任务驱动式教学法在“4+0.5”任职教育中的应用

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  摘要:针对“4+0.5”学员的特点,结合一个完整的教学案例,从提出任务—分析任务—解决问题—效果评价等四个重要角度,阐述了“任务驱动式”教学法在任职教学中培养学生自主探究、创新思维及协作学习的的具体做法,并总结了实践中的教学体会。
  关键词:任务驱动;任职教育;认知构建;自主探究
  作者简介:姚秀芳(1960-),女,内蒙古商都人,装备学院电子科学与技术教研室,副教授;柴黎(1982-),女,山西太原人,装备学院电子科学与技术教研室,讲师。(北京101416)
  中图分类号:G642.0     文献标识码:A     文章编号:1007-0079(2012)08-0061-03
  
  一、“4+0.5”任职教育概述
  “4+0.5”任职教育是地方普通高等院校应届毕业生分配到部队工作之前在相关军队院校进行的为期半年的专业教育,是为顺利适应部队各任职岗位工作需要而进行的教育,它是一种由基本理论转向应用理论的转折性教育。“4+0.5”学员的特点是:刚出大学校门又进入军校校门,基础知识系统扎实,阅历相对简单,社会实践经验不足,对部队了解较少,所学的专业及以后从事的专业方向不尽相同,给院校专业知识的培训带来一定的难度。但他们思想活跃,对实现社会价值和个人价值期望值较高,对尽快掌握军事技能和任职能力需求迫切,对汲取新知识、提高一体化训练水平、提升自身综合素质有较高的希望值。在半年的培训过程中,学员既要掌握过硬的军事素质和管理能力,又要为第一任职打下坚实的基础,时间紧,学习课程的门类较多。
  针对这种情况,对“4+0.5”任职教育必须有准确的定位和合理的方法。在课程选择上,要以岗位关键任职能力所需的知识、经验为主要内容,按任职需求来选择和组合知识,注重课程的系统整合,强调课程的指向性、实用性、时效性,选取贴近部队实际,贴近装备实际的教学内容,并不断加强新理论、新技术、新装备等前沿知识内容的及时填充,做到教学内容动态更新、滚动发展,随时都与部队实际紧密相连。在教学方法上,必须摆脱传统教学模式的束缚,要以问题为中心、以任务为主线、以教员为主导、以学员为主体,根据课程特点灵活运用问题式、研讨式、案例式、任务驱动式等教学模式,特别是对应用性较强的课程,采用“任务驱动式”可以激发学员掌握技能的主动性,培养学员分析解决问题的能力。笔者在给“4+0.5”学员讲授“MATLAB在工程中的应用”课程时,就采用了任务驱动式教学方法,收到了很好的教学效果,对提高任职教育质量具有重要意义。
  二、任务驱动式教学法简介
  任务驱动式教学法是一种主动探究型教学模式,是建立在建构主义学习理论基础上的教学法,它将以往以传授知识为主的传统教学模式,转变为以解决问题、完成任务为主的多维互动式教学模式,其特点是以学生为中心,以任务为驱动,比较适合于计算机应用类课程的教学。
  所谓任务驱动,是指让学生在密切联系学习任务的情况下,通过完成一项或多项与学科相关的任务来学习知识和获得技能、形成能力。在教学过程中,教师将教学内容设计成一个或多个具体的任务,由任务驱动教学节奏,引导学生思考。每位学生根据自己对当前问题的理解,运用共有的知识和自己特有的经验提出方案、解决问题。一个任务由诸多教学内容融合在一起,学员完成任务的过程,既是学习理论知识的过程,也是综合应用知识的过程,同时也是利用学习资源自主探索和互动协作的学习实践过程。
  任务驱动式教学法的教学过程一般由四部分组成:任务设计、任务分析、任务完成和成果评价。教学流程如图1所示。
  对于实践性较强的MATLAB应用类课程来说,采用任务驱动式教学非常符合学员对实践课程的认知规律,通过提出任务,让学员明确该门技术到底能做什么,激发学员的求知欲。通过分析任务,让学员知道该门技术的要领,促使学员循序渐进学习。最后通过完成任务,让学员将该门技术内化为自身技能,满足学员的成就感。
  三、一个任务驱动式教学案例的实施过程
  1.提出任务,激发兴趣
  任务驱动式教学法的核心是任务设计,它既要体现任务的层次性,又要体现任务对知识点的包容性,任务要由简到繁、循序渐近,各任务间要相互联系,形成一个结构合理的任务链,同时要考虑任务的特定服务方向。考虑到“4+0.5”的学员在大学时学习的专业不尽相同,以及将来从事工作的分散性,在讲授“MATLAB在工程中的应用”课程时,共设计了四个任务方向,分别是:数值计算符号运算;图形图像处理,simlink仿真;GUI图形用户界面设计。每个任务方向又分解为单元型任务和综合型任务。单元型任务就是在每次课堂上能够完成的任务;综合型任务是指探究性的设计任务,需要学员通过课外拓展学习来完成,并鼓励学员自主提出有创新意义的任务。下面是Simlink仿真教学中的一个综合任务的教学过程。
  任务提出:某二阶系统由RLC串联组成,设电路初始状态为0,输入信号为u,对该系统用多种方式进行建模仿真,观察电容电压、电感电流及电容电压随电流变化的波形。
  提出这个任务是考虑到学员对二阶系统比较熟悉,而Simlink提供了很多虚拟仪器用于系统仿真,具有建模方法简单、参数调整方便、结果可视性好等优点,通过对该任务的分析,所要达到的目的是:学会用搭建仿真模型,观察仿真图形;通过更改模型参数,体会阻尼因子与谐振频率相对取值为4种不同情况下电路表现的现象(无阻尼、欠阻尼、过阻尼和临界阻尼状态);通过改变输入信号,分别观察阶跃响应和正弦信号激励电路的响应,并进一步观察系统的稳定性,比较暂态响应和正弦稳态过渡过程;调整输入正弦激励信号频率,研究该系统的频响特性。
  2.分析任务,提出问题
  分析任务是任务驱动教学法的关键。是以学员为主体,教员为主导的互动学习过程,引发学员将一个大的任务分成若干个子任务,再将分任务往下分,直到每个小的分任务可操作或执行为止。然后探究子任务中隐含的知识点,哪些是已有的,有哪些是未知的,分解任务的过程就是获取知识,理清思路,激发求知欲望,提高分析能力的过程。教员要使用各种信息技术手段,创设任务情景,通过讲解、示范等多种教学方法,尽量不让学员对任务产生太大的畏难甚至抵触情绪。
  针对上述任务的提出,首先演示一个仿真的实例,让学员知道sinlink的功能,然后讲解该示例的模块功能及搭建方法,最后让学员讨论本次任务的解决方案及用到的新模块,根据学员现有的知识及认识问题能来的不同,对本任务提出了很多解决方案,概括起来有以下4种:由分立元件搭建模型、由积分器直接构造求解微分方程的模型、由传递函数搭建模型、利用状态方程模块建模。提出用分立元件搭建模型的是物理、微电子学专业的学员,根据他们的专业特点,对上述任务,第一感觉就是想到了用元件组成电路,然后对电路进行具体分析;提出用积分器直接构造求解微分方程的模型的是数学与应用数学专业的学员,根据他们的专业特点,对问题的分解首先想到的是数学模型;提出用传递函数搭建模型、状态方程模块建模的是航天测控、飞行器设计与过程、机械过程及自动化、武器系统与发射工程等专业的学员,他们对任务的分析,是基于系统的概念,这很符合他们各自的认知规律。接下来就是分组讨论各自提出的方案中具体实施细节,从中提出要解决的关键问题,在讨论交流中,学员们集思广益,将个人的疑问变为大家的疑问,在不同观点的交锋中来拓展他们对知识点的认知能力,这样不但提高了学员的学习效率,而且培养了他们的集体意识及合作精神。
  3.解决问题,认知建构
  通过对任务的分析,明确了要解决的具体问题,接下来学员通过自主学习、协作学习及教师引导,并充分利用图书馆、实验室及网络资源完成任务,完成任务的过程就是知识建构过程,建构既是对新知识意义的建构,同时又包含对原有经验的改造和重组。在完成任务的过程中学员也遇到了各种各样的问题,有的是对完成任务没有信心,缺少思路,有的是对simulink软件的应用问题,但通过分析、讨论及查阅相关文献,最终所有的困难都克服了,每组学员都搭建了自己的模型,每种模型都得出了正确的仿真结果。学员通过完成这个教学任务清楚了很多概念,明白了系统分析的脉络,当看到自己搭建的模型显示出结果时,那种兴奋感激发了学习课程的热情,体会到收获成就的感觉,图2是学员完成该任务的四种模型图。
  4.效果评价,完善认知
  任务评价是任务驱动教学法的重要阶段。它既是总结与提高的重要阶段,又是培养学员良好的自信心与成就感的绝好时机,同时也是对学员在自学能力、观察能力、思维能力等方面的分析论据。当学员以个人成果的形式完成某项任务时,已经建立了自己的认知结构,但还不完善,这时教员需要通过对其学习成果进行展示、交流、讨论、分析、点评及归纳总结,以达到完善学员认知结构、实现教学目标的目的。使其在不断建构与完善自己的知识结构的同时,提高自我认识和评价,激发学习热情与学习兴趣,增强自信。让学员在一种良好的心理状态下不断学习、进步,也让学员懂得学无止境的道理,使学员的素质得到全面的提升。
  上述四种模型中各有特点,但侧重面不同,由分立元件搭建模型侧重元件变化对系统的影响,出发点是基于具体电路本身,优点是容易控制电路参数,缺点是建模时复杂,当系统复杂时难以构建;由积分器直接构造求解微分方程的模型的出发点是对系统分析的一种数学方法,该方法数学逻辑清晰,易观察中间各环节的物理量,搭建模型容易,但当更高阶系统出现时,建模较为复杂,按这样的思想难以实现(留作问题思考);由传递函数和状态方程建模是基于系统分析的通用方法,优点是建模简单,缺点是不易观察中间变量。四种方法综合起来,涵盖了系统时域分析、频域分析、拉普拉斯变换、系统函数、状态方程分析等方面的内容,通过讲评开启了学员的思维大门,对同一任务有了多条解决途径。本次任务只是一个小系统,对大系统又怎么处理?给出封存概念,关于封存的具体实现留作学员课后自己拓展学习。
  四、教学感受
  任务驱动式教学法的实施,提出明确具体的任务是前提,分析任务以形成一个个解决方案是关键,在自主学习、协作学习及教师引导中完成任务是重点,最后进行学习效果评价、形成反馈信息是总结提高阶段。任务驱动教学法有其独特的优势,让学生在探索中学习,使学生由被动接受知识转变为主动获取知识,进而培养了善于钻研和勇于创新的精神。
  “任务驱动”被提炼成教学方法并不难,难的是如何领会、使用,使学生从被动学习的环境中解脱出来,实现主动学习、愉快学习。任务驱动式学习要求学生带着任务去学习,通过完成任务掌握知识和技能,是边学边做的学习方法。要求学生善于动手、敢于动手,通过动手学会技能,提炼知识。实施任务驱动式教学法的过程中,任务的设定很重要,学员对简单的验证性任务兴趣不大,他们特别渴望知道学习的课程能解决什么问题?对今后的工作有什么用处?针对学员的这种心理,设计任务时要注意以下几方面:
  第一,任务要具有一定的综合性,能将分散的理论知识点进行有机整合,同时与其他课程或实际系统相联系,实现从知识点到知识面的过渡,实现本课程知识的升华,培养学生创新性和科研素质。
  第二,任务要有一定的研究性。任务不是单一地验证某个结果,而是要设计多组实验,得出多个实验现象,让学生对这些实验现象进行比较,发现其中的问题,用所学的知识点来解释或解决问题,或是让学生改变实验中的某些参数,看这些参数对结果的影响。
  第三,任务要有一定的自主设计性。任务驱动的目的是提高学生查阅文献、运用知识、自我设计的能力,开发学生的创新性思维。任务中可以只给出要达到的目的,不给出设计的原理和步骤,让学生根据自己已有的知识,查阅相关文献,设计出所需要的系统。
  
  参考文献:
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  (责任编辑:刘辉)
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