基于任务驱动的混合式教学在化学制药工艺学中的应用*

于林涛，柳文敏，赵一阳，桑志培，高文超，周 易，李 飞

(南阳师范学院 化学与制药工程学院，河南 南阳 473061)

信息技术的发展，深刻地改变着人们的生活、学习和工作方式，依托中国大学MOOC、云课堂、超星学习通等教学平台开展的在线课程建设得到迅猛的发展，尤其是在新冠疫情比较紧张的2020年初，全国高校几乎所有的理论课程都在开展在线教学，这其中也包括南阳师范学院化学制药工艺学在内的大部分理论课程。通过一个学期的在线教学，让人深刻体验到在线教学的优点：在线教学不受时间、地点的影响，老师和学生都可以坐在家里面进行教与学，省去了路上来回跑的时间，很是方便，学生可以根据自己的实际情况选择学习内容、学习的时间，可以提前学习、反复学习;线上视频可以使教学内容形象、直观便于学生理解，视屏动画容易吸引学生，激发学生学习的主动性[1]。

在线教学虽然有这么多的好处，但是一学期的在线教学，让老师和学生最大的念想就是早日重返课堂。实践是检验真理的唯一标准，在线教学实践让我们享受它优点的同时也充分暴露出它的缺点：线上教学需要有优秀的教学资源和师生的自律性，线上教学互动不如下线授课直接，无法用肢体语言进行交流，学生之间也很难产生共鸣。这也正是线下课堂教学的优势所在。鉴于这些，我们觉得应充分利用线上教学和线下教学的优势互相弥补，采用线上线下结合的混合方式进行教学工作，以最大限度地调动学生的学习积极性，提高教学效果。

1 线上线下混合式教学优势

线上线下混合式教学模式是以行为主义和建构主义学习理论等为指导，借助现代教育技术、互联网技术和信息技术等多种技术手段对教学资源进行优化组织、整合、呈现和运用，将传统面对面的课堂教学与网络在线教学进行深度融合，以寻求两者优势互补，从而实现最佳教学效率和效果的一种教学模式[2]。简单来说，线上线下混合式教学就是一部分教学工作在线上完成，另外一部分在线下课堂上完成。

我们知道，进行教学模式的研究和尝试，都是为了提高教学效果。线上线下混合式教学模式除了提高教学效果外，还有个突出的优点就是可以节约课堂教学学时，特别适合学时少，而教学任务又比较重、涉及相关学科知识比较多的课程的教学。化学制药工艺学就是这样的一门课程。化学制药工艺学是化学类制药工程专业的核心必修课程之一，以研究化学合成药物的工艺路线、工艺原理和工业生产过程为核心的一门科学，课程知识覆盖面广，需要学生掌握的知识比较多[3-5]。

2 任务驱动的线上线下混合式教学

开展线上线下混合式教学的关键在于如何实现传统面对面的课堂教学与网络在线教学的深度融合，在化学制药工艺学的教学实践中我们借助于任务驱动教学方法来实现线上资源和线下课堂的融合。

“任务驱动”教学法要求在教学过程中, 以富有趣味性、能够激发学生学习动机与好奇心的情景为基础, 以与教学内容紧密结合的任务为载体, 使学习者在完成特定任务的过程中获得知识与技能的一种教学法[6]。

任务驱动的线上线下混合式教学模式(如图1所示)。就是基于以“学生学为中心，成果为导向，持续改进”的教学理念，依据培养方案中的毕业要求确定课程体系和课程教学目标，依据课程教学目标设定学生学习任务，然后再结合教学内容将学习任务分解并设置成若干个具体的子任务，再将这些子任务按照学科学习规律布置在不同的学习阶段供学生去完成，在任务的驱动下，学生利用线上和线下资源进行学习，完成任务，实现教学目标。

图1 任务驱动线上线下混合教学模式构思

3 任务驱动的线上线下混合式教学在化学制药工艺学教学中的实践

在化学制药工艺学的教学中，我们基于任务驱动的线上线下混合式教学理念进行教学设计，并在2019级制药工程专业的实际教学进行应用。通过实践，我们认为任务驱动的线上线下混合式课程需要做好几个方面的工作

3.1 驱动任务的设计

开展任务驱动的线上下线混合式教学教学任务的设计是非常关键的，是保证该教学模式能够运行的基础，直接影响着教学效果。驱动任务是在学习过程中给学生布置的，需要学生去完成的任务，是学生学习的驱动力。驱动任务就是依据教学任务设计的具体问题，依据教学内容每个学时可以设计多个任务。设计的驱动任务必须要紧扣教学目标，且有趣味性和层次性。

3.1.1 依据教学目标设计驱动任务

我们依据培养方案中课程支撑的毕业要求指标点确定课程的教学目标，然后确定教学内容和教材。本次选择沈阳药科大学赵临襄老师主编的中国医药科技出版社出版的化学制药工艺学第四版为教材，依据教学内容和学科学习规律确定教学学时分配。具体内容如表1所示。

表1 化学制药工艺学课程支撑的毕业要求、培养目标及学时分配

依据教学目标设定驱动任务。每个教学目标设定的任务都围绕一个目标，让学生感觉到目标非常明确，有利于突出学习的重点，学生通过学习完成了驱动任务也就实现了教学目标。

3.1.2 任务的设计要有趣味性

兴趣是学习的最好导师，学生对任务感兴趣，有利于提高学生学习的主动性，通常我们利用实际应用案例和名人趣事来提高学生的兴趣。其实，所学知识的价值，完成任务后所获得的奖励，以及任务的难易程度，都可以用来提高学生的兴趣，这也是很多网络游戏用来吸引人的策略。

在化学制药工艺学课程中，要求学生掌握药物合成工艺路线的评价方法和标准，在发布驱动任务时，我们先通过视频简短介绍缺乏维生素B6时的症状，维生素B6的经济价值，然后话锋一转提供两个工艺路线让学生选择，进而引出合成药物工艺路线评价标准是什么，并告诉同学们完成任务可以获得的课程积分数。

3.1.3 驱动任务要有层次

驱动任务的层次包含两个方面，一是难易度，二是能力培养的层次。驱动任务应该有合适的难易度，既要具有可完成性，又要有一定难度。可完成性不仅是学生通过课时学习能够完成任务，在设计任务时更要考虑如何让学生看到问题时去思考如何完成问题，也就是有学习方向的指引，这样有利于学生明确学习对象，可以避免学生花大量时间去筛选学习资料，避免学生产生厌烦学习的情绪。当然设计的任务也要具有一定的难度，不可过于简单，要让学生通过学习才能完成。

依据教学目标在能力培养上我们设置成三个层次，即知识层次、技能层级和综合能力层次。以要求学生掌握药物合成工艺路线的评价方法和标准为例，我们设置了三个层次的问题：第一层，要求学生能够复述合成药物工艺评价方法，设置简答题作为驱动任务，判断学生基础知识的记忆情况；第二层，要求学生能够将合成工艺的评价方法与标准应用到实际中，设置药物不同工艺路线让学生比较选出理想工艺路线，并说明原因，判断学生知识的应用能力；第三层，要求学生能够将药物合成工艺评价的方法和标准应用到药物合成路线的设计中，设置成设计题通过分组完成,判断学生知识的综合运用能力和小组协作能力。

3.2 教学资源的建设

开展线上线下混合式教学需要提前做好线上资源的建设。首先，需要选择一个网络教学平台，如超星学习通、雨课堂等进行资源的建设。在线资源主要包括视频、课件、练习与测试题、分组讨论等。任务驱动的线上线下混合式教学也需要考虑在线资源的建设，这是学生进行线上学习的基础。当然我们也可以利用中国大学MOOC、超星学习通等网络课程平台中的已有的资源进行在线教学。不过我们需要对这些资源进行筛选和加工，使之符合自己的教学思路。无论是网络资源的加工，还是重新录制视频、制作PPT都是进行课程线上资源的建设。

我们认为，上线资源的建设不应过多关注“多和全”，而是要关注驱动任务。随着在线教学的发展，网络教学资源越来越丰富，可以满足不同学生和老师的需求，但在给学生们学习带来方便的同时也增加了学生的学习负担，学生需要花费较多的时间在“多和全”的线上资源中筛选与学习，然而学生的学习时间是很宝贵的，他们的耐性也是有限的，学习资源的“多和全”就会让学生失去学习的积极性。

我们进行教学模式的研究和尝试都是为了提高教学效果，提高教学效果不能仅仅只考虑如何让学生学会，更应该考虑如何在有限的时间内学习知识、减轻学生学习负担、提高学习效率。驱动任务是围绕教学目标设计的，学生完成驱动任务就实现了教学目标。我们的课程资源应围绕驱动任务进行建设，依据驱动任务设计教学视频和PPT课件，在课件和视频中插入练习与讨论。练习和讨论既可以作为驱动任务，可以驱动学生学习，也可以检验学习的效果，避免刷视频的现象。

我们依据教学目标，设置合适的问题去驱动学生学习，围绕驱动任务进行在线资源的建设，也就是围绕教学目标进行资源建设。在2020年初，因为疫情原因，我们在2018级学生中开展线上教学，并已经依托超星学习通进行了线上课程资源的建设。采用任务驱动的线上线下混合式教学后，我们依托原有自建资源，结合网络平台的课程资源如中国大学MOOC平台上赵临襄老师的化学制药工艺，围绕驱动任务重新进行整合，选择易于理解、有趣味性的知识点，形成以5～10 min 的短小视频为主的线上资源体系，并在视频中嵌入问题。线上资源建设是一线长期工作，需要不断根据教学过程的反馈进行调整、补充完善。

3.3 教学组织设计

教学组织需要在开展教学前设计好，只有合适的教学组织才能取得预期的教学效果，教学组织设计包括学时分配和教学过程设计。

3.3.1 学时分配

学时的分配需要综合考虑课程的教学目标、教学内容,以及学校有关课堂教学管理的规定。在我们的培养方案中，化学制药工艺学学时是36学时。36个学时课堂教学能够完成教学任务，但是教学效果不理想，感觉学时有些少，有些地方没有足够时间深入学习。采用任务驱动的线上线下混合式教学后，我们把课堂教学学时由36减少为24学时，另外12个学时改为线上学习，同时又增加12个线上自由学习学时，线上学习时间合计24学时，课程总学时为48。线上自由学习是学生课下自己抽时间学习，不占用课堂时间。

在教学工作量和学生学分折算上，线上学时是2个折算成线下1个学时，学分不变。课程学习时间增加了12个学时，弥补原来学时的不足。从学时上看，是增加了学生的学习时间，加重了学生学习负担，但实际上学生负担不是加重而是减轻了，因为采用任务驱动的线上线下混合式教学，课前的预习和课后的复习是在线上学习时完成的，不需要再抽时间学习了。

12个线上集中学习时间我们安排在第2、5、8、11、14、17周。第一周为线下教学，重点给学生讲授课程的教学模式和教学过程，以便学生能够顺利适应新的教学模式。从第二周开始先进行2个学时的线上集中学习，再完成4个学时的线下学习(根据实习情况可以适当调整)。每次线下学习后都安排1个学时的线上自由学习，进行知识的补充、巩固和能力提升。线上6周集中学习是时间集中，限时学习，学生不用到教室，可以在宿舍、图书馆或网络教室进行在线学习，限时完成教师布置的学习任务。

3.3.2 教学过程

任务驱动的线上线下混合式教育过程有课前线上学习、课堂教学、课后提升。课前我们教师先通过超星学习平台发布四项驱动任务：一是教师提前设计的学习驱动任务，以不同题型发布给学生或者设置在视频中，限时让学生通过在线学习完成任务，并获得积分；二是要求学生找出自己线上学习中存在的疑问，并将疑问设置成问题的形式发布在超星学习通平台的讨论里面，求助其他同学，并给予积分奖励；三是要求学生根据自己线上学习成果设置3～5个问题，借助超星学习通讨论去考别人，并给予积分奖励；四是鼓励同学们积极完成其他同学发布的求助和设置的问题，前三名回答问题的同学给予积分奖励。学生通过在线学习，完成四项驱动任务，教师通过学习通平台的监控，了解学生们学习中遇到的问题，知识能力的达成情况，并以此准备课堂教学。

课堂教学依然是我们教学的重点，这是因为通过实践调查，我们发现学生还是比较喜欢线下课堂学习。线上教学与线下课堂教学的区别就好比在家独自一人看电影与在电影院看电影。课堂教学和线上教学一样要以驱动任务为中心，课堂教学内容以课程难点、不易制作短视频的为主，在进行线下的课堂教学中通过插入线上视频、在线互动等方式融入线上教学，并要依据线上学习结果不断调整，实现线上与线下的融合。课后借助于线上自由学习进行查漏补缺、复习巩固和能力提升。

3.4 学习效果的评价

学习效果的评价主要有教师评价和学生自己评价。教师对教学效果进行评价主要是为了了解学生对知识的掌握情况和运用知识解决问题、开展研究的能力，为今后教学指明方向。教师对教学效果的评价主要借助于教师自己掌握的数据信息，主要有学生的平时成绩和期末考试成绩，平时成绩注重教学过程的评价，线上线下教学模式下学生的平时成绩主要有线上学习成绩和线下学习成绩，包括签到、视频观看时间、章节学习次数、线上作业完成情况、课堂互动等，这个平时成绩模式只能用来给学生打分，并不能代表学生的真实学习过程，不能作为教师的评价手段，因为我们不知道网络另外一端的学生是不是只是点击了章节，打开了视频，其实自己并没有学习。

在任务驱动的线上线下教学中，我们对教学效果的评价侧重于学习任务的完成情况，线上学习效果主要通过学生完成线上四项驱动任务获得的积分，线下学习效果通过课堂互动和章节测试来评价。

学生也要评价。学生评价包括两个方面，一是对教师教学和教学模式的评价，二是对自己学习效果的评价，每完成2个学时集中学习后，我们通过调查问卷的形式让学生对这2个学时的学习效果进行评价。学生的评价主要起到两个作用，一是促进教师教学改进；二是引导学生检查学习效果，然后根据学生个人情况完成12个学时的自由在线学习，查漏补缺提升能力。

4 结语

线上线下混合式教学已成为高校教学的主要教学模式之一，如何实现线上和线下教学的深度融合是研究的重点。在化学制药工艺学的教学实践中，利用任务驱动能实现线上和线下教学的融合和优势互补。我们依据毕业要求和培养目标确定教学目标和教学任务，围绕教学任务设计驱动任务，线上线下围绕驱动任务开展教学，线上以简单易于自学的知识为主，同时进行预习、复习巩固和能力提升，线下以难点知识为主，线下教学中插入视频、互动等线上内容。