任务驱动式教学法在程序设计复杂知识点教学中的应用

郭克华，奎晓燕，雷 皓

（中南大学 信息科学与工程学院，湖南 长沙 410083）

0 引 言

程序设计课程是计算机相关专业学生提高动手能力，提升实践技能的重要内容。近年来，如何提高学生的学习效果，成为教学教改研究的热点问题；而在实际教学的过程中，如何让学生掌握复杂知识点，是授课教师面临的重要问题。对于复杂知识点教学方法的研究，已经在高校程序设计课程教学中起到了越来越重要的作用[1]。复杂知识点一般分布在程序设计课程的高级模块中，这些知识点往往实践性较强，教师备课较为复杂，需要课外花一定时间才能掌握，而由于课时量的限制，仅凭上课时间，无法很好地完成知识的讲解。类似的知识点有Java Web程序设计中的“Ajax”、JavaEE程序设计中的“轻量级框架开发”“EJB”等。

因此，提升复杂知识点的教学效果显得非常重要，但是传统的教学方法，对于复杂知识点的教学存在课时量不够、学生畏难情绪导致主动学习动机减弱、备课工作量较大、作业难以评估的问题。如果还采用传统课堂讲授、课后作业的教学模式，可能导致部分学生无法清楚地掌握知识的实质，了解原理却无法开发，造成了教学资源的浪费[2]。

任务驱动式教学法是翻转课堂的一种有效组织方式，该教学方法的思想基础是以“任务”为中心，通过让学生完成“任务”来让学生学会理论，而不是直接让学生来学习理论并进行讲解，对学生任务的完成设计完善的量化评估体系，激发学生兴趣，培养其自学能力和创新精神。

1 任务驱动式教学法

1.1 教学法的提出

在程序设计课程中，复杂知识点不仅对于学生是学习难点，而且对于教师也是讲授难点。一是课时量的问题，复杂知识点的讲解，需要较多的背景知识，利用有限的课时，将其讲透较难；二是学生主动性不够的问题，学生在对复杂知识点的理解上，如果难度较大，则会导致部分学生上课失去主动学习的兴趣；三是备课工作量的限制，有些复杂知识点，需要进行预先开发原型系统，教师工作量较大；四是作业难批改，复杂知识点布置的作业，一般都有一些规模，教师难以针对具体情况进行评分。

如果采用传统课堂讲授、课后作业的教学模式，会出现较大问题：首先从教师方来说，在课时量的限制下，无法深入讲解，只能从教案的美观、课堂的生动、视频课程、开发师生交互平台等方面下工夫；但从学生角度，如果上课无法接收有效的信息，就会完全变成被动学习，出现大量学生不听课、玩手机、睡觉的情况，顶多关注一下教师讲的一些故事。虽然理解了皮毛，课后还是无法进行开发。

理想的课堂应具有如下特征：学生的价值得到体现；学生的激情得到激发；学生不仅学知识，还锻炼集体感、口才、合作度等综合素质；学生能学会老师没教到或者不会的知识。因此，我们将传统的“课堂学习—课后复习”，转换为“课前预习—课上讲解—完成任务—最终答辩”的模式。在这种情况下，教师和学生的功能转换见图1。

图1 任务驱动教学法中教师和学生的功能

值得一提的是，任务驱动式教学不同于传统项目式教学[3]，项目教学一般以整个项目为背景，可能到了课程末尾才能完成项目，而任务驱动式教学，任务嵌入在课程之中；任务驱动式教学也不同于传统分组讨论和教学[4]，任务驱动式教学中，学生只参与项目开发和自己项目展示，不讲解理论知识，理论知识点仍由教师讲解；任务式教学也不是课程设计，而是贯穿于理论课教学中的小型任务。

1.2 驱动性任务的组织

表1是一个任务驱动式教学法的一般组织过程。

每个任务，学生课后学习投入的时间约8～10小时，一般分为3～4人1组。任务驱动教学的精髓为：解决实际问题、燃起学生兴趣、培养学生自学能力、给学生展示机会。由于任务比理论更加容易被学生了解，并且任务可以复制，支持不断迭代更新，一次设计，后期减少劳动量，可以降低教师备课的负担，也提高学生的参与度。

表1 任务驱动式教学法的组织过程

在对教师的要求上，若对内容足够熟悉，完成任务驱动式教学不难，关键在于任务的设计和学生的参与；特别是针对程序设计课程，完全采用案例教学也不难，因为程序设计课程本身就是要解决实际问题。

在课程的组织上，教师需要考虑如下问题：①任务的设计：需设计相对简单的任务，1～2周的周期之内能够完成；②基础理论的讲解：能够较清楚地讲解基础知识，推荐纯编程教学模式，知识讲解应紧贴任务；③课时量：任务驱动式教学方法理论上延长传统教学方法课时1.5倍左右，课时可能不够，因此，可将演示改为在实验课上进行，实验室需安排投影仪等设备；④成绩评定：可以给组打分，与组内评分相结合，保证公平性，在助教充足的情况下，可以考虑每个学生进行演示。

2 任务驱动式教学法的实践

笔者以JavaWeb程序设计课程为例来阐述这个问题。JavaWeb程序设计是高校程序设计专业的一门专业选修课，对于从事基于Java的Web应用开发并从事Web智能研究的学生，是一门基础性课程。该课程学习之前，学生已经学习了JavaSE的基本知识和基本的HTML、JavaScript语法以及常见的系统配置方法。以笔者2016年出版的《JavaWeb程序设计》[5]为例，该课程中较为复杂的知识点列于表2中。

表2 JavaWeb程序设计中的复杂知识点

2.1 驱动性任务的组织

针对以上5个复杂知识点，可以设计出整个课程周期中的5个重要任务，见表3。

每个任务在相应学习之后可以安排。表4以任务2为例，描述了该任务的安排。

2.2 分组、评分的组织

为较好地激发学生的学习兴趣，一般3～4人分为1组。必须与学生明确：任务完成情况与成绩挂钩、建立团队荣誉感、必须较好地完成自学内容、在较短时间完成项目展示、时间不够的，可采用视频等方式展示。

每组评分标准如下：①功能性，主要考察所有功能是否实现；②界面友好性，主要考察界面是否具有较好的用户体验；③展示的组织，主要考察PPT是否清晰，语言是否流畅得体。具体可根据任务的难易程度进行分值比例权重的调整。

如果遇到任务需要持续1周以上的情况，可以在任务布置后接下来的1周继续讲课，答辩向后延续。成绩的评定上，每组答辩10分钟，可由其他组组长进行打分最后平均。遇到大班的情况，可以每组答辩10分钟，分好几个群同时答辩，此时需要较多的助教参与。为避免大班情况下各群标准不一的问题，可建立适当的标准将群组分数归一化到同一个值。在组员的赋分上，可将组内的分数由组员自行分配，平均分保持不变即可。

3 实施效果与问题

3.1 实施效果

针对任务驱动式教学方法，我们也设计了实验，随机抽取2个班的本科学生，一个班（A班）采用“任务驱动式教学方法”，一个班（B班）采用普通方法，表5显示了问卷调查和期末考试的结果。

表3 针对5个复杂知识点的任务设计

表4 任务2的安排

表5 实施效果

从以上表格中可以看出，在采用任务驱动式教学后，学生评教，表示压力大，但满意度广泛提高；学生满意度中，案例教学满意点凸显度最高；不过，期末考试班级平均分并未提高，高分（近满分）学生反而减少；但是，不及格的学生数量减少了，极低分学生也减少；学生参加创新活动、竞赛的比例显著提高。虽然并未起到提高班级考试卷面平均分的作用，但提高了满意度，降低了差生率，提高了学生的创新创业能力。

3.2 可能存在的问题

任务驱动式教学法取得了较好的效果，但是也存在以下几个问题。

（1）不能设置太多的任务，也不能设置太难的任务；32学时的课程，3～5个案例即可；每个案例在1～2周必须能完成。

（2）必须重视学生价值观的引导，具有展示积极性的学生在大多数，不积极的学生也会受到正面影响。

（3）任务驱动式教学方法不适合大班上课，30人左右最好，60人左右就比较困难；如果对课程不熟悉或者不耐心组织，可能会导致无续情况的出现。

4 结 语

任务驱动式教学法以“任务”为中心，通过让学生完成“任务”来让学生学会理论，借助完善的量化评估体系，可激发学生兴趣，培养其自学能力和创新精神。实践证明，该教学方法能够加强学生对知识的理解，培养其综合素质，取得了较好的教学效果。