任務驅動與協作學習在數據庫教學中的實踐與探索

張 磊 李 晶 于莉莉 劉 義

(佳木斯大學 信息電子技術學院，黑龍江 佳木斯 154007)

近年來，以學生為中心的教育教學理念隨著教學改革的深入和素質教育的發展引起了廣泛關注[1-2]。這種通過學生自主學習，實現知識探索、能力培養、專業技能實踐等目的的主動教育觀點逐漸被廣大教育工作者所認同，并引發了對項目驅動式教學方法的研究與探索。在高校計算機專業課程教學領域，盡管任務驅動教學法在課程教學中的積極性和創造性不容否認，但是單純的任務教學顯然無法適應計算機領域協同發展的大背景[3]。因此，對于計算機教學尤其是數據庫教學，教師應在引入任務式教學的同時加強對團隊協作教學方面的探索，在任務激勵的前提下實現任務與團隊協作之間的共贏。基于這種思想，課題組在數據庫教學中對任務驅動與協作學習進行了研究探索，并結合課程教學過程中的具體章節內容展開了授課實踐。通過對相同專業的兩組學生學習效果對比，總結課程教學實施效果和存在問題，一方面為教學方法、教學手段的提升積累經驗，另一方面也為教學水平、教學效果的提高開展進一步的探索。

1 教學法優勢

“任務驅動”是一種建立在建構主義教學理論上的教學方法[4]。其特點是在教學過程中,以富有趣味性、能夠激發學生學習動機與好奇心的情景為基礎, 以與教學內容緊密結合的任務為載體, 使學習者在完成特定任務的過程中獲得知識與技能[5]。協作學習是一種多種觀點交流比較、綜合分析、深化理解、知識運用的學習效果檢驗過程[6]。在數據庫教學過程中，任務驅動能夠調動學生學習的積極性，提高學生的動手能力和創新能力[7]，但他不能夠鍛煉學生的協作能力，無法有效地提高團隊協作的工作效率，進而無法將職業規劃與課堂教學有機結合。當前，任務驅動與協作學習已引起教育工作者的關注，并對其進行了相應的探索[3,8-9]。

然而，已有的針對任務驅動與協作學習方面的探索大多針對教學過程中的某一章節或部分實踐性較強的課程教學，并未從整個課程的內容構建層面展開任務設計與協作設計，因而其實施效果與問題分析存在片面性，很難代表整個教學階段的真實情況。另外，在任務驅動的項目設計方面，現有的研究探索一般由教師下達教材或者學校規定項目任務，任務枯燥、缺乏靈活性，很難引起學生的共鳴。同時，協作學習小組的建立途徑或者通過教師指定，或者通過學習成績劃分，很難真正實現學生團隊協作能力的培養。

針對這些問題，課題組從數據庫教學出發，根據實際軟件開發任務分配的基本流程，按照隨機協作學習小組構成的基本原則，對數據庫教學中的數據庫設計、數據庫標準語言、數據庫完整性、數據庫規范化以及數據庫安全性和數據庫編程等數據庫課程教學內容采取協作自主的任務設計、協作自主的知識學習、協作自主的任務實踐、協作自主的任務評價等教學安排。從根本上對數據庫教學展開了任務驅動與協作學習的教學探索，并將其教學成果與傳統教學方式下的教學成果加以對比，從中分析其原因與存在問題，對數據庫課程的教育教學改革進行了有益的探索。

2 教學活動設計

在數據庫課程教學過程中，為了在學生中有效開展任務驅動與協作學習，課題組制定了以下教學活動設計流程。

(1)隨機建立協作學習小組。由教師組織學生利用隨機選擇的方式建立多個協作學習小組，并由組內成員自行選擇小組組長。組內成員需服從組長安排，并根據被安排的項目任務查找資料進行數據庫相關知識的學習，最后按照學習成果完成相應任務。

(2)制定項目內容并根據項目制定任務。小組根據自身的興趣、愛好選擇要建立實現一個什么樣的數據庫系統，這樣可以將項目任務貫穿整個數據庫教學過程當中，使組內學生能夠根據自身預定的項目任務有效地依照數據庫系統開發流程，安排項目各個階段的具體任務，并根據任務完成課程學習。

(3)教學內容討論總結。在完成任務的過程中，組內成員通過彼此之間的協作，討論數據庫學習過程中針對當前任務所使用的基本方法或基本原則，并結合任務完成情況檢測學習效果，適當情況下可由教師對當前小組進行任務解析，并給予相應的教學內容提示或教學內容講解。

(4)任務階段驗收。教師根據每個小組任務完成情況給予打分，并對任務完成過程中存在的問題進行解釋講解。對學生在自行學習過程中存在的錯誤理解以及誤操作加以糾正，并結合數據庫教學中的實際內容規范學生的基本操作。最后，給出下一階段項目任務可能使用到的教學內容，開展新一輪的項目任務實踐。

(5)課程驗收。課程驗收按照相關要求可分為兩個方面：一方面是傳統的教學效果評價，即通過考試等相關方式對學生的學習情況進行課程驗收；另一方面可按照學生項目完成情況，根據實際項目測試效果給予當前小組打分，并由小組組長根據組內成員任務完成情況分配得分。

基于以上流程，課題組對作者所在院系的一個自然班進行了相應的實踐探索。在該自然班中，共有學生26人，按照隨機方式建立5個協作學習小組，并根據組內成員討論分別制定了酒店管理、課程管理、戶籍管理、考勤管理以及進銷存管理等5個項目。其后，針對項目開發的具體流程，按照數據庫教學內容要求，分別在各個教學過程中由小組組長制定并分配項目任務。整個教學過程涉及數據庫設計、完整性約束、規范化、關系數據庫標準語言、數據庫安全、數據庫編程等多個數據庫教學內容，該項目基本覆蓋了數據庫教學的全部內容。教師利用任務階段驗收和課程驗收對協作學習效果進行了監控和評估，同時與其他未使用任務驅動教學的自然班的教學效果進行了對比。

3 實施效果和存在問題

為驗證任務驅動和協作學習教學方法的有效性，課題組隨機選取了同樣人數的另一個班級，采用傳統教學方法，并對其數據庫教學的基本內容掌握情況加以對比。從圖1中可以看出，從教學內容掌握人數上看，兩種教學方法取得的效果相差并不明顯，且在部分情況下任務驅動教學稍低于傳統教學。如關系數據庫標準語言教學等數據庫教學內容，在日常教學過程中，已經通過多媒體教學等手段對學生進行了實例教學，同時傳統方式的理論授課更能將具體的教學內容尤其是傳統考核的教學內容傳授給學生。但這種知識掌握很難在學生畢業后的實際工作中真正發揮作用。

圖1 教學內容掌握情況對比

圖2是采用兩種教學方法的教師所需的講授學時。通過該圖可以看出任務驅動和協作學習的方式明顯地降低了教師的授課時數。在教學效果或教學內容掌握程度相近的情況下，顯然較低的講授學時數更有利于將學生從枯燥乏味的理論授課中解放出來，給學生提供更多的自學時間，通過非理論授課的方式可以提升學生的實踐動手能力，特別是通過任務教學和協作學習可以提高學生的核心競爭力。

圖3是采取兩種教學方法后，學生能夠靈活運用課程中傳授的知識進行實際項目開發的實踐效果對比。從該圖中可以看出，任務驅動教學優于傳統教學。這是因為相比傳統教學，任務驅動教學更貼近學生畢業后所從事的項目實際開發，具有更好的實踐效果。在整個教學過程中能夠將理論教學與實踐教學有機地結合在一起，一方面通過協作學習充分調動了組內同學理論學習的積極性，另一方面又將項目任務分解于實踐教學中，并利用小組自身設定的項目選擇充分調動成員的學習熱情，進而提升了教學效果。

圖2 教學學時數對比

圖3 實踐效果對比

為了探索任務驅動教學方法在大規模教學環境下的教學效果，課題組在整個專業范圍內針對數據庫設計這一章節，按照任務驅動與協作學習的教學方法進行了實踐測試。圖4表明了隨著小組數量變化，學生的知識掌握情況的變化。從該圖中可以看到，使用任務驅動教學在小組數量增加的情況下，學生對知識的掌握程度反而降低，這是由于在授課范圍過大的情況下，參與項目任務的學生分組較多，教師不易對項目任務進行管理，且在不同的小組之間易出現多組選擇相同項目的情況，在選擇相同項目的同時，部分小組易受懶惰情緒的影響，存在組間抄襲模仿的情況，進而影響教學效果。

通過以上教學實踐效果對比，可以得出任務驅動的協作學習相比于傳統的教學方式具有較大優勢，更有利于學生實踐水平和綜合能力的培養。但是，這種方式也存在一定的問題，例如教學效果受實驗設施影響較大；授課班額不易過大；教師應具有實際的項目開發經驗等。這些實際問題都影響著任務驅動與協作學習的教學效果。綜上，可認為在一定范圍內使用任務驅動與協作學習的教學方法能夠取得優于傳統教學方法的教學效果。

圖4 隨小組數量變化的知識掌握情況對比

4 結論

任務驅動的教學方法是近年來教育工作者根據教學的實際情況而更加關注的一種教育方法，將這種教學方法結合協作學習更有利于調動學生學習的積極主動性，為學生更扎實地掌握教學內容建立了一個良好的實踐基礎。課題組利用任務驅動與協作學習的教學方式，在計算機專業教學中進行實踐探索，通過考核結果對比驗證了這種教學方式在教學過程中的優勢。同時，在總結這種教學方法所帶來的優秀教學效果的同時，發現了這種方式存在的不足，為任務驅動教學的進一步研究發展奠定了基礎。