運用有效階梯任務驅動，提升學生在線學習能力
——以高職《工控組態與現場總線技術》課程為例

張晴晴，萬志強，劉蘇英，張昊

（安徽機電職業技術學院，安徽 蕪湖）

一 引言

《工控組態與現場總線技術》是我院機電一體化專業的專業課，主要講述幾種典型現場總線網絡拓撲結構。結合PLC 控制系統，以通信實例為主線，重點講授工業控制網絡的基本概念、基本構成及應用、設計與組件等。了解硬件和軟件組態操作，人機界面HMI（Human Machine Interface）實現信息的內部形式與人類可以接受形式之間的轉換。本課程的實踐性非常強，在教學改革中，我們采用任務驅動教學法，教師依據教學內容和要求，創設任務情境，提出具體任務（如水位控制系統，機械手控制系統設計等），學生在教師的引導和具體任務的驅動下，以任務中心，開展階梯任務的劃分，根據自己已有的知識基礎，開展提出問題、解決問題的過程和方法[4-5]。

二 教學三要素及結構形式

教育者、學習者和教學內容視為課程體系的基本組成要件,在傳統的教育理論研究中稱之為教學系統的“三要素”，結構如圖1 所示。

圖1 傳統教學三要素結構圖

當前教育界主要有以教為中心、以學為中心和“教師主導一學生主體”的三大類教學結構。教學結構中的各教學要素扮演著不同的角色，發揮不同的作用。

（1）以教為中心的教學結構是指以老師的講作為課堂的出發點,由老師對整個課堂教學過程加以教學設計、組織,把知識點直接傳達給學習者,而學習者則只能被動地接觸知識點。多媒體是輔助教師教學工具，學生知識的主要來源是教材。

（2）以學為中心的教學結構是指以學生的學為教學的出發點，不再以上教師的教為主。這里學生是信息加工的主體，對知識進行建構。教師只是教學的組織者、引導者，是學生建構意義的輔助者、促進者。學生的知識來源不單單是教材，學生借助教學媒體可以通過自主探究，小組合作多種方式多種渠道獲取更多的學習資源。

（3）“教師主導——學生主體”的教學結構是指在教學實施中不僅要體現教師的主導作用，同時也要充分發揮學生的主體作用。教師依據學生的特點為設計特定的教學內容、制定選擇教學手段和方法。學生在老師的引導下，對教學內容進行主動的意義建構;這里教學媒體既是教師的教學使用工具，也是促進學生自主學習的知識工具。

三 傳統任務驅動在線上教學中的問題

任務驅動教學法主要是教師將所受教學內容分解成若干個子任務，學生將教師布置的任務將知識點和技能點進行內化，通過完成教學內容的學習來掌握知識和技能[6]。

階梯教學模式是一種逐級遞進的教學模式，根據人才培養目標和課程標準將教學內容根據難易程度，深淺度以及綜合度分為逐層遞進的小目標[1-2]。只有在完成前一個小目標任務之后才能開展第二目標任務。通過這樣將知識化整為零，簡化了學生的任務，教師及時巡導， 學生在逐次挑戰階梯任務在獲得成就感的同時也促進了學生的發展，加強了學習效果[3]。

在教學改革中，任務驅動教學法以學生為中心開展的一種教學方法。教師根據教學內容布置的教學任務，學生圍繞任務開展學習。在完成任務過程中，提高學生知識技能水平和動手能力[7-8]。以“任務為主線、教師為主導、學生為主體”的任務驅動教學法，改變了傳統教學中，教師主要講授，學生聽教師講解這種填鴨式的教學方式。開展“任務引領，學生主體，教師主導”的教學方式。這里，教師不在是教學的主體，學生才是教學的主體。一切教學以學生為中心開展，大大提高了學生的參與度和學習興趣[9-10]。

在線上教學時，教師會提前把具體任務和相關學習資源上傳到學習通平臺，讓學生可以有目的、有方向地預習。線上授課時，教師會把根據學生在線下進行任務作業時遇到的問題進行答疑。在答疑過程中，引導學生如何去分析問題解決問題，培養學生主動思考，善于總結的能力[11]。然而，在進行線上教學時，由于學生的認知水平、接受能力的差異，部分學生存在畏難心理。當接到一個具體任務時，個別同學自我感覺完不成就不想做了。加上缺乏教師的現場面對面的跟進，往往出現任務完不成或者完成的質量不高，達不到良好的教學效果。同時，由于是線上教學，不能跟學生進行面對面的互動交流，同時也缺乏對學生的監督管理[12]。學生在完成任務時的狀態不能把控，對學生完成任務的流程不清楚。此時學生的自主學習能力就突顯的尤為重要[13]。

因此, 老師應根據學生的具體學習情況，在教學過程中及時調整教學的方法和手段，做到以學定教。設計任務時，注重任務的層次和梯度，以便更能激發學生的自主學習能力。

四 階梯任務驅動下的思路和方法

思路：階梯任務驅動教學法，是指在教學中教師對某一具體任務進行階梯分解，根據教學任務的具體內容設計逐層遞進的階梯式任務，通過對任務階梯進行合理設置，將任務進一步具體化和深度化。用階梯任務來驅動學生自主學習，學生通過一步步完成階梯任務，改變盲目學習的狀況，在階段性成果驅動下，更能提高學生的學習興趣,從而增強自主學習能力[14]。從而不斷拓展和層層遞進來帶動某一具體任務的進展，進而推動整個課程教學。如圖2所示。

圖2 階梯式任務驅動思路

方法：階梯任務驅動下的自主學習是指用階梯任務來驅動學生自主學習。教師把教學任務的具體內容分解成具有難度逐漸遞增，由簡到繁的階梯式子任務，學生在階段任務成果的驅動下，逐步自主完成階段任務。是教師教學方法與學生學習方法的統一[15]。因此，通過將整個任務劃分為若干個難易適當、逐層遞進的階梯式子任務，在任務開展過程中，學生能夠一方面通過完成任務獲得知識技能，另一方面，根據任務階段成果的激勵，增加學習的興趣，學生愿意學喜歡學。同時，學生在這個過程中也學學習到了很多的學習技能和方法，提高自身的自主學習能力[15]。因此，本案例中通過整合網絡教學資源，結合微課、錄播、直播和QQ 在線答疑等多種教學方法和手段，進行階段任務的設置、學生學習情緒的調動以及教師的適時指導。

教師根據教學內容的特點有針對性地設置階梯任務。結合具體的任務去引導學生，通過了解應用、組態網絡、掌握原理等方式，把階梯任務分成基礎題，能力題，和提高題三個階梯任務。在每一項階梯任務開展過程中，按照任務驅動法去執行，便于學生及時鞏固學生的學習成果。

五 階梯任務驅動法在課程中的具體措施

（一） 實施措施

1. 精準學情分析，合理設計階段任務。首先教師根據學生課前預學情況，將教學任務合理劃分為若干階梯子任務。子任務之間并不是相互獨立的，而是由易到難，由淺入深，層層遞進的關系。

2.引導學生總結歸納知識點，提升學生求知欲望。引導學生對任務執行中遇到的問題及時進行分析整合。老師們在學生出現問題之后不要著急就給學生處理,而是先給學生分組討論、分析任務,鼓勵學生去思考,引導學生嘗試解決方案。以此調動了學生的求知欲。

3.設定階段成果激勵，激勵學生自主學習動力。每一個階段任務設置階段成果激勵，學生完成每一個階梯任務之后，都會有一定的獎勵。學生在取得前一個階段任務成果獎勵的驅動下去完成下一個階段任務。完成任務的同時又獲得一種成就感， 自信心和學習動力顯著提高。

（二） 具體實施過程

合理設置任務，激發學生學習熱情。任務的設計是非常重要的。在設計任務時不要求任務數量多，或者內容重，但要求任務要適中，有特點有針對性。因此在設計PROFIBUS DP 的應用這一大任務時，通過設計“易- 中- 難”三個階段式小任務幫助學生由淺入深地完成知識建構。

階段任務1： 通過網絡教學資源， 發布PROFIBUS DP 的應用相關視頻，要求學生初步了解PROFIBUS DP 的應用領域。并及時通過課堂在線測試進行學生線上學習的監督。本次在線測試的難度設為“易”，學生只要是在線學習了相關內容，都可以從教師發布的內容中找到相關答案。本階段的目的主要是讓學生都能夠參與進來。同時進行恰當評價，激發學生學習熱情。

階段任務2：以具體S7 系列PLC 的PROFIBUS DP 主從通信的應用為例，結合老師的錄屏和相關教學資源，自主實現DP 主從通訊的組態過程,并將結果上傳至學習通。在這一過程中,學生可以根據老師所提供的資料進行并獨立完成任務，任務難度較階段一有提升，教師通過QQ 在線適時給予指導，鼓勵學生自主學習。

階段任務3：教師現場直播進行DP 主從通信的組態過程。并對階段二中的學生出現的問題現場講解。進一步鞏固知識點。同時，在直播教學完后，老師布置思考題，畫出教師在組態過程中通信區的設置。這一任務的提出是基于學生一定是在認真聽講和理解的基礎上完成的。因此通過三階段的任務驅動，很好地將學生的學習內容由淺入深，層層遞進。同時，每個階段都能很好地從不同程度考核學生的參與度和評價學生的學習能力。

六 改革效果與特色創新

改革效果：1. 從學習通平臺數據統計看，通過階梯任務驅動，此教學內容學生的參與度較之前大大提升，達97%以上。

2.階段任務驅動將大任務的教學目標分解到每一階段，學生學習任務更明確，學生目標更具有針對性。從在第三階段預留作業中看，多數同學對知識點的把握較之前有了更深的理解

特色創新：本案例中，最大的特色是針對授課對象的特點，構建了階梯任務驅動教學模式，通過將任務從“易”到“中”，最后到“難”的設計，漸進式推動學生的參與度和自主學習。如圖2 所示。同時，將線上教學資源、直播、QQ 在線答疑適時地加入個階段中，主推學生的自主學習能力。

七 結語

本文以《工控組態與現場總線技術》課程為例，對教學方法做了相關探索與應用。通過運用有效階梯任務驅動，把一個任務分成難度逐漸遞增的階段子任務。從低階梯任務 一步一步往高階梯任務遞進,最后完成整個任務。學生在每完成一個階段任務后會獲得一定的成就感，學習積極性明顯上升。

因此，通過完成階梯任務的學習，學生不但掌握了相關知識和技能，而且學生在這個過程中學生學會了如何去學習，學生的學習興趣和積極性明顯上升 ，這是最重要的。學生能夠通過各種渠道去探索、思考解決問題的方法，在培養學生實際動手能力的同時，學生的自主學習能力也達到了顯著提高，具有非常重要的意義。