运用有效阶梯任务驱动，提升学生在线学习能力——以高职《工控组态与现场总线技术》课程为例

张晴晴，万志强，刘苏英，张昊

（安徽机电职业技术学院，安徽 芜湖）

一 引言

《工控组态与现场总线技术》是我院机电一体化专业的专业课，主要讲述几种典型现场总线网络拓扑结构。结合PLC 控制系统，以通信实例为主线，重点讲授工业控制网络的基本概念、基本构成及应用、设计与组件等。了解硬件和软件组态操作，人机界面HMI（Human Machine Interface）实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。本课程的实践性非常强，在教学改革中，我们采用任务驱动教学法，教师依据教学内容和要求，创设任务情境，提出具体任务（如水位控制系统，机械手控制系统设计等），学生在教师的引导和具体任务的驱动下，以任务中心，开展阶梯任务的划分，根据自己已有的知识基础，开展提出问题、解决问题的过程和方法[4-5]。

二 教学三要素及结构形式

教育者、学习者和教学内容视为课程体系的基本组成要件,在传统的教育理论研究中称之为教学系统的“三要素”，结构如图1 所示。

图1 传统教学三要素结构图

当前教育界主要有以教为中心、以学为中心和“教师主导一学生主体”的三大类教学结构。教学结构中的各教学要素扮演着不同的角色，发挥不同的作用。

（1）以教为中心的教学结构是指以老师的讲作为课堂的出发点,由老师对整个课堂教学过程加以教学设计、组织,把知识点直接传达给学习者,而学习者则只能被动地接触知识点。多媒体是辅助教师教学工具，学生知识的主要来源是教材。

（2）以学为中心的教学结构是指以学生的学为教学的出发点，不再以上教师的教为主。这里学生是信息加工的主体，对知识进行建构。教师只是教学的组织者、引导者，是学生建构意义的辅助者、促进者。学生的知识来源不单单是教材，学生借助教学媒体可以通过自主探究，小组合作多种方式多种渠道获取更多的学习资源。

（3）“教师主导——学生主体”的教学结构是指在教学实施中不仅要体现教师的主导作用，同时也要充分发挥学生的主体作用。教师依据学生的特点为设计特定的教学内容、制定选择教学手段和方法。学生在老师的引导下，对教学内容进行主动的意义建构;这里教学媒体既是教师的教学使用工具，也是促进学生自主学习的知识工具。

三 传统任务驱动在线上教学中的问题

任务驱动教学法主要是教师将所受教学内容分解成若干个子任务，学生将教师布置的任务将知识点和技能点进行内化，通过完成教学内容的学习来掌握知识和技能[6]。

阶梯教学模式是一种逐级递进的教学模式，根据人才培养目标和课程标准将教学内容根据难易程度，深浅度以及综合度分为逐层递进的小目标[1-2]。只有在完成前一个小目标任务之后才能开展第二目标任务。通过这样将知识化整为零，简化了学生的任务，教师及时巡导， 学生在逐次挑战阶梯任务在获得成就感的同时也促进了学生的发展，加强了学习效果[3]。

在教学改革中，任务驱动教学法以学生为中心开展的一种教学方法。教师根据教学内容布置的教学任务，学生围绕任务开展学习。在完成任务过程中，提高学生知识技能水平和动手能力[7-8]。以“任务为主线、教师为主导、学生为主体”的任务驱动教学法，改变了传统教学中，教师主要讲授，学生听教师讲解这种填鸭式的教学方式。开展“任务引领，学生主体，教师主导”的教学方式。这里，教师不在是教学的主体，学生才是教学的主体。一切教学以学生为中心开展，大大提高了学生的参与度和学习兴趣[9-10]。

在线上教学时，教师会提前把具体任务和相关学习资源上传到学习通平台，让学生可以有目的、有方向地预习。线上授课时，教师会把根据学生在线下进行任务作业时遇到的问题进行答疑。在答疑过程中，引导学生如何去分析问题解决问题，培养学生主动思考，善于总结的能力[11]。然而，在进行线上教学时，由于学生的认知水平、接受能力的差异，部分学生存在畏难心理。当接到一个具体任务时，个别同学自我感觉完不成就不想做了。加上缺乏教师的现场面对面的跟进，往往出现任务完不成或者完成的质量不高，达不到良好的教学效果。同时，由于是线上教学，不能跟学生进行面对面的互动交流，同时也缺乏对学生的监督管理[12]。学生在完成任务时的状态不能把控，对学生完成任务的流程不清楚。此时学生的自主学习能力就突显的尤为重要[13]。

因此, 老师应根据学生的具体学习情况，在教学过程中及时调整教学的方法和手段，做到以学定教。设计任务时，注重任务的层次和梯度，以便更能激发学生的自主学习能力。

四 阶梯任务驱动下的思路和方法

思路：阶梯任务驱动教学法，是指在教学中教师对某一具体任务进行阶梯分解，根据教学任务的具体内容设计逐层递进的阶梯式任务，通过对任务阶梯进行合理设置，将任务进一步具体化和深度化。用阶梯任务来驱动学生自主学习，学生通过一步步完成阶梯任务，改变盲目学习的状况，在阶段性成果驱动下，更能提高学生的学习兴趣,从而增强自主学习能力[14]。从而不断拓展和层层递进来带动某一具体任务的进展，进而推动整个课程教学。如图2所示。

图2 阶梯式任务驱动思路

方法：阶梯任务驱动下的自主学习是指用阶梯任务来驱动学生自主学习。教师把教学任务的具体内容分解成具有难度逐渐递增，由简到繁的阶梯式子任务，学生在阶段任务成果的驱动下，逐步自主完成阶段任务。是教师教学方法与学生学习方法的统一[15]。因此，通过将整个任务划分为若干个难易适当、逐层递进的阶梯式子任务，在任务开展过程中，学生能够一方面通过完成任务获得知识技能，另一方面，根据任务阶段成果的激励，增加学习的兴趣，学生愿意学喜欢学。同时，学生在这个过程中也学学习到了很多的学习技能和方法，提高自身的自主学习能力[15]。因此，本案例中通过整合网络教学资源，结合微课、录播、直播和QQ 在线答疑等多种教学方法和手段，进行阶段任务的设置、学生学习情绪的调动以及教师的适时指导。

教师根据教学内容的特点有针对性地设置阶梯任务。结合具体的任务去引导学生，通过了解应用、组态网络、掌握原理等方式，把阶梯任务分成基础题，能力题，和提高题三个阶梯任务。在每一项阶梯任务开展过程中，按照任务驱动法去执行，便于学生及时巩固学生的学习成果。

五 阶梯任务驱动法在课程中的具体措施

（一） 实施措施

1. 精准学情分析，合理设计阶段任务。首先教师根据学生课前预学情况，将教学任务合理划分为若干阶梯子任务。子任务之间并不是相互独立的，而是由易到难，由浅入深，层层递进的关系。

2.引导学生总结归纳知识点，提升学生求知欲望。引导学生对任务执行中遇到的问题及时进行分析整合。老师们在学生出现问题之后不要着急就给学生处理,而是先给学生分组讨论、分析任务,鼓励学生去思考,引导学生尝试解决方案。以此调动了学生的求知欲。

3.设定阶段成果激励，激励学生自主学习动力。每一个阶段任务设置阶段成果激励，学生完成每一个阶梯任务之后，都会有一定的奖励。学生在取得前一个阶段任务成果奖励的驱动下去完成下一个阶段任务。完成任务的同时又获得一种成就感， 自信心和学习动力显著提高。

（二） 具体实施过程

合理设置任务，激发学生学习热情。任务的设计是非常重要的。在设计任务时不要求任务数量多，或者内容重，但要求任务要适中，有特点有针对性。因此在设计PROFIBUS DP 的应用这一大任务时，通过设计“易- 中- 难”三个阶段式小任务帮助学生由浅入深地完成知识建构。

阶段任务1： 通过网络教学资源， 发布PROFIBUS DP 的应用相关视频，要求学生初步了解PROFIBUS DP 的应用领域。并及时通过课堂在线测试进行学生线上学习的监督。本次在线测试的难度设为“易”，学生只要是在线学习了相关内容，都可以从教师发布的内容中找到相关答案。本阶段的目的主要是让学生都能够参与进来。同时进行恰当评价，激发学生学习热情。

阶段任务2：以具体S7 系列PLC 的PROFIBUS DP 主从通信的应用为例，结合老师的录屏和相关教学资源，自主实现DP 主从通讯的组态过程,并将结果上传至学习通。在这一过程中,学生可以根据老师所提供的资料进行并独立完成任务，任务难度较阶段一有提升，教师通过QQ 在线适时给予指导，鼓励学生自主学习。

阶段任务3：教师现场直播进行DP 主从通信的组态过程。并对阶段二中的学生出现的问题现场讲解。进一步巩固知识点。同时，在直播教学完后，老师布置思考题，画出教师在组态过程中通信区的设置。这一任务的提出是基于学生一定是在认真听讲和理解的基础上完成的。因此通过三阶段的任务驱动，很好地将学生的学习内容由浅入深，层层递进。同时，每个阶段都能很好地从不同程度考核学生的参与度和评价学生的学习能力。

六 改革效果与特色创新

改革效果：1. 从学习通平台数据统计看，通过阶梯任务驱动，此教学内容学生的参与度较之前大大提升，达97%以上。

2.阶段任务驱动将大任务的教学目标分解到每一阶段，学生学习任务更明确，学生目标更具有针对性。从在第三阶段预留作业中看，多数同学对知识点的把握较之前有了更深的理解

特色创新：本案例中，最大的特色是针对授课对象的特点，构建了阶梯任务驱动教学模式，通过将任务从“易”到“中”，最后到“难”的设计，渐进式推动学生的参与度和自主学习。如图2 所示。同时，将线上教学资源、直播、QQ 在线答疑适时地加入个阶段中，主推学生的自主学习能力。

七 结语

本文以《工控组态与现场总线技术》课程为例，对教学方法做了相关探索与应用。通过运用有效阶梯任务驱动，把一个任务分成难度逐渐递增的阶段子任务。从低阶梯任务 一步一步往高阶梯任务递进,最后完成整个任务。学生在每完成一个阶段任务后会获得一定的成就感，学习积极性明显上升。

因此，通过完成阶梯任务的学习，学生不但掌握了相关知识和技能，而且学生在这个过程中学生学会了如何去学习，学生的学习兴趣和积极性明显上升 ，这是最重要的。学生能够通过各种渠道去探索、思考解决问题的方法，在培养学生实际动手能力的同时，学生的自主学习能力也达到了显著提高，具有非常重要的意义。