基于任務驅動教學法的實訓教學管理系統的設計研究

周 偉 梁 茼

（1.廣州鐵路職業技術學院，廣東 廣州 510430；2.廣州華商學院，廣東 廣州 511300）

經濟的發展伴隨而來的就是社會對職業教育提出了更新、更高的要求，傳統的實訓教學模式不再能適應快速發展的職業教育要求和社會對人才培養素質的要求。任務（項目）驅動教學法被普遍應用于高職院校實訓教學實踐中，該方法在職業教育中得到了廣泛的應用和認可[1]。如何設計一個高效便捷的實訓教學管理系統輔助教學，以充分發揮任務驅動教學法的教學優勢是一個值得研究的問題。

1 任務驅動教學法的應用及其局限性

任務驅動教學法是一種以建構主義學習理論為基礎的教學法。它將完成特定任務或項目作為整個教學過程的線索，將新知識隱含在一個或多個任務中。學生被任務所激勵，分析和討論任務，識別所涉及的知識和技能以及需要解決的問題，在老師的幫助下，完成任務，實現意義的建構[2]，但是任務驅動教學法的局限性也很明顯。

首先，設計好的任務很難使專業基礎較弱的學生獲得刺激和增加學習興趣。高職學生在學習能力不足、主動性欠缺、薄弱基礎和綜合能力等方面的欠缺是任務得以順利完成的重大阻礙。

其次，高職學生的個性和學習能力差異較大。個別差異性在高職學生中尤其普遍，如何最大程度地確保普遍的教學質量，同時讓個別優異的學生得到充分發展，這些為任務驅動教學方法的應用帶來了新的問題。

最后，復雜的教學流程的安排。不同于傳統的課堂教學模式，任務驅動教學要求教師在指導學生分析和完成任務時，這個過程伴隨基礎知識講解、流程安排和案例演示。然而如果任務的每一步都被仔細解釋，學生就沒有思考空間，這不利于提高他們的分析和解決問題的能力、練習和創新[3]。要求教師平衡好知識傳播和預留給學生的發展空間，同時，對教學全過程中學生學習進展要及時把握，這些復雜和多變的過程給教學帶來了困難。

為此，基于任務驅動教學法實施下的實訓教學要充分考慮高職學生學情，學習過程的合理組織關系到教學成效，如何充分調動學生學習的積極性、展示任務的呈現形式、提供多元教學輔助材料、提供個性化的教學輔導及優化教學流程等都是尚待解決的難題。針對以上問題，實訓教學管理系統的設計不僅要兼顧實訓教學的日常管理模塊的設計，更要基于任務驅動教學法的應用場景下設計能夠充分兼容的輔助教學系統，為優化教學流程、提供多元任務展示、個性化輔導等提供新的解決途徑[4]。

2 系統開發思路

針對任務驅動教學法的應用及其存在的局限性，系統設計著眼以下幾個方面：

第一，以最優化教學的流程為需求設計教學輔助軟件。以最佳的任務驅動教學法實施流程為藍本，設計最優化的教學實施流程，并將流程以程序方式設置在教學軟件中。

第二，教學輔助軟件要兼容教學日常管理流程和教學實施流程。實訓教學平臺的引入為教師和學生順利實施基于任務驅動的教學提供更多的幫助，不僅提升學習效率也為實訓教學管理提供便捷的工具。

第三，軟件需要支持多元的信息媒介展示、存儲和鏈接形式。多維度的信息提供可以為學生帶來更多的興趣刺激和思考啟發。通過傳統的教學路徑對高職學生基礎薄弱的學生最不利，網絡教學平臺可以將任務所關聯的背景知識技能點及相關學習資源進行推送。

第四，軟件支持在線咨詢和個性化輔導互動工具。即時溝通可以讓教師隨時掌握學生的問題，并及時提供幫助。個別化的指導可以體現在針對不同學生學習能力差異提供匹配他們差異化的學習資源。

3 相關技術開發工具

基于任務驅動教學法的實訓教學管理系統主體采用的是B/S 結構。用戶在計算機上安裝、配置和執行少量的前端軟件，如瀏覽器，在服務器端安裝系統執行程序軟件包，服務器后端程序可執行訪問數據庫和接受前端訪問指令，完成執行對應的操作并返回用戶端瀏覽器對應的數據。B/S 結構的使用不需要安裝額外的軟件，而是直接使用瀏覽器。系統使用的開發技術為Java Web，數據庫系統采用MySQL，系統部署在Tomcat8 服務器。軟件程序設計架構采用流行的經典的SHH（struts+spring+hibernate）集成開源框架，前端技術采用JavaScript、Ajax、HTML、CSS 等[5]。

4 系統分析

系統設計的目標主要有四個方面。第一方面是系統要具備的數據安全保護，確保系統數據安全，不會損壞和泄漏。第二方面是系統要具備技術的健壯性，系統所采用的開發技術要成熟可靠，旨在保證和增強系統的安全性和可靠性。第三方面是系統需具備較強的可擴展性。一個完善的系統開發流程是迭代的過程，系統要具備較強的可擴展性和增長性，以利于系統后期維護和管理。

可行性分析是系統開發前非常重要的環節，該系統從經濟可行性、操作可行性和技術可行性三個方面進行分析。技術可行性決定了系統所采用開發技術是否滿足開發需求和成本約定范圍。系統采用經典的B/S 架構設計，具備優良的基于互聯網網絡信息處理的能力。系統采用基于web 的JAVA Web 相關技術來設計，使用MySQL 數據庫進行數據管理。系統開發大多采用開源的程序底層架構，技術成熟且開發成本較低。由此，系統開發在技術上是可行的。操作可行性決定了系統投入運行后，對于服務對象的使用是否便捷方面，要切實服務對應的應用場景。系統采用B/C 結構設計，用戶通過瀏覽器就可以進行系統操作，做好導航菜單和操作指南針說明就可以很好地引導操作人員編輯使用系統的各項功能。由此，系統開發在操作上是可行的。經濟可行性是對系統研發所涉及的成本投入和收益產出之間的關系。技術上采用成熟的開源框架，運行對軟件和硬件基礎配備需求不高，系統的資金和人力投入并不大。系統運行能顯著地降低實訓教學管理失誤發生率，同時又能最大程度地提高實訓教學質量。綜合以上分析，系統的設計和開發立項預計有很好的成效。

5 系統開發思路和模式

基于任務驅動教學法的實訓教學管理系統開發模式采用面向對象開發模式，分為第一階段的瀑布模型開發，第二階段的原型開發模式。瀑布模式按照系統設計遵循計劃、需求分析、設計編碼、測試和運行維護流程。在測試和運行維護環節，集合系統的實際教學實驗，對原型系統進行擴展修正，不斷完善系統功能結構、程序框架和改善用戶使用體驗。

第一階段采用瀑布開發模式。在計劃階段明確系統開發的目的、成本預算和制定人力和資源的計劃等。需求設計分析著重關注在實訓教學中采用任務驅動教學法下，學生和教師在教學輔助上的需求，包括功能需求和性能需求，讓平臺設計符合教學規律，符合教學參與人實際的需求。同時，對相關教學管理人員進行調查，采集與實訓教學管理相關的功能和性能需求。設計編碼階段采用基于開源集成SSH 框架模型對系統進行整體編碼設計，從而最大程度地滿足系統后期功能擴展性和穩定性的需要。測試和運行階段分為兩個階段：第一階段是系統整體運行，測試軟件的可用性和運行穩定性，最后得到原型系統。第二階段是開展基于原型系統的模擬的教學實驗，基于任務驅動教學需要，學生組織、任務的上傳下放，任務的成果回收、成果評價以及相關教學管理任務充分整合進實訓教學之中，結合平臺輔助教學實驗的結果，總結使用不足、修改編碼和功能錯誤、擴展功能模塊等方面對原型系統進行維護和擴展。通過對原型系統的不斷完善，讓系統得以迭代更新，逐步完善系統的各項功能和性能，最大限度地滿足實訓教學和管理的需要。

6 系統功能結構圖

基于任務驅動教學法的實訓教學管理系統具體的功能模塊設計如圖1 所示，主要的功能有實訓耗材管理、實訓室管理、實訓任務管理、用戶管理、班級管理、實訓課程管理等。

圖1 系統功能結構圖

6.1 用戶管理

用戶管理模塊劃分為三個子模塊。用戶申請和審批子模塊主要負責用戶的登錄驗證、用戶注冊、用戶注銷等操作。用戶類型管理子模塊主要負責對不同用戶劃分角色已經授權對應的相關權限，系統設定的用戶類型是管理員、學生、教師以及臨時用戶等。用戶存量管理子模塊主要是對存量用戶的信息數據進行基礎維護，包括相關數據的增加、刪除以及修改等操作。

6.2 班級管理

該模塊劃分為兩個子模塊，班級申請和審批子模塊主要負責實訓班級的實訓課程項目申報和接受相關審批人員的審批。班級存量管理子模塊主要是對存量班級的信息數據進行基礎維護。

6.3 課程管理

該模塊劃分為兩個子模塊，課程申請和審批子模塊主要負責實訓課程的申報和接受相關審批人員的審批。課程存量管理子模塊主要是對存量課程的信息數據進行基礎維護。

6.4 選課管理

該模塊劃分為兩個子模塊，選課信息發布子模塊主要負責選課相關信息的公告以及公告信息維護。選課申報和登記子模塊主要負責學生進行選課申報，并對確認的學生選課進行登記及匯總。選課存量管理子模塊主要是對存量學生選課的信息數據進行基礎維護。

6.5 實訓室管理

該模塊劃分為兩個子模塊，實訓室申請和審批子模塊主要負責實訓室使用申報和接受相關審批人員的審批。實訓室存量管理子模塊主要是對存量實訓室的信息數據進行基礎維護。

6.6 實訓耗材管理

該模塊劃分為兩個子模塊，實訓耗材類別維護子模塊主要負責實訓耗材類別相關信息的增加、刪除以及修改等操作；耗材存量管理子模塊主要是對存量實耗材信息數據進行基礎維護。

6.7 實訓任務管理

該模塊劃分為四個子模塊，知識點管理子模塊主要負責課程內容知識和技能點類別相關信息的增加、刪除以及修改等操作；任務管理子模塊主要是對實訓項目信息數據進行基礎維護。教學資源類別管理子模塊主要是對實訓課所涉及的教學資源類別數據進行基礎維護。教學資源存量管理子模塊主要是對實訓課所涉及的教學資源數據進行基礎維護。

7 數據庫表設計

軟件開發過程中數據庫設計是系統建設初期最重要的工作，關系到后期整體軟件架構的底層設計。根據實訓課程教學業務流程、系統設計目標及系統功能結構等內容，對系統的數據模型進行設計。設置出了9 張數據表，它們的名稱分別是用戶信息表（s_client）、班級信息表（s_class）、實訓耗材信息表（s_material）、實訓室信息表（s_classroom）、實訓任務信息表（s_project）、選課信息表（s_selected_curr）、課程信息表（s_curriculum）、課程任務信息表（s_curr_pro）和課程使用教室表（s_curr_clr）。數據表關系如圖2 所示。

圖2 系統數據庫表關系圖

8 系統測試和總結

完善的系統軟件需經過多次測試和迭代，以確保管理系統的功能性、安全性和穩定性。系統原型開發完畢后，經過模塊測試和整體測試已經可以投入到教學模擬實驗。教學模擬實驗分為兩部分：一部分是實訓教學管理，另外一部分是實訓教學；教學管理主要完成的工作是實訓室信息添加、任務內容添加、班級登記、學生和教師數據導入、耗材登記、課程申報審批等教學前期準備工作。實驗的教學部分圍繞《計算機應用基礎》中的“模塊三：使用Excel 表匯總員工工資數據”的實訓教學任務開展，結合任務驅動教學法教學流程對實訓模塊進行教學設計。教學一般流程是學習主題說明、學習任務下發、任務前期分析、基礎和綜合知識指引、教學系統操作指引、接受任務、開展學習研究、咨詢輔導、作品成果案例展示、任務作品上交和作品打分評價等環節。軟件平臺深度參與到教學的每個環節中，為學生和教師提供教學輔助。

經過三輪的模式實驗，已對原型系統功能和性能進行了修正和更新，確認本文實現的系統可用于支持基于任務驅動教學法開展高職院校實訓教學工作。系統平臺的引入為實訓教學模式改革和高職人才培養模式創新提供新的途徑和方案。在信息技術教育應用不斷普及的背景下，只有不斷探索和創新的教學模式，才能為學生提供更好的學習資源和學習通道，從而更好地培養學生實務操作能力和綜合業務能力。