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“三教”改革背景下任务驱动教学模式的创新与实践

2022-03-08彭光彬张凌垚邓永生

职业教育研究 2022年1期
关键词:三教改革融合教学任务驱动

彭光彬 张凌垚 邓永生

摘要:在傳统任务驱动教学模式中,对任务大小的讨论较少。在“三教”改革方针的指导下,在任务驱动式教学、项目式教学和线上线下融合式教学基础上,通过辨析小任务与大任务在完成时间、承载内容和对学生的心理影响的不同,提出了“小—大”任务驱动融合式教学方法。通过科学编排、精心设计小任务、大任务和综合性大任务,充分利用线上、线下开展各种教学活动,实现知识与技能的传递、迁移和内化。经过两年半的职业教育领域多门信息类课程的教学实践,该教学方法渐趋成熟,与传统理实一体化教学班级相比,学生满意度和成绩有较大提升,取得了不错的教学效果。

关键词:三教改革;任务驱动;融合教学;小任务;大任务

中图分类号:G712    文献标识码:A    文章编号:1672-5727(2022)01-0085-05

职业教育与任务联系紧密,实施任务驱动教学模式是职业教育的理想选择。基于建构主义的学习论,任务驱动教学法最早应用于语言教学。目前,该教学法广泛应用于各学科领域的教学,并得到教学研究者的普遍认同;张文昭等尝试将“项目式”引入任务驱动教学模式中以改进其教学效果[1-3];张瑶等结合维果斯基的“最近发展区”理论,将学习支架式教学策略应用到任务驱动教学中[4-5];随着线上教学的发展,多个研究者提出了线上线下混合的任务驱动教学模式[6-8]。但以上研究较少涉及任务大小对学习效果的影响,郭绍青曾将任务分为系统任务和独立任务,即大任务和小任务[9],但仅限于任务的分类。

“三教”改革是教育活动中的永恒话题,对教师、教材和教法的改革,不应人为割裂,应立足教材创新,聚焦教法革命和着眼教师能力提升,从而提高教学质量。通过对相关文献的研究,结合近几年的教学实践,提出了“小—大”任务驱动融合式教学方法;根据“小—大”任务驱动教学理念编写了相关教材或讲义,在精心设计教学进程的基础上,将该教学方法应用于“网络攻防技术”等课程中,取得了不错的教学效果。

一、小任务与大任务辨析

任务驱动教学法由一系列经过精心设计与编排的任务组成,学生在完成特定任务后,达成学习目标。任务是该教学方法的最核心要素,是达成教学目标的关键所在。因此,学生完成的任务必须经过精心考量、恰当选择及缜密设计。根据任务大小,可将其分为小的任务和大的任务。

(一)任务完成时间的考量

完成小任务的时间不能太短,否则学生会感觉总在做任务,最终对教师布置的任务疲于应付,导致较少思考任务完成过程中所观察到的现象及所遇到的问题,容易使学生患上“任务疲劳症”。由此,在面对任务时,部分学生要么马虎了事完成任务、要么干脆“躺平”。但是,小任务的完成时间也不能太长,否则就成为了大任务。一般来说,一个小任务的完成时间应在10~45分钟。以一节45分钟的课为例,完成1个小任务比较合适,因为在完成小任务的过程中,还包括各种课堂活动,如讲解、提问、讨论等。

同样,如果大任务的完成时间过长,学生就会感觉任务难以完成,导致部分学生放弃任务。大任务所涉及环节不能太多,步骤越多,出错概率就越大,部分学生可能会在多次操作后放弃任务;大任务所涉及的问题也不能太难,如果太难,则学生难以在短时间内寻找到解决方法,也会使部分学生放弃任务。大任务环节多、任务难会导致完成时间的变长;但相反情形, 大任务也会名不符实。通常来说,如果是对于一个章节或模块的大任务,任务的完成时间以2~4节课为宜,最好是2节课;如果是针对整个课程的综合性大任务,则任务的完成时间可以是4~8节课,甚至更多。

(二)任务承载内容的思考

小任务之所以小,是其承载内容较少。小任务所包含的内容可以是1个知识点或技能点,也可以是2个,但尽量不要超过4个。如果所包含的内容过多,则重点不突出,学生理解不够深刻、掌握不够透彻。小任务中也可以包含前面所学的某个知识点,以便对重点内容进行重复训练。

大任务之所以大,在于其任务复杂,所涉及内容较多。一个章节或模块结束后,可设计一个综合性的大任务,将本章节或模块的重点内容或以前所学内容融入其中,以便巩固学生所学,加深印象,提高综合实践能力以及解决真实问题的能力。整个课程结束后,可设计一个复杂的综合性大任务,将本课程的重点内容或其他课程的内容有机融入该大任务中。通过小任务、章节(或模块)大任务以及课程大任务的递进式、重复性训练,学生能力将得到较大提升,较好地达成学习目标。实际上,大任务也可以理解为项目任务,做完一个大任务,相当于学生完成一个实际的项目,更利于学生岗位能力的形成。

(三)任务带来心理的变化

小任务所涉及内容较少、完成时间短,将任务显性地标注为“小”,可使学习者加大对任务的接受度,从心理上暗示学习者,完成小任务将是一件轻松愉快的事情。小任务的成功完成,可提高学生的成就感,增强学习动机,削弱习得性无助感。与小任务相反,大任务所涉及内容多、步骤复杂、完成时间长,将任务明确为“大”,可使学习者高度重视、认真思考,为完成大任务积蓄能量。通过完成若干小任务,学生学习信心增强,渴望尝试大任务,在教师的启发和学习团队的助力下,完成大任务也是一种大概率的事情。

综上,小任务主要针对单独的或小量的知识点或技能点,大任务主要面向整个章节、整个模块或者整个课程;小任务是大任务的力量源泉,大任务是小任务的有效拓展;大任务是学生建构知识或技能体系不可或缺的环节,是学生职业岗位能力形成的重要支撑。

二、“小—大”任务驱动融合式教学

职业教育领域的任务驱动教学模式是以职业岗位能力需求为目标,在充分调研相关岗位需求的前提下,归纳总结典型工作任务,收集改造典型案例,设计课程整体思路和课程单元,将岗位能力目标有机融入精心设计的各个任务中。通过完成富有趣味的、能充分激发学生学习动机与好奇心的真实任务,催生学生的职业岗位能力并培养学生的职业素养,逐步实现“学生身份”向“职业岗位身份”的转换。

(一)“小—大”任务驱动融合式教学概述

“小—大”任务驱动融合式教学本质上是一种“混合”教学模式:小任务与大任务的混合;项目式教学与任务驱动式教学的混合;线上学习与线下教学的混合。见图1。“小—大”任务驱动融合式教学是任务编排模式的革新,有机融合了项目式教学与任务驱动教学。项目式教学贴近生产过程,非常适合职业教育。但职业院校学生学习习惯有待培养、学习专注度有待提高、学习方法有待改进,因此需要改进项目式教学,将真实项目改造成若干小任务与少数大任务,即通过任务驱动模式改进项目式教学。

线上学习模式是教育发展不可逆转的趋势,受限于职业院校课程实践性强的特点,纯线上学习模式很难完成既定的技能目标,因此,线上线下的混合模式更有利于高职学生的学习。利用职教云等线上学习平台,将学习过程分为课前、课中及课后三段。课前主要是线上活动,教师根据任务主题精心挑选或制作各种资源(如微课视频、超链接、课件等)并上传资源,然后布置课前学习任务;学生查看并认真学习这些资源,提出问题开展自主互动,学习后学生完成课前测试,教师根据课前测试数据改进课中教学进程。课中是线下活动,教师精心创设任务情境,激发学生的学习兴趣,提出或小或大任务;随后引出完成任务所需的知识点或技能点,根据课前学习数据进行精讲精练,必要时开展课中简短测评;接下来,发起讨论、头脑风暴或提问,引导学生形成任务方案;当学生完成任务后,教师结合任务主题或结果现象,引导学生深入思考问题并总结任务完成的过程。课后也是线上活动,教师主要开展教学效果检查、解惑答疑、反馈与反思,学生在线完成客观题的测评、课后拓展学习与操作实践以及提交或在线展示任务报告等。

“小—大”任务驱动融合式教学离不开教学平台的支持,尤其在学习效果评价方面。如职教云等线上平台提供了非常丰富的学习数据,如课件或视频的学习(包括学习进度、评价、问答、笔记和纠错)、课堂活动(包括考勤、参与、课堂表现分、测评分)、作业(包括题库作业、附件作业、登分作业)、考试等数据,教师可在课程开始时设定各项数据权重,定期或不定期公布学习成绩,表扬学习先进典型,对个别表现不如意的学生进行课下交流或教育。

(二)“小—大”任务编排方式

每个主题项目(或称单元、章、模块等)由若干小任务和少数大任务组成,最后安排一个几乎囊括了所有知识与技能目标的综合性大任务。根据教学实际情况,部分项目也可以没有大任务,甚至没有最后的综合性大任务。在设计各个任务的过程中,应结合职业标准和生产过程标准,统筹安排各个任务。为了尽可能激发学生的学习动机,应设计有趣的、有一定难度(个体完成成功率在50%~70%)的、小任务占比较高(如70%~80%)的各种任务。小任务使得学生更易于跨过“最近发展区”,教师更易于帮助学生设计学习支架,从而更利于提高学生完成任务的成功率,并帮助学生提高自我效能感;穿插占比较小的大任务有利于学生构建完整的知识与技能体系,提升学生分析问题、解决问题的能力。

(三)“小—大”任务驱动融合式教学的特点

1.任务驱动、项目式、线上线下教学的有机融合

“小—大”任务驱动融合式教学是一种源于任务驱动教学模式的教学方法,它将项目式教学融合在任务驱动教学中,且结合了线上教学与线下教学。该教学方法将项目式教学的“真实情景性”和“行为导向性”结合起来,可简单认为大任务、综合性大任务就是一个真实的项目案例。另外,通过线上教学的便利性,为教学提供了各种活动的历史记录,便于教师改进教学及多维度评价学生。

2.以小任务为核心、大任务为重点设计各个任务

“小—大”任务驱动融合式教学包含了大量的小任务,教学目标通过小任务逐步实现,因而教学过程中小任务是教学活动开展的核心。利用大任务、综合性大任务不断提升学生分析问题、解决问题的能力,从这个角度看,大任务也是教学过程中的重点,学生是否能真正获得岗位相关技能,大任务的教学非常关键。

3.以学生为主体、教师为主导开展“教、学、做”于一体的教学活动

在任务实施进程中,学生一直是任务完成的主体,一切活动皆以学生能否顺利完成任务为标准。教师精讲精炼是为了学生更好完成任务、理解相关原理、掌握相关技能;学生讨论、头脑风暴是为了找到任务的解决方案;学生课后作业、线上测评等环节是为了巩固所学。所有的过程皆以学生为中心,教师在教学中起着主导地位,什么时候开展什么活动、什么时候进行适当引导、什么时候放手由学生完成任务等,由教师权衡。在教学过程中,教师边“导”、边“教”、边“示范”,学生边“听”、边“学”、边“画瓢”、边“做”,在师生“教、学、做”过程中完成知识的传递与迁移。

四、具体实施——以“网络攻防技术”课程为例

(一)“小—大”任务驱动融合式教学的教材编写

“网络攻防技术”课程是信息安全技术应用专业的一门专业核心课,具有综合性、实践性强的特点,这使得教师与学生面临教与学“双难”的境地[10]。根据前期调研,结合学生实際情况,将该课程按知识单元分为9个项目:认识网络攻防技术、网络信息收集技术、TCP/IP协议栈攻防技术、Windows系统攻防技术、Linux系统攻防技术、恶意代码及其分析技术、缓冲区溢出攻防技术、Web攻防技术以及无线网络安全攻防技术[11]。以“缓冲区溢出攻防技术”为例,本着任务有情景、有意义、可操作、有阶段且真实合理的原则,采取逐层递进的方法,将该项目分为4个小任务和1个大任务,如表1所示。

每个任务包括任务描述、任务目标、知识准备、任务分析、任务实施、任务评价、任务思考、扩展阅读等内容。

(二)“小—大”任务驱动融合式教学设计示例

以“利用栈溢出漏洞打开命令提示符”为例,采用“3.5”段式教学设计。在前次课程中布置一个思考题,为本次上课埋下伏笔,姑且称其为0.5段。另三段分别为课前线上学习实现知识的传递、课中线下学习完成任务实现知识的内化、课后线上学习实现知识迁移。

1.前次课埋伏笔

教师布置思考题:将代码7-1修改成代码7-2,增加一个fun2函数,在只修改第12行的buf值的前提下,实现fun2函数的执行。其主要目的是为了加深对缓冲区溢出漏洞原理的认识,为下一次课做好铺垫。

2.课前线上学习

在职教云平台上教师布置课前学习任务:学习“ShellCode及代码植入技术”微课视频、课件、完成4个选择题及4个判断题的在线测评等。其主要目的是为完成本任务做好知识储备,并检验学习成效,教师据此可改进教学策略和优化教学进程。

3.课中线下学习

(1)创设问题情境,激发学生求知欲。提出问题,例如,当程序存在溢出漏洞时,能调用程序中的任何函数,那能否调用某些特殊的系统函数?比如能否弹出命令提示符?如何实现?

(2)升华、内化课前学习内容,为任务完成打下坚实基础。提出学习目标和任务,梳理重难点内容,精讲精练相关内容。可向学生提出问题,例如:如何理解ShellCode?Shell是什么?Code是什么?NSR代码植入模式中的N、S、R分别是什么?JMP ESP的机器码是什么?举例说明其作用。

(3)引导、讨论,形成任务方案,提升学生分析问题、解决问题的能力。以问题倒推方式开展各种问题讨论或头脑风暴:命令提示符程序的文件名是什么?使用C语言如何打开一个程序?ShellCode如何构造?(下一个任务内容)如何构造攻击字符串?采用哪种模式植入ShellCode?通过回答这些问题,逐步形成方案,并最终总结出完成该任务的步骤。

(4)教师指导学生完成任务。采取巡回个别指导、共性问题集中指导的方式指导学生完成任务。当学生任务完成时,对缓冲区溢出和ShellCode就有了更深入的认识,初步掌握了ShellCode代码植入模式。

(5)总结思考、拓展学习与实践。引导学生进行总结,教师适当进行拓展,并布置扩展学习任务,提出巩固问题:若攻击字符串增加32个“\x90”,则可弹出命令提示符的地址范围有哪些?学生通过思考或讨论,并上机进行验证,最终得到答案,从而进一步巩固RET等地址计算方法,以便熟练构造攻击代码。

实际上,课中的某些学习活动也可以在线上进行,如课中测评、提问、讨论、头脑风暴等,利用职教云等线上学习平台,可直观展示各种有意义的活动成果。

4.课后线上学习

学生完成线上测评、拓展学习及线下操作实践,提交或展示任务报告,开展线上自主互动。教师检查学习效果、进行教学反思并为学生答疑解惑。由此巩固理论知识和实操技能,实现知识迁移,为下阶段学习做好准备。

(三)“小—大”任务驱动融合式教学效果分析

“网络攻防技术”课程在2019年以前是通过理实一体化方式开展教学,2019年及以后是一个班级采用理实一体化教学,另一个班级通过基于“小—大”任务驱动融合式教学方法进行教学(截止到2021年4月底,实际已经过两轮半的实践)。2019年采取理实一体化教学模式的满意与非常满意的学生占比68.1%,同期采用“小—大”任务驱动融合式教学则为93.4%;同样,2020年前者为81.6%,后者为97.9%。从平均成绩来看,采用“小—大”任务驱动融合式教学成绩提升明显,2019年平均成绩提高5.4分、2020年提高6.2分。显然,采用“小—大”任务驱动融合式教学取得了不错的教学效果。

“小—大”任务驱动融合式教学模式,经过重庆机电职业技术大学在网络攻防技术、服务器配置与管理、大数据技术基础等课程中近两年半的教学实践,取得了较好的教学效果,学生满意度高且成绩提升明显。该教学方法有机融合了小任务与大任务、项目式教学与线上线下教学,能有效促进知识与技能的传递、迁移和内化,未来将继续探索、改进,形成更加合理、科学、高效的教学模式。

参考文献:

[1]张文昭,李艳芳,刘爱林,等.任务驱动法和项目教学法整合在单片机课程中的实践[J].湖南科技学院学报,2010(12):99-101.

[2]操凤萍,朱林.微任务驱动项目式翻转课堂教学模式探索[J].计算机时代,2017(4):72-74.

[3]曹新亮,邵婷婷.转型期地方高校“项目式任务驱动”教学模式的改革与实践——以电子信息工程专业本科生工程素质培养为例[J].教育现代化,2015(6):6-9.

[4]张瑶.支架式教学在高中语文任务驱动型作文教学中的应用研究[D].石家庄:河北师范大学,2019.

[5]赵康宁.任务驱动教学中学习支架的设计研究[D].天津:天津师范大学,2019.

[6]楊浩,付艳芳.基于微课的混合式教学实践与效果分析[J].中国职业技术教育,2017(17):45-49.

[7]郭焕萍,洪亮,刘源.运用混合教学开展任务驱动式教学项目的研究[J].黑龙江高教研究,2017(10):165-167.

[8]罗莎.基于任务驱动的高校混合式教学模式研究[D].南充:西华师范大学,2020.

[9]郭绍青.任务驱动教学法的内涵[J].中国电化教育,2006(7):57-59.

[10]彭光彬,张永志.互联网+时代民办高职网络攻防技术课程实践教学体系设计与实施[J].计算机教育,2019(3):137-141.

[11]彭光彬,张永志,李贺华,等.网络攻防技术实训教程[M].北京:中国水利水电出版社,2020.

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