的講解，需要較多的背景知識，利用有限的課時，將其講透較難；二是學生主動性不夠的問題，學生在對復雜知識點的理解上，如果難度較大，則會導致部分學生上課失去主動學習的興趣；三是備課工作量的限制，有些復雜知識點，需要進行預先開發(fā)原型系統(tǒng)，教師工作量較大；四是作業(yè)難批改，復雜知識點布置的作業(yè)，一般都有一些規(guī)模，教師難以針對具體情況進行評分。

如果采用傳統(tǒng)課堂講授、課后作業(yè)的教學模式，會出現(xiàn)較大問題：首先從教師方來說，在課時量的限制下，無法深入講解，只能從教案的美觀、課堂的生動、視頻課程、開發(fā)師生交互平臺等方面下工夫；但從學生角度，如果上課無法接收有效的信息，就會完全變成被動學習，出現(xiàn)大量學生不聽課、玩手機、睡覺的情況，頂多關注一下教師講的一些故事。雖然理解了皮毛，課后還是無法進行開發(fā)。

理想的課堂應具有如下特征：學生的價值得到體現(xiàn)；學生的激情得到激發(fā)；學生不僅學知識，還鍛煉集體感、口才、合作度等綜合素質；學生能學會老師沒教到或者不會的知識。因此，我們將傳統(tǒng)的“課堂學習—課后復習”，轉換為“課前預習—課上講解—完成任務—最終答辯”的模式。在這種情況下，教師和學生的功能轉換見圖1。

圖1 任務驅動教學法中教師和學生的功能

值得一提的是，任務驅動式教學不同于傳統(tǒng)項目式教學[3]，項目教學一般以整個項目為背景，可能到了課程末尾才能完成項目，而任務驅動式教學，任務嵌入在課程之中；任務驅動式教學也不同于傳統(tǒng)分組討論和教學[4]，任務驅動式教學中，學生只參與項目開發(fā)和自己項目展示，不講解理論知識，理論知識點仍由教師講解；任務式教學也不是課程設計，而是貫穿于理論課教學中的小型任務。

1.2 驅動性任務的組織

表1是一個任務驅動式教學法的一般組織過程。

每個任務，學生課后學習投入的時間約8～10小時，一般分為3～4人1組。任務驅動教學的精髓為：解決實際問題、燃起學生興趣、培養(yǎng)學生自學能力、給學生展示機會。由于任務比理論更加容易被學生了解，并且任務可以復制，支持不斷迭代更新，一次設計，后期減少勞動量，可以降低教師備課的負擔，也提高學生的參與度。

表1 任務驅動式教學法的組織過程

在對教師的要求上，若對內容足夠熟悉，完成任務驅動式教學不難，關鍵在于任務的設計和學生的參與；特別是針對程序設計課程，完全采用案例教學也不難，因為程序設計課程本身就是要解決實際問題。

在課程的組織上，教師需要考慮如下問題：①任務的設計：需設計相對簡單的任務，1～2周的周期之內能夠完成；②基礎理論的講解：能夠較清楚地講解基礎知識，推薦純編程教學模式，知識講解應緊貼任務；③課時量：任務驅動式教學方法理論上延長傳統(tǒng)教學方法課時1.5倍左右，課時可能不夠，因此，可將演示改為在實驗課上進行，實驗室需安排投影儀等設備；④成績評定：可以給組打分，與組內評分相結合，保證公平性，在助教充足的情況下，可以考慮每個學生進行演示。

2 任務驅動式教學法的實踐

筆者以JavaWeb程序設計課程為例來闡述這個問題。JavaWeb程序設計是高校程序設計專業(yè)的一門專業(yè)選修課，對于從事基于Java的Web應用開發(fā)并從事Web智能研究的學生，是一門基礎性課程。該課程學習之前，學生已經(jīng)學習了JavaSE的基本知識和基本的HTML、JavaScript語法以及常見的系統(tǒng)配置方法。以筆者2016年出版的《JavaWeb程序設計》[5]為例，該課程中較為復雜的知識點列于表2中。

表2 JavaWeb程序設計中的復雜知識點

2.1 驅動性任務的組織

針對以上5個復雜知識點，可以設計出整個課程周期中的5個重要任務，見表3。

每個任務在相應學習之后可以安排。表4以任務2為例，描述了該任務的安排。

2.2 分組、評分的組織

為較好地激發(fā)學生的學習興趣，一般3～4人分為1組。必須與學生明確：任務完成情況與成績掛鉤、建立團隊榮譽感、必須較好地完成自學內容、在較短時間完成項目展示、時間不夠的，可采用視頻等方式展示。

每組評分標準如下：①功能性，主要考察所有功能是否實現(xiàn)；②界面友好性，主要考察界面是否具有較好的用戶體驗；③展示的組織，主要考察PPT是否清晰，語言是否流暢得體。具體可根據(jù)任務的難易程度進行分值比例權重的調整。

如果遇到任務需要持續(xù)1周以上的情況，可以在任務布置后接下來的1周繼續(xù)講課，答辯向后延續(xù)。成績的評定上，每組答辯10分鐘，可由其他組組長進行打分最后平均。遇到大班的情況，可以每組答辯10分鐘，分好幾個群同時答辯，此時需要較多的助教參與。為避免大班情況下各群標準不一的問題，可建立適當?shù)臉藴蕦⑷航M分數(shù)歸一化到同一個值。在組員的賦分上，可將組內的分數(shù)由組員自行分配，平均分保持不變即可。

3 實施效果與問題

3.1 實施效果

針對任務驅動式教學方法，我們也設計了實驗，隨機抽取2個班的本科學生，一個班（A班）采用“任務驅動式教學方法”，一個班（B班）采用普通方法，表5顯示了問卷調查和期末考試的結果。

表3 針對5個復雜知識點的任務設計

表4 任務2的安排

表5 實施效果

從以上表格中可以看出，在采用任務驅動式教學后，學生評教，表示壓力大，但滿意度廣泛提高；學生滿意度中，案例教學滿意點凸顯度最高；不過，期末考試班級平均分并未提高，高分（近滿分）學生反而減少；但是，不及格的學生數(shù)量減少了，極低分學生也減少；學生參加創(chuàng)新活動、競賽的比例顯著提高。雖然并未起到提高班級考試卷面平均分的作用，但提高了滿意度，降低了差生率，提高了學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

3.2 可能存在的問題

任務驅動式教學法取得了較好的效果，但是也存在以下幾個問題。

（1）不能設置太多的任務，也不能設置太難的任務；32學時的課程，3～5個案例即可；每個案例在1～2周必須能完成。

（2）必須重視學生價值觀的引導，具有展示積極性的學生在大多數(shù)，不積極的學生也會受到正面影響。

（3）任務驅動式教學方法不適合大班上課，30人左右最好，60人左右就比較困難；如果對課程不熟悉或者不耐心組織，可能會導致無續(xù)情況的出現(xiàn)。

4 結 語

任務驅動式教學法以“任務”為中心，通過讓學生完成“任務”來讓學生學會理論，借助完善的量化評估體系，可激發(fā)學生興趣，培養(yǎng)其自學能力和創(chuàng)新精神。實踐證明，該教學方法能夠加強學生對知識的理解，培養(yǎng)其綜合素質，取得了較好的教學效果。