蒋学炼，臧学平，庄 茜，杨德健

（天津城建大学土木工程学院，天津300384）

任务驱动型教学模式是一种建立在建构主义学习理论基础上的教学法，将以传授知识为主的传统再现式教学理念，转变为以解决问题、完成任务为主的多维探究式学习理念.学生在教师的指导下，由强烈的问题动机驱动，自主探索学习资源，主动建构和提升自己的知识能力体系.早期任务驱动教学法主要应用于语言类教学，强调学生的主体性，以主题讨论的形式展开，如Prabhu[1]和Willis[2]文献中所提及的.近年来其在信息技术和经济管理类课程中也有不少尝试，如“数据结构”[3]，“综合会计实务”[4]和“工程项目管理”[5].

任务驱动型教学模式需要大课时保证，在目前工科专业课程普遍压缩学时的背景下，一般认为难以实施这一教学方法.但随着“互联网+教育”时代的到来，学生日趋适应多元化和碎片化的知识传授，通过引进微课程等信息化教学手段，可以有效解决课堂学时偏少的难题，推动任务驱动型教学模式在工科课程中的应用.本课程团队在“河流动力学”的教学改革与研究过程中，结合翻转课堂的策略和微课平台的建设，探讨了任务驱动型教学模式的应用途径和方法.本文对此进行了思考和总结.

1 工程学科的课程特点

下面以“河流动力学”为例阐述工程学科的课程特点.“河流动力学”是水利工程学科的一门专业基础课程[6]，其内容是以河流为对象，研究水流结构和泥沙特性、泥沙的运动输移特点以及河床演变规律（见图1）.在本校港口航道与海岸工程专业的培养方案中，该课程开设于第6 学期，1.5 学分，24 学时.

图1 “河流动力学”的知识点框架

在进入“河流动力学”的学习之前，学生应已完成“高等数学”、“概率统计”、“工程地质”、“水力学”、“水文学”等课程的学习.通过本课程的学习，使学生初步掌握水流泥沙运动的基本规律及其对河道演变的影响，为后续专业课程，如“港口工程”、“海岸工程”和“航道工程”等的学习打下理论基础，终极目标是使学生能够应用其解决泥沙引起的一系列工程实务问题，如冲淤、水质、环境等（见图2）.

图2 “河流动力学”与其他学科的关系

作为水利工程学科的专业核心课程之一，“河流动力学”的地位十分重要.考虑到课程内容中存在大量的逻辑推理和公式推导，目前教学多数还是采用传统讲授法.但由于本课程涉及的学科多、理论性强、内容抽象、数学表达式复杂，在较少的课时情况下，为完成教学任务，教师往往会在一次课（2 学时）连续讲解多个知识点，之后以提问或习题的方式让学生参与，巩固所学.这一授课过程节奏单调，各知识点之间缺少内化、固化和拓展的过程，放大了课程难度，学生一旦走神，出现知识点的脱节就很难再跟上，也就失去了继续学习的兴趣[7].

因此，在深入掌握课程特点和知识点框架的基础上，针对存在的问题，引入新的教学模式有效提升授课效果，激发学生的学习兴趣，变被动学习为主动学习，是本课程教学改革研究亟需解决的问题.

2 结合微课的任务驱动型教学模式重构

基于建构主义理论的任务驱动型教学法，通过设置与教学内容紧密结合的任务充分调动和发挥学生自主学习的能力，让学生在完成任务的过程中逐渐积累理论知识和应用技能.这一教学方法适于有充分实践时间的课程，对于短课时的工科课程，容易出现授课进度难控制、课堂管理难协调、教学效果难评价等问题[8].

作为一种新的教学策略，翻转课堂（flipping classroom）是短课时条件下实施任务驱动型教学模式的良好工具[9].通过课外知识传授和课内知识内化，可以拓展学习的时间和空间，从而有效克服传统课堂授课方式的局限性.并且，随着移动互联网的兴起，以微视频为载体的微课程为翻转课堂的开展提供了有力的技术支持[10].

在深刻理解“河流动力学”的课程特点和翻转课堂内涵的基础上，本文遵循“学→懂→会→用→新”的技能学习规律，重新建构嵌入微课程的“河流动力学”任务驱动型教学新模式（见图3）.

图3 结合微课的“河流动力学”任务驱动型教学模式

该教学模式以绪论串讲课程框架作为导入点，将主要教学过程分成课前、课内、课后3 个阶段，分别对应基础任务、训练任务和创新任务的开展，以此实现知识技能的传递、内化、固化和拓展，并在全部教学任务完成后及时总结反思，不断优化.这一教学模式强化了学习过程中教师主导作用与学生主体作用的统一性.教师在良好把握课程体系的基础上，抽丝剥茧地将琐碎庞杂的知识点细分成一个个内在关联的小模块，并把每一个模块的学习目标细化为一个个不同层次的小任务，通过指导学生一步一步地完成这些小任务来实现课程的学习目标.

2.1 绪论串讲导入课程框架

“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞”（德国，第斯多惠）.绪论课的目的就是充分调动和激发学生的学习兴趣，除了介绍学科概念、地位作用和学科联系外，应重点串讲课程内容的框架结构.图1 展示了“河流动力学”的知识框架，包括3 个知识领域、8 个知识单元和20 个知识点.这种简要框图明确指示了各知识点之间的逻辑联系，学生可以借助其理清学习思路，抓住知识体系主线，并在授课过程中反复回味，有效促进课程内容的融会贯通.串讲过程中也可适当导入各知识点相关的工程应用实例，预留一些悬疑和问题，勾起学生的求知欲，后续教学过程中再逐步解开这些包袱，前后呼应，相得益彰.

2.2 课前自学掌握基本概念

课程团队找出各知识点中的基本概念，将其内容模块化，在微课平台上设置任务点，根据需要分别以微视频、教学课件、实验录像、动画演示等形式进行讲解或演示，并在每个任务点后布置基础任务（即完成随机抽取的思考理解题）.指导学生在课前线上自主学习基本知识点，完成基础任务，并基于微课平台的学情统计功能掌握学习的情况，发现存在的共性问题.

由于微课平台能够精确监控学生的学习进度和完成任务情况，使得学生在考核的压力下更主动、更广泛地激活所学知识和经验，来理解、分析、解决基础任务.通过问题的解决来建构知识，正是探索性学习的主要特征.

2.3 课堂训练内化知识技能

根据《注意力曲线》[11]中所提到的，成年人对节奏不变的事情的注意力集中时长约20 min.“河流动力学”每周两次课，每次2 学时（90 min），需要合理规划为4 个不同节奏和形式的授课板块，以避免学生出现思维疲倦.在实践中，本课程团队将每次课分解为答疑解惑、课堂讲授、计算训练和教师点评4 个环节.

答疑解惑阶段平行开展小组讨论和教师答疑，目的是通过适当的学生、教师之间不同观点的交锋，补充、修正和加深对上次课的创新任务和课前基础任务中存在的困惑的理解.课堂讲授阶段讲解知识点中的重点和难点，尤其是逻辑推理和公式推导.由于学生在课前的自主学习和课内的答疑解惑阶段已掌握了与此相关的基本概念，教师无需花费大量时间讲解基础知识，学生也可及时跟上教师的进度，保持良好的注意力，大大提高讲授效率.此阶段基本完成了某次课的知识技能传授工作，接下来教师将题库中的综合应用题作为训练任务布置给学生，并在训练过程中随时答疑和交流，进一步强化学生的认知.最后，教师随堂批阅训练任务，重点解读其中的共性问题和易错点，及时查漏补缺，实现知识技能的内化.

2.4 课后创新应用固化和拓展知识技能

常见的微课程教学过程一般只包括课前自学和课堂内化两部分.考虑到工科课程强调应用的特点，通过借鉴美国工科院校培养学生工程实践能力的经验[12]，本教学模式增设了“课后创新应用固化和拓展知识技能”这一环节，即教师课后通过微课平台向学生发布创新任务，要求以小组协作的方式完成，并配套工程视频或实验录像，以及相关参考文献或链接.创新任务提取自与当前学习主题相关的工程案例，注重基础知识和专业理论向岗位技能的转化，侧重于思考能力和行动能力的培养.通过精巧构思和设计，创设接近真实的工程实务情境，学生不但需要运用本课程的知识，还需要调用其他知识和技能，如电子表格、工程软件等逐级递进地完成任务，增强其对应用理论知识和技能工具解决工程问题的理解.借助微课平台的任务提交和反馈交流功能，教师可在课后对不同小组进行个性化辅导，以此实现知识技能的固化和拓展.

2.5 课程结束后及时研讨总结

每一轮课程教学结束后，课程团队都应对整个教学过程进行批判性反思和优化改进，重点集中于两个方面：一是线上自主学习和课堂讲授之间的衔接是否平滑，是否有效提升了教学效率；二是是否有效激发了学生的学习兴趣，并有效提升其自主学习、协作学习以及实践创新的能力.

3 应用实例节选

课程团队在2015 级港口航道与海岸工程专业本科生中实行了本文的教学模式，以下选取水流结构知识单元（见图1）为例，具体描述“结合微课的任务驱动型教学模式”的实施过程（见图4）.

图4 水流结构知识单元的应用示例

水流结构知识单元按照任务驱动型教学模式组织实施，通过微课平台的有效衔接，教师的主导性、学习资源的易得性和学生的主体性构成了有机运转的整体.课前、课内和课后3 个阶段的学习资源都上传到微课平台，学生可以根据自己需求，反复观看微课资源学习和巩固知识技能.

任务的组织采用翻转课堂的模式，即课前学生线上自主学习基础概念，完成思考理解题，课内综合运用讨论、交流、答疑、授课、点评等手段协助完成训练任务，课后主要对课前和课内学习的知识进行巩固，完成工程案例项目，培养学生自主拓展知识、独立分析问题、协作解决问题的创新工作能力.

4 初步效果评价

为了衡量上述教育模式的效果，比较了本校港口航道与海岸工程专业2014 级（采用传统授课模式）和2015 级（采用本文模式）的“河流动力学”课程总评成绩（见图5）.这两个年级的入学成绩、生源构成以及授课教师、大纲、教材、题库、考试难度基本一致.可以发现，2015 级学生的优良率有显著提高（从2014 级的40.99%上升到2015 级的71.63%），中等成绩和不及格率均大幅下降.这表明新的教学模式更大地激发了学生的学习兴趣，强化了知识固化和技能拓展，是对传统讲授模式的有效补充和改进.

图5 “河流动力学”总评考核成绩比较

5 结 语

工程学科的课程内容多，受学时的限制，传统讲授方式往往过于强调知识体系的完整性和连续性，忽视了知识点的融会贯通、知识向能力的转化以及创造性思维的启发，导致学生普遍存在厌学倦怠问题，形成了“教师辛苦讲，学生用心玩”的不良教学效果.

本课程团队在课程改革中尝试了任务驱动型教学模式，结合微课提出了解决短课时条件下繁杂知识点传授和难度递进任务完成之间悖论的可能途径.初步的教学效果表明，本文提出的新教学模式改变了传统的教与学结构，不但扭转了学生被动的学习方式，而且丰富了枯燥的专业课程授课内容，使得专业教师实际上成为促进学生全面发展的导师，将单纯的教学转变为真正的教育.