基于任务驱动的程序设计类课程教学改革

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  摘 要:新时代背景下,各种新型教学方法应用水平不断提升,对教学改革深化起到极其重要的促进作用。任务驱动法在程序设计类课程教学活动中,具有较为明显的应用优势,对学生学习成效的提升具有重要促进作用。本文在对任务教学法和程序设计类课程教学改革目标简要阐述基础上,明确在教学活动中的应用类型,并结合实际提出教学改革要点,以此为相关教学活动开展提供应有的支撑。
  关键词:任务驱动教学法;程序设计类课程;教学改革
  传统的程序设计类课程教学体系中,主要是以理论性教学内容为主,教师授课内容过多,每个学生的接受能力又存在较为明显的差异。由此不仅造成学生学习水平存在明显差异,还会造成教学资源针对性不足,存在一定的浪费现象。通过任务驱动教学法的应用,能够较好地改善这方面问题,推动教学活动水平不断提升。
  1 任务驱动教学法概述
  1.1 任务驱动教学法的概念
  任务驱动教学法通常是应用于技术性较强的学科类型中,通过为学生提供体验实践情境和感悟问题的情境,引导学生围绕任务开展学习,并以任务的完成结果作为学习成效评价依据,实现学习过程问题分析的教学方法[1]。在实际应用中,任务教学法能够实现学生对知识体系的主动建构、实践、思考和应用,能够以自身为主体搭建更为个性化的学习体系。
  1.2 任务驱动教学法的理论基础
  任务驱动教学法是在多种教育教学理论共同支撑基础上产生的教学方法,是新型教学改革的基本方向之一。建构主义理论是任务驱动教学法产生的重要理论基础,在其理论体系中,认为学习者是学习活动的主要建构者,个体之间在学习状况方面具有明显的差异,如果教师在教学活动组织中,忽视了学生个体之间的差异性,知识体系构建将会面临较大困难。建构主义理论要求教学活动组织能够满足动态性和情境性要求,更好地实现教师与学生各自的作用。人本主义理论在任务驱动教学法中,具有较为明显的支撑作用。其认为教学过程中,要能够对学生进行科学引导而实现自我发展,不断培养学生自主探究和良好习惯。
  1.3 任务驱动教学法的实施过程
  任务驱动教学在各类专业课程教学活动中,都有着较为广泛的应用,其具体实施主要包括如下几个流程:第一步是创设教学情境,也就是提出明确的任务点。情境创设有真实型、仿真型和资源型等不同方法,更加真实的情境创设,能够更好的激发学生学习兴趣。第二步是明确教学任务,在学生接受到学习任务后,根据教学内容将教学任务进行分解,并在尊重学生个体差异基础上进行分组,更好的引导学生进行知识点学习。第三步是要求学生根据子任务分解要求完成学习任务,具体方式包括自主探究学习和小组合作学习两种方式。对于程序设计类课程而言,要根据特定的任务内容进行选择合适学习方法。最后一步是对学生的学习结果进行评价,借助计算机平台设置评价表格,将每课节评价结果进行统计,依据统计结果对学生进行针对性指导。
  2 程序设计类课程教学改革的目标
  传统的程序设计类课程教学体系中,教学内容主要是理论知识传授为主,对学生实践能力培养重视程度不足,使得学生的实际应用能力培养存在较为明显的欠缺。因此课程体系改革目标应当以此为基础,重点培养如下方面能力:一是要培养学生针对实际问题的程序开发能力,将理论讲解与学生的动手编程能力培养相结合,通过合适的题目逐步进行培养。二是要通过构建科学、先进的考核机制,激励学生学习、提升学习效果。将期末考试、上机实践和平时作业三个方面导入考核体系中,提升学生解决问题的能力。三是要通过兴趣教学法的应用,选择既贴近生活又具有时代特征的编程题目,有效提升学生学习兴趣,促进学生学习能力提升。
  3 基于任务驱动的程序设计类课程教学法的组成类型
  3.1 实践教学法
  基于任务驱动的实践教学法是教学模式构建的基本方法之一,程序设计课程本身具有较强的实践性,将任务驱动与程序设计课程相结合,能够利用已经积累的原创型编程实验课题作为驱动目标。以此作为课题分析、设计和实现的基础,通过对知识点的覆盖和实用价值体现,唤起学生主动探究和求知欲,学生在选定项目目标后,通过目标确认、分组展开、概要设计、详细设计、程序编写、调试测试、现场报告和组间评价等内容,完成整体教学过程并实现成绩评定。
  3.2 理论讲授法
  在任务驱动模式下,理论讲授法与传统的理论教学存在本质上的差异,其形式虽然依然是以讲授为主,但是讲授内容组织是以编程问题为导向的,讲授目标是为了更好地解决编程实验课题中的内容[1]。并且这些内容之间具有明显的贯通性,不再局限于传统教材体系中的章节划分。以任务为导向的理论讲授法,能够更好地发挥学生的主体作用,使教师更加及时准确地把握学生的学习动态,改变传统教学模式中以理论和概念为先导的教学模式,从而达到更加优化的教学效果。
  3.3 结对编程创新教学法
  结对编程是当前软件行业的实际开发工作中公认的高效的程序员之间的协作模式。在教学活动组织的后期,创新性导入这一模式,能够使学生在校园和课堂学习中提前进行体验,能够让学生通过团队合作模式,共同完成较大或者有一定难度的实验课题。在结对编程创新教学法中,首先需要学生根据自身情况明确角色分配,对自己所涉及的任务有着详细了解。其次是在协作过程中,需要进行流程分析,引导学生做好讨论、资料查找、上机编写和修改等内容。再次是要通过调试测试等工作流程,更好地培养学生的协作开发能力,通过组间评价活动开展,更好地培养学生的自主思考、分析和表达能力,实现项目分析和设计优化。最后是完成Debug环节,确保每一环节完成质量达到要求。
  3.4 分层分流教学法
  在传统教学模式中,是以教材内容为教学组织的出发点,没有能够考虑学生的数理基础、思维提点和禀赋方面的差异,使得教学活动开展无法满足所有学生学习情况的现实需求。因此在基于任务驱动教学模式中,可以针对这些现实情况进行优化,将学习内容分为一般要求、提高要求和自选较高要求等。所有学生都要能够达到一般要求,多数学生要能够实现提高要求,部分学生达到自选较高要求,以此才能够实现分層分流教学,让学生能够达到参加各类资格考试,或者达到相关竞赛的要求。   4 基于任务驱动的程序设计类课程教学改革面临难题
  4.1 教学目标任务设置不合理
  任务教学法的应用,是以科学的教学目标为基础的,在尊重学生身心特征规律基础上,结合程序设计课程教学内容设置对应的教学目标。但是在实际教学活动开展中,教师对课程教学目标的理解存在偏差,学生层面对课程目标的理解也缺乏层次性。在对教学目标进行分解时,也存在子目标设计片面化,或者是用具体操作来代替任务的情形,甚至有部分教师利用课后习题代替任务设置。这些问题的存在,使得学生对任务设置缺乏兴趣,无法充分提升学生学习积极性。学生对任务的解决,也仅限于任务解决技巧方面,对学生建构学习所能够起到的支撑作用极为有限。
  4.2 对教材的依赖性较强
  在目前多数高职院校程序设计类课程教学活动开展中,通常对教材具有较强的依赖性,也就是片面追求传统教学理念导向,采用灌输式的教学方式进行教学组织。虽然部分教师也能够为学生补充一些程序设计内容,但是这些内容的实用性明显不足,对学生思维方式培养所能够起到的指导作用极为有限。同时,学生自主学习活动开展,也多是以教材内容为主,较为适合其自主学习的辅助性资料内容相对较为缺失。
  4.3 忽视教师的主导作用
  在部分教师采用任务驱动模式开展教学活动时,常会出现负面问题就是对学生主体地位和教师主导作用的平衡认识不足。在进行任务设计时,引导方式设置相对较为单一,没有考虑学生个体之间的差异,对学生在任务执行中出现问题考虑不够全面。同时,受到教师个体专业技能和综合素质等方面因素影响,在任务完成过程中,能够给予学生的知识指导也会出现不足。在相关调查中显示,有超过10%的学生在课堂上无法有效解决设定任务,需要教师进行专门性的指导。
  4.4 协作学习效果欠缺
  任务驱动教学模式的应用,通常是与翻转式课堂教学和小组讨论模式同步实施的,在任务解决过程中,需要小组内的成员共同努力,才能够达到良好的学习效果。但是由于学生之间对知识的理解存在差异,在讨论过程中,常会出现争执或观点不够协调的现象。而教师层面在对学生进行指导时,一方面无法照顾到所有的小组讨论,另一方面对于某些特殊问题准备不足,无法在现场进行指导。在协作学习效果达不到预定要求的情形下,将会对学生学习兴趣造成一定影响,对教学活动推进带来影响。
  4.5 教学评价体系不完善
  基于任务驱动教学模式开展教学,对于教学评价体系组织也提出新型要求,科学合理的评价结果,不仅会影响到学生的学习兴趣,同时还会对学习重点把握造成直接性影响。但是在目前教学活动组织过程中,大多还是采用传统的结果式评价模式,对学生学习过程的评价存在认识上的不足。同时,在进行课堂点评时,教师多是采用浅尝辄止的方式进行点评,主要是以分析学生共同遇到的问题或者不透彻的知识点为主,对于这些问题产生的共性原因分析不足,无法满足学生创新性学习的要求。
  5 基于任务驱动的程序设计类课程教学改革要点
  5.1 强化教师对任务驱动教学法的理解
  基于任务驱动的课程教学改革,是对传统教学模式在根本上的变革,在实际应用中,对教师自身教学理念产生较为明显的冲击,使得具体组织过程中,会出现不同方面的问题。为更好地解决这些方面问题,教师需要强化自身对教学模式的理解。通常情形下,任务驱动教学活动的主线包括四个流程:一是创设情景,也就是合理导入任务,尤其是要确保任务目标的明确性,确保任务具有可行性和可操作性,能够与实际应用有机结合,更好地激发学生学习兴趣。二是明确任务,将任务进行具体化分解,教师只负责提供学习资料,对知识点进行指导。三是有学生完成任务,具体方法可以采用自主探究和合作学习两种方式,尤其是小组合作学习模式,具有较好的应用效果。四是实现任务评价,将学生导入评价主体,实现教师评价与自主评价相结合,引导学生对学习中的共性问题进行讨论。
  5.2 坚持以学生为教学改革的主体
  在任务驱动教学法应用中,较为容易出现的问题就是任务设置难度过大,学生对于任务的了解不够透彻,而在学生无法依靠自主学习或小组合作模式完成学习任务。在这种情形下,反而对学生学习积极性造成打击,使学生失去任务驱动教学应用兴趣[2]。因此在教学改革中,教师必须要根据学生学习特点和实际情况,科学地进行分层分流,以确保所有学生能够达到基础学习要求基础上,不断朝向更高层次迈进,有效提升整体学习水平,更好地提升教学改革成效。通过任务驱动教学模式,还能够更好地将自主学习与小组学习有机结合,真正引导学生从自身情况出发进行学习,充分发挥学生在学习过程中的主体作用,实现教学成效的提升,满足新型程序设计人才培养的要求。
  5.3 强化任务实施和教学组织
  在任务驱动教学模式改革中,教师应当跳出传统教学模式中教材和教学资源组织的限定,利用程序设计本身在网络资源方面具有的优势,更好地强化任务实施和教学组织。以数据管理网站开发为例。教师可以利用国家有关部门设立的专门用于发布某一方面的数据信息,并且发布流程具有一定规律性的网站为基础[3]。首先向学生讲解相关方面的概念和数据管理组成部分,然后由学生对网站界面进行实际操作,对需要管理的数据产生感性认识[4]。在做好基础知识指导后,由教师对数据管理网站的任务进行分解,学生通过选择合适的编程语言,明确程序设计的思路,在设计过程中,可以从网络上查找对应的代码,也可以自行编写。最终通过多方面的协作,完成整体编程过程。任务完成通常以是以小组合作学习方式位置,并由教师进行对应评价,对不同小组完成情况的优势进行点评,更好地培养学生的综合编程能力。
  5.4 強化小组协作模式的应用   在教学活动组织过程中,要顺应课程改革要求,更好地以任务为导向,高水平完成教学任务,就必须要求教师层面做好小组协作的构建与协调。在目前小组分类组织中,通常是采用混合式分类的方法,也就是将不同学习水平的学生进行混杂分类。在讨论过程中,由学习成绩相对较好的学生带动成绩较差的学生进行深入讨论[5]。这种模式相对而言具有一定的合理性,但是在实际落实中,部分学习成绩较差的学生可能无法跟上讨论的节奏,因此在进行分组时,要求教师能够根据班级内的整体情况进行分类,既要确保学生能够深入分析讨论中的问题,又要能够照顾所有学生学习需要。
  5.5 深化评价体系改革
  任务驱动下课程教学改革对评价体系构建也提出更高要求,但是在目前教学改革中,受制于多方面因素影响,这方面的建设依然存在一定不足。结合任务驱动的特征,新型评价体系需要包括如下方面:一是要实现个人总结与小组评级相结合,更好地培养学生探索和协作精神[6]。二是要将组内互评导入评价体系,使学生能够更好地了解自身在学习过程中存在的问题,为后续教学设计提供参考。三是要能够增加一些灵活性的考核方式,确保学生能够将自主学习落实到位。
  6 结语
  任务驱动教学导向的应用,对程序设计类课程教学改革提供了明确的方向指引,能够更加全面地培养学生自主学习能力,适应行业发展的特征,构建更加完善的教学体系,为教学成效提升奠定更加坚实的基础。以此不仅能够确保教学改革的不断深化,还能够确保教学活动开展与行业发展趋势保持一致,培养更多实用型人才,为社会经济发展做出更大贡献。
  参考文献:
  [1]李楚贞,余育文.Java程序设计课程混合式教学研究[J].福建电脑,2021,37(01):127129.
  [2]丁发红.任务驱动法在“C语言程序设计”课程教学中的应用研究[J].科学咨询(教育科研),2020(12):56.
  [3]黄妙芬,邢旭峰,彭小红,吴卫祖,王晗.基于任务驱动的学生综合编程能力提升教学实践[J].长春师范大学学报,2020,39(10):159162.
  [4]陈晓舟.基于微课和任务驱动教学法的商务英语课程改革实践[J].英语广场,2021(07):113115.
  [5]王寅嵩.任务驱动理念下高职“计算机应用基础”教学研究[J].无线互联科技,2020,17(20):105106.
  [6]何典,方峥,张艳萍,郑金菊.基于计算思维的任务驱动教学模式探究[J].电脑知识与技术,2020,16(21):102103.
  项目:基于MOOC的线上线下协同教學模式的构建——《C语言程序设计》课程教学改革与研究,编号(20190107 9018);基于任务驱动的程序设计类课程教学改革,编号(JGYJ2018048);新工科背景下基于物联网云平台的《移动互联开发技术》课程改革与建设,编号(201902093003);新工科背景下基于OBE理念的IT类实践(实训)课程的教学研究与改革,编号(2020JDKT065)
  作者简介:李荣(1978— ),女,汉族,江苏淮安人,硕士,副教授,研究方向:模式识别课题。
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