任务驱动+翻转课堂教学法在程序设计类课程中的应用

2017-03-22，，，

中华医学图书情报杂志 2017年2期

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随着大数据、云计算、移动服务等新技术的发展，信息技术与医药领域的结合越来越密切。在这种背景下，医学生除需要掌握计算机基本操作外，还需要掌握基本编程技能[1]，能够使用一种语言编写有应用价值的简单程序，方便医药行业使用。

开设程序设计类课程的主要目的是培养学生的逻辑思维能力、计算思维能力和解决实际问题的能力。很多医学院校为学生开设程序设计类课程，比如C++、VB、C#等。笔者在多年的教学实践中体会到，如果不考虑医药专业特点，只是简单地把计算机专业的程序设计语言从计算机专业搬到医药专业教学中，就不可能取得很好的教学效果。因此，在程序设计类课程的教学中，我们不断改进教学方法，努力提高教学质量，同时进行了一些有益的尝试，如将翻转课堂和任务驱动式教学法结合进行混合式教学，取得了较好的教学效果。

1 任务驱动式教学法实施中存在的问题

在《程序设计基础》课程中，采用任务驱动式教学法。每章精选一些有实际应用价值的、经典的、具有趣味性的任务实例，让学生在完成任务实例的过程中掌握新的知识点，达到既定的教学目标。这种教学法应用两年多以来，激发了学生的学习兴趣，取得了良好的教学效果。但是，课程学习还是“课堂学习”和“教师为主导”，学生处于被动学习的状态，在具体实施过程中还存在以下问题。

1.1 教学过程本末倒置，把困难留给了学生

《程序设计基础》课程是一门实践性很强的计算机语言类课程。在传统的教学模式中，教师课堂讲解的语法规则相对简单，容易理解，而学生需要课后完成的任务相对较难，并且还会遇到各种问题。因此就导致在学生最需要教师给予帮助、辅导的时候，教师不在身边，把困难留给了学生。

1.2 课后任务的完成缺乏监管，任务完成质量欠佳

因学生本身的专业知识、专业能力的限制，完成任务需要很多时间。课后在没有教师的帮助和监管下，完成的任务往往质量不佳。有些同学因感觉难度大而放弃任务，有些同学直接抄袭同学或网络上的答案，长期下去将导致学生慢慢失去对程序设计类课程的兴趣。

1.3 教学内容一刀切，不能因材施教

教师课堂讲授的内容难度和每次布置的任务难度相同，难以满足不同层次的学生的需求。基础较好的同学能够轻松地完成任务，甚至觉得老师布置的任务缺乏挑战性；基础较薄弱的同学则觉得教学进度太快，教师讲授的部分内容很难理解，需要详细、重点讲解。

1.4 课程的BB平台使用率不高

程序设计类课程都建立了Black Board(BB)平台，但是没有真正使用BB平台开展教学活动，BB平台没有得到充分的利用。

1.5 课程容量较大，占用一定课外时间

北京中医药大学(以下简称“我校”)新的计算机课程的改革明确提出要减少课时，但程序设计类课程的内容较多，要完成教学内容，课堂必须要延伸到课外，与学校要求相矛盾。

2 引入翻转课堂+任务驱动结合的教学法

翻转课堂(Flipped Classroom)是2007年由美国科罗拉多州落基山林地公园高中的两名化学老师Jon Bergmann和Aaron Sam提出的，他们将教学过程录制成视频，让学生回家观看，在课堂上完成作业，老师在课堂上解答学生学习中遇到的难题。这种教学方式很受学生欢迎，对教学产生了积极的影响[2]。翻转课堂的结构和模式建立了“以学生为中心”的教学方式，颠覆了传统的教学结构、教学方式和教学模式。

任务驱动式教学法是以构建主义的认知灵活性理论为基础的一种探究式教学方法[3]。它将教学内容设计成具体任务，教学中以完成任务为主线，将要学习的新知识巧妙地隐藏在任务中学生对任务进行认知、分析后，制定解决方案，在教师的引导、帮助下，利用必要的学习资料，完成任务，达到获得知识和技能的目的。任务驱动式教学法以学生为主体，教师为主导，改变了“教师讲，学生听”的被动教学模式，强调学生对知识的主动探索、主动发现和对知识的主动构建[4]。因此非常适用于实验性、实践性教强的程序设计类课程。

为了解决任务驱动教学法存在的问题，达到更好的教学效果，我们将“翻转课堂”的教学理念引入到程序设计类课程中，将任务驱动教学法与“翻转课堂”相结合，充分利用BB平台，将整个课程的进行过程部署在BB平台上，进行任务驱动式翻转课堂在程序设计类课程中的研究与实践。

3 任务驱动式翻转课堂教学实施

3.1 教学流程

任务驱动式翻转教学的核心思想是将知识的传授过程移到课前，由学生自学完成；通过完成任务实现知识内化的过程移到课堂上，以学生讨论、教师指导等方式完成[5]。教学流程如图1所示。

课前，教师在BB平台上准备本章的知识点介绍，重点、难点介绍和考核方式等导学文档；制作各个知识点相应的学习资料，以视频、PPT、Word文档的形式让学生通过自主学习，掌握知识点，并通过课前测验检验学习情况。学生在完成课前学习后，还可以进一步了解本章要完成的任务背景知识，为完成任务做好准备。

在课堂上，教师对学生的课前学习情况进行检查，查漏补缺，总结知识点；随后介绍要完成的任务，师生展开讨论，确定任务实现方案，并在教师的指导下完成。根据任务的难度和工作量，可以分组或个人完成。如果分组完成任务，各小组可以汇报完成情况，教师或其他同学进行点评、提问。课后，教师对整个教学过程进行反思，不断改进；学生完善作品并提交，准备下次课程的内容。

图1 任务驱动式翻转课堂教学流程

3.2 任务的设计

在任务驱动式翻转课程的教学过程中，任务的设计非常重要。如果任务设计过于简单，不能与实践相结合将会失去意义；任务过难过于繁琐，学生将会失去完成任务的信心。因此，所选的任务需要应用本章知识点去解决，并具有实际应用价值。实现任务的过程就是内化、提升本章知识点内化、提升的最好渠道。课程的任务选取上，每个知识单元选取3个层次的任务以满足学生的需求[6]。

第一层次：验证型任务。验证型任务通常比较简单，涉及一个或少数几个知识点。学生通过重复教师课前视频所讲的验证型任务可以达到快速掌握知识点，加深知识点的理解。每个学生都要完成验证型任务。部分简单的验证型任务，学生就可以在课前通过学习，自己独立完成。

第二层次：提高型任务。提高型任务比验证型任务难度有所增加，当学生掌握知识点后，只要积极思考，举一反三，融会贯通，大部分同学都可以完成。有些提高型任务是从实际应用中截取的部分小功能实现的，学生通过练习，可以为进一步完成综合型任务做好准备。

第三层次：综合型任务。综合型任务是综合本课程的所学知识解决实际应用。如程序设计课程学完后开发一个教务管理系统、学生宿舍管理系统、记事本程序、多媒体播放器等。如果工作量较多，难度较大，可以分小组完成。通过综合型任务，培养学生分析问题、解决问题的能力和创新能力。

3.3 任务的监督机制

为了更好地监督学生完成任务，对不同层次任务要求不同。验证型任务要求学生课前完成作业并提交；提高型任务要求学生课堂完成，若有困难，老师指导、讲解后完成，下课时提交；综合型任务需要学生课后完成，因工作量较大，完成时间可以略长。通过小组展示、师生交流、教师点评检查完成情况。

学生将所有任务作业都上传到BB平台上，教师可以查看到学生的提交次数、提交时间以及完成情况。对于分组作业，还可以借助于BB平台的分组功能，查看小组内每个同学提交作业的情况以及完成任务的全过程。教师可以在学生遇到困难时给予指导。

4 BB平台中课程的部署

BB平台是由美国BlackBoard公司开发的在线教学管理平台。该平台以课程为中心，教师可以在BB上开设课程，学生选择课程进行自主学习，师生在BB平台上可以进行教学活动。全球有100多个国家的很多高校都在使用BB平台，北京大学、中山大学、北京师范大学、中国人民大学、北京中医药大学等多所全国重点高校都在使用BB平台[7]。

BB平台功能强大，并不断推出新的功能，主要功能包括教师教学资料的上传和学生的下载。学生可以提交作业，教师在BB平台上批阅，学生会看到批改情况；教师可以部署测试，进行在线考试。在BB平台上可以建立课程论坛，师生可以展开讨论。

和大型MOOC学习平台相比，BB平台有以下优点。一是教师不需要资金投入，教师个人可以完成录制视频，准备资料，部署课程。大型MOOC如Coursera、edX、udacity、中国大学MOOC、学堂在线等，一门课程往往需要专业团队花数月时间和数万元资金进行录制打造，一个高校只能推出屈指可数的寥寥几门课程。二是学员都是本校学生，学生水平一致，学习效果较好。大型MOOC面对全球学员，层次参差不齐，真正拿到证书的学员比率非常低。因此，BB平台非常适合一线教师开展在线教学。本课程在BB平台上部署课程，并按照章节、周次划分课程，每章都有本单元内容、学习指南、学生课前自主学习、教师课堂教学资料模块。不同教学周给学生开放不同内容，学生根据本周学习内容清单进行学习。整个课程的效果如图2所示。