概念圖支持下的分層任務驅動教學法在計算機基礎教學中的應用

摘要：“打牢基礎，提高能力”是計算機基礎課程教學“向實戰聚焦，向部隊靠攏”的出發點和落腳點。文章分析學員特點，在任務驅動教學法的基礎上，提出將任務分層，采用分層任務驅動教學法實現學員動手能力階梯式提高，同時引入概念圖工具作為教和學的輔助工具，構建思維過程，記錄思維的發生，促進學員自學，提高教和學的效率。

關鍵詞：計算機教學；任務驅動；概念圖；分層

引 言

當代戰爭是信息化戰爭，國內外形勢對學員的信息技術水平提出了更高的要求。計算機基礎課程的教學承擔著學員計算機應用能力和計算思維的培養。教員在教學中運用何種教學方法提高教學效果，使學員掌握扎實理論的同時能將知識應用于實踐，提高學員自學能力和解決問題的能力，促使學員養成持續學習的自覺性，是計算機課程教學改革的出發點和落腳點。

汁算機教研室擔負著全院學員的計算機課程教學，針對以上需求，以“打牢基礎，提高能力”為主線，充分挖掘不同專業、不同層次學員的特點和需求，通過基于概念圖的分層任務驅動教學法實現學員能力的階梯式提高，提高學員的動手能力，增強學員學習興趣，提高學員團隊合作能力，達到教學效果的最優化。將概念圖作為展現任務解決思路和歸納整理課程知識的工具，記錄任務完成的思維過程，可以使零散知識之間的關聯以可視化的形式呈現在學員面前，挖掘學員潛能，實現學員能力的全面提高。

1 探索適用于計算機基礎課程的現代化教學方法和工具

教員作為教的主體，應在研究教學力‘法上下工夫。學員是學習的主體，要充分發揮主體作用，自主完成知識的構建。使用學習工具可以起到事半功倍的效果，因此選取適當的學習輔助工具將有效改進學員的學習效果。教員應深入研究課程內容，分析學員解決問題的思維過程和學習特點，研究現有教學方法和學習輔助工具，從而找出適合計算機課程特點的有效的教學方法

1.1 概念圖工具在學習中的應用

常言道：“百聞不如一見”，“一圖勝過丁.言”，如果將知識以圖解的方式表示出來，將加速思維的發生，為知識的理解提供很好的輔助和補充。

概念圖作為知識可視化工具應用于課堂具有得天獨厚的條件。概念圖的實現方式靈活，可以使用專門工具或者紙筆繪制。在教師授課和學員自主學習過程中，概念圖是很好的知識闡述工具。通過概念圖，教員可以把概念闡述清楚，把原理分析透徹，加快問題解決過程中思維的發生。概念圖可以輔助學員進行知識整理，對于紛繁零散的知識，學員通過概念圖將知識脈絡繪制出來，體現知識之間的聯系，形成知識網絡結構，有助于深刻理解課程內容。在學員解決問題的過程中，利用概念圖將思維的發生記錄下來，形成思維過程，有助于問題的解決。

按照最新課程標準的要求，大學計算機基礎課程要講授七大部分內容，包括計算機基本信息表示、計算機系統、計算機網絡與應用、計算機應用技術、信息安全基礎、計算思維與計算機問題求解。課程內容寬泛，知識點多，授課學時較少，因此教員授課應“有點有面”。教員在授課過程中重點講授“點”，對于“面”的內容不做重點講授，需要學員在課后加工整理，這對學員的歸納能力和自學能力提出了更高的要求。

將概念圖工具應用到2013級學員大學計算機基礎課程的授課中，取得了很好的教學效果。概念圖為學員提供了一項管理紛繁知識的技術，輔助歸納整理學習思路。繪制概念圖的過程也是知識再加工的過程，可以將知識以可視化的形式表現出來，用概念圖描述課程的主要內容及內在聯系，縮短學員認識教材的過程，加深學員對知識點的理解和應用，提高學習效率。

1.2 任務驅動法應用于實踐性強的課程

任務驅動法非常適合實踐性強的課程，在設計任務時，教員應注意分析課程教學的總目標，在總目標的框架內將大任務細化為一個個容易掌握的小任務，通過這些具體任務的實施實現總的教學目標，運用計算機科學的基礎概念求解問題、設計系統，培養學員應用計算機解決實際問題的意識，養成積極主動地學習和應用信息技術的習慣。

2 基于概念圖的分層任務驅動教學法的內涵

2.1 將任務分層，促進學員實踐能力階梯式提高

“任務驅動”教學法是一種建立在建構主義教學理論基礎上的教學方法，符合探究式教學模式，適用于培養學員的自學能力和獨立分析問題、解決問題的能力。計算機類課程是操作性很強的課程，幾乎所有需要學員掌握的理論，都建立在一定的技術基礎上。如果學員熟練地掌握操作技術，就能夠在此基礎上對相應的理論有更深刻的理解。教員運用分層任務驅動教學法，把理論知識按難易程度分解成若干個層次，包含在各層具體任務中，讓學員在完成任務的基礎上學會應用相應的理論知識。

對于學員，計算機相關知識比較抽象，陌生名詞多、難點集中，如果教員突然給出一個任務，有可能使學員產生畏難情緒，失去完成任務的信心。教員應在深入研究任務驅動教學方法的基礎上，挖掘課程內知識的層次結構，將知識由表及里分成若干個層次，并將任務進行細分，每個層次的知識對應相應層次的任務。每個層次的任務上下銜接、環環相扣、步步深入，使整個教學形成一個有機的整體。使用分層任務驅動教學法進行教學，可以幫助學員建立一條由表及里、層層深入、精益求精的學習途徑。

分層任務驅動法的優點在于以一個個經過教員認真劃分的小任務為導向，使學員在知識的深入學習過程中完成學習目標，伴隨而來的是學員的成就感、濃厚的學習興趣和高漲的學習熱情，將有效提高教學效果。

2.2 將概念圖作為分層任務驅動教學法的有力支撐

雖然分層任務驅動教學法為激發學員的主動性、提高學員的實踐能力開辟了道路，但任務的順利完成要以理論為支撐。分層任務驅動教學法實施中經常出現學員思維混亂、無從下手的情形。因此，教員如何在教學過程中幫助學員銜接知識、疏通思路，是分層任務教學方法順利實施的關鍵之一。

基于概念圖的分層任務驅動教學法是指將概念圖作為知識可視化工具和思維工具，運用于分層任務驅動教學法中，以提高學員知識建構能力和實踐能力為宗旨，達到教學效果最優化。在基于概念圖的分層任務驅動教學法中，概念圖的作用主要體現在以下兩個方面。

（1）幫助學員完成知識建構，提高學員自學能力。程序設計類課程的內容與應用聯系緊密，實踐性較強，但實踐要以理論為支撐。要想學員學好理論，僅靠教員課堂講授遠遠不夠，還需要課后復習消化，將知識真正變成自己的知識。對于較簡單的知識，將由學員自主完成；對于有一定難度的內容，教員利用概念圖工具將要求學員掌握的知識以概念圖節點的形式繪制出來，為學員的學習整理提供支撐，讓學員添枝畫葉，形成知識框架。概念圖繪制完畢后，整個章節的知識網絡以可視化的形式顯示在學員面前，提高學員的成就感。

（2）用概念圖展現思維過程，加速思維的發生。教員給出任務后，引導學員將所有圍繞主題的想法都寫下來，再對想法進行加工，畫出初步的概念圖，重新思考，新的想法就可能產生，再經過不斷修改，直至學員能清晰地確定任務的解決方法。

分層任務驅動教學法需要學員團隊合作、共同完成。首先由每個學員畫出自己的想法，然后將各人的概念圖合并，決定取舍，根據需要再加入新想法，最后重組為一個共同的概念圖。在這個共同思考的過程中，碰撞出思想的火花，迸發出創造的思維，產生更多創意。

基于概念圖的分層任務驅動教學法中，每一層任務都是概念圖中的一個大節點，層與層之問的聯系體現在節點的聯系中，下一層的解決方法和用到的知識點都體現在概念圖中，是學員解決下一層任務的基礎。

3 基于概念圖的分層任務驅動教學法在計算機基礎課程中的應用

3.1 應用范圍

程序設計類課程的教學注重理論的講解，更注重培養學員的動手能力。教員可將基于概念圖的分層任務驅動教學法應用于計算機程序設計課程中，注重任務設計，將任務進行分層。理論講解由淺人深，任務設置由易到難，適應各層次理論的實踐需求。教員指導學員以概念圖為工具繪制探究思路，進行小組合作，實現了學員知以和技能階梯式的提高。

大學計算機基礎課程知識點多，需要學員課后理清知識點之間的關系，對學員自主學習能力提出了更高的要求。教員將概念圖作為學習輔助工具推薦給學員，講授繪制概念圖的方法和要領，幫助學員消化整理。

3.2 實施過程

2013年，我們基于2012級學員的汁算機程序設計課程的授課任務進行教學試驗，隨機選取實驗班和對照班，驗證基于概念圖的分層任務驅動教學法應用于程序設計類課程的可行性和有效性。

在實驗實施過程中，學員首先分析任務，將每個層次的任務作為概念圖的第一層節點，將節點細分為小問題，然后找出與小問題關聯的概念、規則、方法作為節點的枝葉，通過解決問題的全景圖找出突破口，從而展開思路找到解決的方法。學員通過小組討論循環往復地繪制、修改、反思、再設計概念圖，在完善概念圖的同時完成各層任務。每層任務都與知識點相關聯，學員學得扎實，實現相對容易，同時也比較容易暴露學員的知識弱點，提高學員解決問題的能力。

3.2.1 基于概念圖的分層任務驅動教學法的實施案例

在采用基于概念圖的任務驅動教學法進行授課時，應遵循“任務設計一任務分層一應用概念圖一完成分層任務一完成總任務”的過程。

例如在計算機程序設計課程中，循環嵌套的知識較難理解，學員掌握起來有一定的困難，設計任務要求學員用二重循環的方式在屏幕上輸出一個99表，將任務分為以下幾層。

（1）輸出一行由m個“*”組成的圖形。

（2）輸出由“*”組成的m*n矩陣，printf語句只能每次輸出一個“*’。

（3）輸出由“*'’組成左三角形圖形。

（4）將任務3中的“*”換成積。

（5）輸出1*l=1 2*2=4……9*9=81格式的三角形99表。

在講解循環時，根據知識的深度，拋出任務的不同階段，讓學員分層次完成。根據上述任務，學員依次完成了單重循環、二重循環嵌套、利用循環嵌套輸出各種矩陣圖形的知識建構，最終實現了99表的打印輸出。學員在完成任務的同時，找出自身知識弱點，各個擊破，最終實現目標，既深入理解了知識，又達到了應用的目的，極大地提高了教學效果。

3.2.2概念圖作為學員自主學習輔助工具的實施案例

大學計算機基礎課程是學院本科學員的公共限定選修課，課程內容豐富，知識點多，有的知識點較抽象，學員接受有困難。課題組在授課過程中將概念圖作為學習輔助工具推薦給學員，通過繪制概念圖體現知識之間的層次和聯系，幫助學員梳理知識。如在講解計算機組硬件系統時，由于硬件系統由許多的硬件設備組成，在學習時又是單獨的知識點，因此用概念圖表示知識的關聯有助于學員消化理解。

利用概念圖輔助學員進行知識的建構，縮短了學員認識教材的過程，有助于增強記憶與鞏固知識，加深對各知識點的理解及應用，提高了學習效率，受到學員普遍歡迎和認可。

3.3 實施效果

在實驗過程中，課堂氣氛活躍，學員學習主動性高，能夠在教員給定的任務基礎上進行擴展并深入學習。學員頻繁交流互動，探討知識應用過程存在的問題和解決方法，從本質上把握問題的關鍵所在。教員將概念圖在實驗班學員中推廣，利用概念圖輔助學員學習，使他們對該門課程的知識結構有一個直觀、系統的認識。將概念圖作為分層任務驅動的思維激發工具，記錄思維亮點，梳理解決思路，大大提高了學員探究的效率和信心。課程授課結束后，經考核發現，實驗班學員考核成績明顯高于對照班，學員知識掌握程度相對扎實，圓滿完成了給出的任務，任務解決方法較對照班靈活多樣。

4 結語

教學實踐證明，理論與實踐相結合，輔以多種形式的教學方法，是適宜部隊計算機教學、提高教學質量的合理途徑；“打牢基礎，提高能力”是計算機基礎課程教學“向實戰聚焦，向部隊靠攏”的出發點和落腳點。在計算機教學方面，教員只有做到準確定位，根據不同的教學對象靈活運用教學方法，才能有效地激發學員學習的主動性、積極性，提高課程教學效率；在因人施教的教學中，教員應注意引導學員學習計算機知識的學習方法，培養學員的自學能力，使課程以新的內容與新的形式展現在學員面前，實現學員能力的全面提高。