馬 云 王榮良

摘 要:本文試圖把任務分析的理論和技術引入到我國的中小學機器人教學中,使我國的中小學機器人教學更加符合教與學的規(guī)律。為此,本文先介紹了任務分析的含義與基本步驟,然后就任務分析的教學理論和技術分析了教學目標中的學習結果類型、分析學習的支持性條件、確定學生的起點能力和將學習任務進行排序,并就如何應用于中小學機器人教學設計的實踐作初步的嘗試和探討。

關鍵詞:中小學機器人教學;任務分析;起點能力;使能目標;學習類型

中圖分類號:G434 文獻標識碼:A 文章編號:1673-8454(2009)20-0048-02

一、任務分析的含義與基本步驟

任務分析作為一門復雜的教學設計技術,直到現(xiàn)在,教學專家尚難形成一致的任務分析定義。廣義教學設計中的任務分析包括教學目標分析、編寫教材、編制形成性或終結性測試題和選擇教學的策略等。其中任務分析應從目標設置與陳述開始,當然所有的教學步驟的設計也離不開任務分析。本文主張的任務分析指的是課堂教學設計中的任務分析,它是為教師選擇教學策略服務的,教師的任務就是把本課程的教學目標落實到每個教學單元或每一節(jié)課中,教師在安排課時計劃時首先需要設置和陳述清晰的教學目標。在陳述了具體的教學目標后,在進行任務分析時應有以下三個基本步驟:(1)將陳述的教學目標納入學習結果的相應類型中,也就是運用目標分類理論對教學目標進行分類;(2)分析每一個學習結果需要的條件,分析要教的任務得以實現(xiàn)的內(nèi)部和外部學習條件,并排列出它們的先后順序;(3)確定與教學目標有關的起點能力,包括基礎知識、智慧技能和認知策略等。

二、分析教學目標中的學習結果類型

教學目標是預期的學生學習結果,它將所學課程提出的理念和目標具體化,并為學習結果的測量與評價提供了依據(jù),而任務分析這一技術的核心思想就是分析教學目標,揭示教學目標所屬學習結果的類型,是確定學習條件及其學習任務順序關系的基礎。目前指導任務分析理論比較常用的有加涅的學習結果分類理論和奧蘇貝爾“同化”理論等,加涅將人類學習分成五類,分別是言語信息、智慧技能、認知策略、動作技能和態(tài)度,其中前三類學習結果屬于認知領域,第四類屬于動作領域,第五類屬于情感領域。[2]

根據(jù)中小學機器人學科的特點,并結合加涅的學習結果分類,我們試圖將中小學機器人課程的教學目標進行分類,表1列出了本課程教學目標中學習任務舉例及其所代表的學習結果類型,其中左邊一欄是用行為動詞陳述的目標,行為動詞“陳述”、“選用”、“搭建”、“用……”和“察看”分別暗含的學習結果類型是言語信息、智慧技能中運用規(guī)則、認知策略、執(zhí)行動作技能和態(tài)度。

三、分析每一個學習結果需要的條件

不同類型的學習,要求有不同的學習條件。我們往往把影響學習中小學機器人學科的條件分為學生自身的內(nèi)部條件和外部條件。內(nèi)部條件又分為必要條件和支持性條件。必要條件是不可缺少的學習條件,支持性條件是一般有助于學習的條件。

在中小學機器人教學中,學生要掌握“制作分揀機器人”一課內(nèi)容時,[1]如“傳感器概念及其功能、分揀機器人模型設計及搭建、分揀機器人控制電路設計與連接和相應程序的設計與調(diào)試”等知識技能是學習制作分揀機器人的必要條件,缺少其中一個,學習就不能發(fā)生。而“用調(diào)試程序測試各類傳感器”是一種認知策略,它有助于制作分揀機器人的學習,所以被稱為支持性條件。此外學生的注意力、學習動機等也是支持性條件。由于這些情感領域的條件是對如何學習都起支持作用的,這種一般性條件就不必具體分析。沒有支持性條件,其學習不一定能發(fā)生,但會影響學習的效率。

我國的現(xiàn)行教學理論及最新課改目標的描述中只有含糊的“知識與技能”概念,沒有智慧技能概念,更談不上學習的必要條件和支持性條件。這樣就導致教師的教學設計跟著感覺走,這種現(xiàn)象應通過現(xiàn)代教學設計原理的學習予以避免。

機器人學科教師應掌握智慧技能的必要條件和支持性條件,一般我們要求強調(diào)學生的動手能力,并不是說學生手的肌肉不會動,而是指他們可能缺乏智慧技能,不知道如何借“手”來完成一定的智力任務。在機器人教學中,認知策略很重要,但不能單獨學和單獨教,必須滲透在智慧技能和言語信息中學和教,態(tài)度和認知策略一樣,也沒有必要單獨教,也應滲透在學科知識和技能中學和教。

四、根據(jù)內(nèi)部條件分析,將學習任務排序

任務分析一般是從終點目標開始。在確定學習結果類型之后,從終點目標逆向反復提問:“學生要完成這一目標,他必須先具備哪些能力?”一直追問到學生的起點能力為止,然后把學生需要掌握的學習目標分層次一一排列出來。教師在進行上述任務分析時,可依據(jù)已有的機器人教材,將要上的某個教學單元或某一節(jié)課所需完成的學習任務按序列分成若干步驟即可。

例如,在“制作分揀機器人”中,[1] 其中有一個“認識和實現(xiàn)光反射傳感器(簡稱光感)對環(huán)境(顏色)的識別”的學習任務,對此進行了任務分析,從起點目標開始,依次實現(xiàn)子目標(任務)……直到終點目標。子目標又稱為使能目標,它是使終點目標得以實現(xiàn)的次級目標,一旦任務分析完成后,教學的順序也就確定了。

五、分析學生的起點能力

學生的起點能力是指學生在學習新的知識技能之前學生原有的學習習慣、學習方法,具備的相關知識和技能水平等。通過任務分析方法,我們就可以清楚地知道學生要達到“認識和實現(xiàn)光感對環(huán)境(顏色)的識別”這一學習目標所需要的起點能力是什么,其中“會選擇合適的光感,能確定主控板上光感接口,知道驅動光感的接口函數(shù)”,同時也是本教學單元所要的學習目標,因此,教師在教學中就應該十分重視上述內(nèi)容的教學,才能達到總的教學目標。倘若學生不具備起點能力,教師要及時補救;否則,就不能進行新知識技能的教學。即使強行進行知識技能的教學,也勢必導致機械學習的發(fā)生。

由于學習者的起點狀態(tài)水平對新的學習成敗起著決定性作用,所以一般有經(jīng)驗的優(yōu)秀教師在講新課前或者是在新課的教學過程中通常采用課堂提問、課前小測驗或觀察學生的操作等方法,對學生的起點能力進行分析與診斷,在確保達成規(guī)定教學目標的85%后,才能進行下一步的學習。其目的是確保學生在接受新知識前,必須具備適當?shù)钠瘘c能力。此外,機器人學習往往離不開其他學科的知識學習,所以例如數(shù)學、物理等技能學習也是決定機器人知識學習的重要起點能力。

任務分析需要有堅實的學習理論基礎,它是一門比較復雜的教學設計技術。目前我國中小學機器人教學設計主要還是依據(jù)個人的經(jīng)驗,缺少科學的理論分析。如果在中小學機器人教學設計中引進了任務分析思想,而且能用任務分析的思想指導教學過程的設計,那么不論教學目標是否列出過程目標,教師都會根據(jù)學習的規(guī)律進行創(chuàng)造性的教學。

參考文獻:

[1]王榮良.小學智能機器人[M].上海:上海教育出版社,2007.

[2][美]加涅,皮連生譯.教學設計原理[M].上海:華東師范大學出版社,1999.

(編輯:劉軒)