融合PDCA理论的任务驱动实践教学模式研究与实施

蓝红莉， 王晓荣， 周晓辉

（广西科技大学网络与现代教育技术中心，广西柳州545006）

0 引 言

实践教学是大学培养人才非常重要的环节，《教育大辞典》将其定义为相对于理论教学的各种教学活动的总称，包括实验、实习、设计、工程测绘、社会调查等，旨在使学生获得感性知识，掌握技能、技巧，养成理论联系实际的作风和独立工作能力。在我国，为了达成实践教学的目标，各高校努力从制度上、体制上、条件上保证实践教学的开展和教学质量的提升［1］，但仍然存在许多不足，例如，管理体制没有完全理顺、实践教学目标不合理、实践教学体系设计不完善、工程教育师资队伍缺乏、监控体系薄弱、实践教学方法不得当等不足［2-4］。为了解决这些问题，特别是改变大学教学中重知轻行、知行分离的弊端，革新实践教学模式是最重要、最直接的突破口，需对实践教学模式再构建［5］。实践教学形式具有多样性［6］，实践教学模式也具有多样性，其中“任务驱动教学”已经成为实践教学的重要教学模式之一［7-8］。

任务驱动教学虽然有诸多的优势，但在教学特别是实践教学应用中，仍存在不足，如教学目标片面化、教学评价简单化、驱动任务扩大化、组内和组间的伪合作、任务驱动对学生产生的一定负面影响等。本文拟在任务驱动教学中融入PDCA（戴明环理论），强化监控过程，提升任务驱动教学的应用质量，构建一种新型实践教学模式。以计算思维和计算文化课程实践为例，给出具体的教学设计和实践。

1 基于PDCA的任务驱动实践教学模式

1.1 实践教学目标与任务驱动教学的动因

实践教学的目标体系由传承实践知识、提升实践理性、优化实践策略、生成实践智慧构成［9］。通过实践教学来传承实践知识、获得实践知识是基础性的目的；提升实践理性则重在培养学生的实践精神，树立正确的实践观；优化实践策略则解决怎么做得更好的问题，在实践教学中，学生学会形成和优化实践策略，更好地体现学生的主体性；生成实践智慧则是实践教学的最高追求，面对复杂新的事情，怎么创造性地去解决问题。从具体实现的角度来看，有效的实践教学目标［10］体现出培养学生获得多种能力、满足社会需求、能供学生职业规划参考并提高其需要层次。

任务驱动是一种建立在建构主义教学理论基础上的教学法［11］，本质上是通过“任务”来“诱发”“加强”和“维持”学习者的成就动机。在这个过程中，学习者不仅是知识由外到内的转移和传递，更是其主动建构知识经验的过程，通过新经验和原有知识经验的相互作用，充实和丰富自身的知识、能力，不断地获得成就感。一般可分为3种类型的驱动［12］：认知驱动、自我提高驱动、附属驱动。认知驱动是一种求知欲望，是内部动机，是大学阶段最重要和最稳定的动机；自我提高驱动是一种自尊和地位需求，属外部动机；附属驱动是一种社会认可需要，属外在动机［13］。显然，任务驱动教学的动因与实践教学目标具有一致性，采用该教学方法能更好地达成实践教学目标。

1.2 新型实践教学模式设计

1.2.1 任务驱动教学法基本原理

任务驱动教学法的思想和策略是以任务为目标，以老师为主导，以学生为主体。以任务来驱动教学，即强调学习者的学习过程必须与任务相结合，通过完成任务来激发和维持学习者学习的兴趣和动机，在真实的教学情境中，学习者拥有学习的主动权，而教学者掌握整个教学活动流程，形成教学者、学习者、任务3者之间的交流互动，教学者与学习者之间以“任务”为主线连接。其基本环节包括：① 创设情境，使学习者的学习能在与现实情况基本一致或相类似的情境中发生，并引导其带着真实的任务进入学习情境。②确定问题（任务计划），在创设的情境下，选择与当前学习主题密切相关的真实性事件或问题（任务）作为学习的中心内容，让学习者面临一个需要立即去解决的现实问题。③自主学习、协作学习（任务实施），在教师的指导下，学习者自主或通过小组协作的形式制定任务（或问题）的解决方案，并完成任务，发展其“自主学习”能力。④效果评价，对学习者是否完成当前任务（问题）的过程和结果进行评价，即所学知识的意义建构的评价，同时也对学习者自主学习及协作学习能力进行评价。

1.2.2 PDCA循环理论

PDCA循环由Plan（计划）、Do（执行）、Check（检查）和Action（行动或处理）4个环节组成，其核心思想是将质量管理看成一个不断上升的螺旋式推进过程，即制定计划、实施、结果检查、处理总结4个阶段不断依次进行，每次循环解决一部分问题，取得一部分成果，将工作向前推进一步，然后再过渡到下一个循环，完成下一个目标和内容，不断更新迭代，循环往复，直至实现动态持续地改进质量管理总目标。教学中，PDCA循环理论主要用于教学质量管理和监控［14］。

1.2.3 融合PDCA的任务驱动实践教学模式设计

实践教学与课堂教学有所不同，它更强调创设实践情境，在合适的情景中才有利于学生实施任务、完成任务；其次，学生有更多自主时间和宽松的环境去完成实践任务，虽然有任务压身，倘若过程监控和检查不够严密，实践学习可能就会流于形式，达不到目标要求。传统的任务驱动教学是一种直线型教学模式，容易产生上述问题，通过将主要用于质量管理的PDCA循环理论融入任务驱动教学中，形成循环型教学模式，提升任务驱动教学的应用质量。将传统任务驱动教学法的4个环节与PDCA循环理论的4个环节对应并进行有机融合，结合大学实践教学的特点、特征，构建出融合PDCA的新型任务驱动实践教学模式（见图1），包括主循环和子循环两个部分，形成了主循环中嵌套子循环，其中主循环包括6个环节：创设实践情境，计划实践任务，实施实践任务，检查实践情况，评价实践效果，反馈情况、调整任务。在这个主循环中，实施实践任务是中心，以学生为主体；创设实践情境、计划实践任务都是为执行“实施实践任务”做准备、打基础；检查实践情况、评价实践效果则是对“实施实践任务”的成果检验、评价；反馈情况、调整任务是为了下一次更好地“实施实践任务”。依据实践教学的特殊性，在“创设实践情境”和“计划实践任务”两个环节中分别设置了一个PDCA循环，目的是为中心环节“实施实践任务”打牢、打好实施基础。

图1 融合PDCA的任务驱动实践教学模式框图

（1）创设实践情境。情境学习理论真正关注人类在各种实践情境中的学习，即强调了学习本质上是情境性的，为大学实践教学提供了新的理论借鉴［15］。建构主义认为，“情境”是学习环境中的四大要素之一，学习者在真实的情境中借助其提供的各种信息、条件，在解决学习问题的过程中自主完成知识的建构，达到理想的学习效果。实践教学则对情境有更高要求，根据具体实践内容就要创设社会情境、问题情境、实验实习实训情境等。为了使创设的“情境”达到最理想效果，设置了情境PDCA子循环。该子循环以教师团队为主导，首先根据具体的实践内容规划需要、适当的情境，比如实验所需的场地设备、实习所需的场景（如适合的工厂），然后落实、建立情境（如购置设备、联系实习工厂），检查、检验情境的可用性，最后反馈检查情况，对存在的问题和不足进行修订、完善。

（2）计划实践任务。要根据实践教学的具体内容来计划实践任务。实践教学内容通常包括［10］：课程（基础性）实践（课程实验、课程设计、课程实习等）、综合（专业性）实践（毕业实习、专业调查、岗位技能培训、毕业论文、毕业设计等）、创新活动（研究性）、素质拓展活动（社会实践）等，以达到训练学生的基本实践能力、专业实践能力、创新创业能力和社会适应能力的目的。计划实践任务环节主要就是制订具体的实践任务，形成一些文本性材料，以便学生在实施实践任务时能更好地了解任务；也包括实施实践任务的具体方式，如选择个体性教学、群体性教学、小组协作教学、多样化教学等方式。实践任务制订得好坏对达成实践目标也至关重要，因此该环节也设置了一个计划任务PDCA子循环，以达到策划出更好、更适应的实践任务。该PDCA子循环包括策划实践任务目录、制定实践任务的具体内容、检查实践任务内容、反馈意见和修订实践任务内容。该环节以教师团队为主体，也可让部分优秀学生参与。

（3）实施实践任务。该环节是整个实践教学的最重要环节。在任务确定后，学生可独立或者小组协作方式制定具体实施方案，根据实施方案动手实践，完成规定的任务。在该过程中，学生独自或通过与其他学生及教师讨论、交流不断地完善实施方案，自我解决存在的问题。该环节中教师团队只作为指导者，了解学生实践进程，提示学生出现的问题，鼓励学生主动、大胆地完成任务，不提倡为学生提出具体的解决问题办法。

（4）检查实施情况。由于实践教学的特殊性，该环节既包括过程检查，也包括实践结果的检查。以教师团队为主，学生也可以参与，如小组成员之间的检查。

（5）评价实践效果。该环节主要是对学生实践成果的考核、评价，可采用多维度的方式进行。例如，基于教学目标预先制定的过程评价和结果评价相结合，多样性的实践成果；评价主体为教师团队，必要时学生也可以参与评价。

（6）反馈情况、调整任务。教师团队对实践教学进行总结、分析，积累好的经验、方法，并自我反省，发现存在不足、问题，反馈到教学管理单位，以便不断完善下一次的任务计划、实施过程和方法等。

2 教学实践案例

以计算思维和计算文化课程实践为例，介绍应用情况。

20多年前，大学里就开设了大学计算机基础课程，主要培养学生的计算机基本应用能力和技能。但随着信息技术的发展，计算机教育发生了变革，不再是简单的应用能力和技能教育，因此确定了用计算思维改造大学计算机基础课程的方针和原则［16］。计算思维与理论思维、实验思维一起构成人类的3大科学思维，其内容主要包含：计算思维意识、计算思维方法、计算思维能力3个方面。通过多门计算机类课程的学习为学生提供计算思维的训练。原来开设的大学计算机基础课程演变成计算思维和计算文化或计算思维与实践课程，成为大学的通识课，是培养学生计算思维的先驱课，主要讲授计算思维的基本理论，特别强调通过实践使学生理解和建立信息、计算、智能3大核心科学概念，掌握求解问题的基本思路和能力。

我校设置课程的总学时为48学时，其中理论教学为16学时，实践教学为32学时，显然该课程以学生自主实践为主。理论教学采用线上线下混合教学方式，即除教师线下讲授一些基本理论外，学生还需自主地进行线上学习（属广义实践教学［17］）。实践教学采用任务驱动教学模式。

2.1 创设线上线下实践情境

由于地方院校的生源质量不高，不少学生来自边远贫困山区，学生整体基础较差，因此，课程教学团队为了让学生拥有更多的自主学习情境，创设线上线下实践情境。

（1）规划实践情境。线上实践情境包括：MOOC视频，实践任务小视频；线下实践情境为机房及应用软件。MOOC视频为学生提供自主学习计算思维基本概念和理论的情境；实践任务小视频为学生演示一些具有一定难度的实践任务实施过程；机房及应用软件提供真实的物理环境给学生实践。

（2）建设实践情境。以上规划的3部分情境，线下的机房及应用软件可根据实际情况确定建设规模和软件种类、数量，相对容易建设。线上的实践情境需花费教师大量的精力、时间。MOOC视频制作，教师团队基于“实例化、生活化、故事化、图文并茂”的理念，通过大量的实例素材和教师的讲解录制了65个视频，以视频方式呈现许多图文并茂的情境。学生通过视频学习实践，使得较为抽象的计算思维意识、方法和相关的基本概念更易于理解、易于内化。例如，关于“算法”通过红、蓝两瓶墨水互换等例子，呈现出能解决问题的方法和步骤就是算法这个基本概念。实践任务小视频则是由教师团队录制一些难度较大的实践任务实施过程而形成，例如：可视化程序设计等，为学习有一定困难的学生提供演示视频，能够更好地实施任务。需要说明，在实际建设过程中，还需要对情境进行反复地试用、检查、发现问题、修改完善，形成一个情境PDCA子循环。

2.2 基于计算思维的实践任务规划

图灵奖获得者Edsger Dijkstra［18］说过：我们所使用的工具影响着我们的思维方式和思维习惯，从而也深刻地影响着我们的思维能力。为此该门课程通过一些具体的实践任务来初步培养学生的计算思维意识、方法和能力。具体的实践任务规划如下：

（1）培养计算思维意识的实践任务。计算机系统结构和组装，Windows操作系统基本操作，Office文字处理软件基本操作。通过这些实践任务展示计算机系统及其应用。

（2）培养计算思维方法的实践任务。Word操作实践（初体验—大学生求职信撰写，图文排版—大学生运动会海报的制作，表格的制作和邮件的合并—制作学生成绩单，综合应用—毕业论文排版），PowerPoint操作实践（插入文字、图片、形状、音视频等，主题和母版的应用，动画设计，幻灯片切换与放映设置，SmartArt创建与调整等），Excel操作实践（建立与编辑工作表，公式和函数的使用，数据的排序和筛选、分类汇总，特殊函数的应用及数据模拟分析，数据高级计算，数据透视表的辅助计算等），Access操作实践（Access数据库的基本操作，创建数据表，表的关联，数据查询，窗体，报表等），Internet操作实践（计算机网络配置，网页浏览器的使用，收发电子邮件，网上检索、网上购物）。在这些实践任务中，涉及办公软件具体使用方法，是一种基本的、低级的计算思维方法；涉及数据处理方法，是计算机中问题的表示方法；涉及数据库设计和应用，是一种计算过程的抽象和分解方法；涉及动画设计，是一种建模和仿真的问题及求解方法；涉及互联网操作和应用，体现出一种有别于传统思维的计算思维方法。

（3）培养计算思维能力的实践任务。可视化程序设计（简单可视化程序编写，选择结构与循环结构程序设计，图形显示等）。通过初步的程序设计，较综合地培养学生的计算思维能力。当然，以上所列的培养计算思维方法的实践任务也能达到培养能力的目的。

规划出以上实践任务后，教师团队还制定实践任务的具体内容，并反复检查任务内容、反馈意见和修订任务内容，形成正式的文本性材料。这是一个计划任务PDCA子循环。

2.3 学生自主和小组协作实施实践任务

根据实践任务的难易程度，采用以学生自主实践为主、小组协作实践为辅的方式实施实践任务。以上所列的大部分实践任务由学生自主完成，对于较难的任务（例如，可视化程序设计）则采用小组讨论、协作完成方式。

2.4 多维度的检查和效果评价

在实践任务实施过程中特别注重过程的监督和检查。线上的MOOC视频学习，要求学生在中国大学MOOC自主学习所有视频，通过平台检查学生的学习情况。由学生自主完成的线下大部分实践任务，在实施过程中由教师来检查；小组协作完成的任务由教师和学生共同来检查。

实践课程评价将任务实施过程评价和结果评价结合起来。如上所述，不同任务的过程评价可能由教师单独完成，也可能由教师和学生共同完成，从多个维度对任务实施情况进行打分，包括：任务难易程度，任务完成度，答辩情况等。至于任务实施结果的评价，计算机应用技能方面的考核有专门的万维考试系统，该门课程应用了该系统，学生在系统中完成相关的实践任务，并由系统进行测评。

2.5 反馈问题和总结

一方面，教师团队充分关注学生实践任务的实施过程，注意发现存在的问题和不足，另外，通过学生收集问题信息，教师进行教学总结和改进。例如，学生反映有极少同学代替完成任务，就要求教师加强诚信教育和过程监控；部分学生反映学习有困难、跟不上进度，教师需要考虑是否实施分层教学；随着Python编程的广泛应用，可考虑增设用Python实现综合性实践任务等。

3 结 语

融合PDCA的任务驱动实践教学模式，不仅在实践任务实施中构成一个螺旋式推进上升的主循环，还在创设实践情境、计划实践任务两个环节中各设置一个PDCA子循环，整体上更加有效地保障实践教学的质量，十分有利于提高学生的实践能力。该教学模式在我校“计算思维和计算文化”通识课中获得应用，取得了良好的教学效果；同时，新型的实践教学模式能够促进课程建设，并取得了良好的建设效果。