張晴晴，萬志強(qiáng)，劉蘇英，張昊

（安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 蕪湖）

一 引言

《工控組態(tài)與現(xiàn)場總線技術(shù)》是我院機(jī)電一體化專業(yè)的專業(yè)課，主要講述幾種典型現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。結(jié)合PLC 控制系統(tǒng)，以通信實(shí)例為主線，重點(diǎn)講授工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的基本概念、基本構(gòu)成及應(yīng)用、設(shè)計(jì)與組件等。了解硬件和軟件組態(tài)操作，人機(jī)界面HMI（Human Machine Interface）實(shí)現(xiàn)信息的內(nèi)部形式與人類可以接受形式之間的轉(zhuǎn)換。本課程的實(shí)踐性非常強(qiáng)，在教學(xué)改革中，我們采用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法，教師依據(jù)教學(xué)內(nèi)容和要求，創(chuàng)設(shè)任務(wù)情境，提出具體任務(wù)（如水位控制系統(tǒng)，機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等），學(xué)生在教師的引導(dǎo)和具體任務(wù)的驅(qū)動下，以任務(wù)中心，開展階梯任務(wù)的劃分，根據(jù)自己已有的知識基礎(chǔ)，開展提出問題、解決問題的過程和方法[4-5]。

二 教學(xué)三要素及結(jié)構(gòu)形式

教育者、學(xué)習(xí)者和教學(xué)內(nèi)容視為課程體系的基本組成要件,在傳統(tǒng)的教育理論研究中稱之為教學(xué)系統(tǒng)的“三要素”，結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 傳統(tǒng)教學(xué)三要素結(jié)構(gòu)圖

當(dāng)前教育界主要有以教為中心、以學(xué)為中心和“教師主導(dǎo)一學(xué)生主體”的三大類教學(xué)結(jié)構(gòu)。教學(xué)結(jié)構(gòu)中的各教學(xué)要素扮演著不同的角色，發(fā)揮不同的作用。

（1）以教為中心的教學(xué)結(jié)構(gòu)是指以老師的講作為課堂的出發(fā)點(diǎn),由老師對整個課堂教學(xué)過程加以教學(xué)設(shè)計(jì)、組織,把知識點(diǎn)直接傳達(dá)給學(xué)習(xí)者,而學(xué)習(xí)者則只能被動地接觸知識點(diǎn)。多媒體是輔助教師教學(xué)工具，學(xué)生知識的主要來源是教材。

（2）以學(xué)為中心的教學(xué)結(jié)構(gòu)是指以學(xué)生的學(xué)為教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)，不再以上教師的教為主。這里學(xué)生是信息加工的主體，對知識進(jìn)行建構(gòu)。教師只是教學(xué)的組織者、引導(dǎo)者，是學(xué)生建構(gòu)意義的輔助者、促進(jìn)者。學(xué)生的知識來源不單單是教材，學(xué)生借助教學(xué)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(xué)習(xí)資源。

（3）“教師主導(dǎo)——學(xué)生主體”的教學(xué)結(jié)構(gòu)是指在教學(xué)實(shí)施中不僅要體現(xiàn)教師的主導(dǎo)作用，同時也要充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用。教師依據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)為設(shè)計(jì)特定的教學(xué)內(nèi)容、制定選擇教學(xué)手段和方法。學(xué)生在老師的引導(dǎo)下，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行主動的意義建構(gòu);這里教學(xué)媒體既是教師的教學(xué)使用工具，也是促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的知識工具。

三 傳統(tǒng)任務(wù)驅(qū)動在線上教學(xué)中的問題

任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法主要是教師將所受教學(xué)內(nèi)容分解成若干個子任務(wù)，學(xué)生將教師布置的任務(wù)將知識點(diǎn)和技能點(diǎn)進(jìn)行內(nèi)化，通過完成教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)來掌握知識和技能[6]。

階梯教學(xué)模式是一種逐級遞進(jìn)的教學(xué)模式，根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)和課程標(biāo)準(zhǔn)將教學(xué)內(nèi)容根據(jù)難易程度，深淺度以及綜合度分為逐層遞進(jìn)的小目標(biāo)[1-2]。只有在完成前一個小目標(biāo)任務(wù)之后才能開展第二目標(biāo)任務(wù)。通過這樣將知識化整為零，簡化了學(xué)生的任務(wù)，教師及時巡導(dǎo)， 學(xué)生在逐次挑戰(zhàn)階梯任務(wù)在獲得成就感的同時也促進(jìn)了學(xué)生的發(fā)展，加強(qiáng)了學(xué)習(xí)效果[3]。

在教學(xué)改革中，任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法以學(xué)生為中心開展的一種教學(xué)方法。教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容布置的教學(xué)任務(wù)，學(xué)生圍繞任務(wù)開展學(xué)習(xí)。在完成任務(wù)過程中，提高學(xué)生知識技能水平和動手能力[7-8]。以“任務(wù)為主線、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”的任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法，改變了傳統(tǒng)教學(xué)中，教師主要講授，學(xué)生聽教師講解這種填鴨式的教學(xué)方式。開展“任務(wù)引領(lǐng)，學(xué)生主體，教師主導(dǎo)”的教學(xué)方式。這里，教師不在是教學(xué)的主體，學(xué)生才是教學(xué)的主體。一切教學(xué)以學(xué)生為中心開展，大大提高了學(xué)生的參與度和學(xué)習(xí)興趣[9-10]。

在線上教學(xué)時，教師會提前把具體任務(wù)和相關(guān)學(xué)習(xí)資源上傳到學(xué)習(xí)通平臺，讓學(xué)生可以有目的、有方向地預(yù)習(xí)。線上授課時，教師會把根據(jù)學(xué)生在線下進(jìn)行任務(wù)作業(yè)時遇到的問題進(jìn)行答疑。在答疑過程中，引導(dǎo)學(xué)生如何去分析問題解決問題，培養(yǎng)學(xué)生主動思考，善于總結(jié)的能力[11]。然而，在進(jìn)行線上教學(xué)時，由于學(xué)生的認(rèn)知水平、接受能力的差異，部分學(xué)生存在畏難心理。當(dāng)接到一個具體任務(wù)時，個別同學(xué)自我感覺完不成就不想做了。加上缺乏教師的現(xiàn)場面對面的跟進(jìn)，往往出現(xiàn)任務(wù)完不成或者完成的質(zhì)量不高，達(dá)不到良好的教學(xué)效果。同時，由于是線上教學(xué)，不能跟學(xué)生進(jìn)行面對面的互動交流，同時也缺乏對學(xué)生的監(jiān)督管理[12]。學(xué)生在完成任務(wù)時的狀態(tài)不能把控，對學(xué)生完成任務(wù)的流程不清楚。此時學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力就突顯的尤為重要[13]。

因此, 老師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的具體學(xué)習(xí)情況，在教學(xué)過程中及時調(diào)整教學(xué)的方法和手段，做到以學(xué)定教。設(shè)計(jì)任務(wù)時，注重任務(wù)的層次和梯度，以便更能激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

四 階梯任務(wù)驅(qū)動下的思路和方法

思路：階梯任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法，是指在教學(xué)中教師對某一具體任務(wù)進(jìn)行階梯分解，根據(jù)教學(xué)任務(wù)的具體內(nèi)容設(shè)計(jì)逐層遞進(jìn)的階梯式任務(wù)，通過對任務(wù)階梯進(jìn)行合理設(shè)置，將任務(wù)進(jìn)一步具體化和深度化。用階梯任務(wù)來驅(qū)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)，學(xué)生通過一步步完成階梯任務(wù)，改變盲目學(xué)習(xí)的狀況，在階段性成果驅(qū)動下，更能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,從而增強(qiáng)自主學(xué)習(xí)能力[14]。從而不斷拓展和層層遞進(jìn)來帶動某一具體任務(wù)的進(jìn)展，進(jìn)而推動整個課程教學(xué)。如圖2所示。

圖2 階梯式任務(wù)驅(qū)動思路

方法：階梯任務(wù)驅(qū)動下的自主學(xué)習(xí)是指用階梯任務(wù)來驅(qū)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)。教師把教學(xué)任務(wù)的具體內(nèi)容分解成具有難度逐漸遞增，由簡到繁的階梯式子任務(wù)，學(xué)生在階段任務(wù)成果的驅(qū)動下，逐步自主完成階段任務(wù)。是教師教學(xué)方法與學(xué)生學(xué)習(xí)方法的統(tǒng)一[15]。因此，通過將整個任務(wù)劃分為若干個難易適當(dāng)、逐層遞進(jìn)的階梯式子任務(wù)，在任務(wù)開展過程中，學(xué)生能夠一方面通過完成任務(wù)獲得知識技能，另一方面，根據(jù)任務(wù)階段成果的激勵，增加學(xué)習(xí)的興趣，學(xué)生愿意學(xué)喜歡學(xué)。同時，學(xué)生在這個過程中也學(xué)學(xué)習(xí)到了很多的學(xué)習(xí)技能和方法，提高自身的自主學(xué)習(xí)能力[15]。因此，本案例中通過整合網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，結(jié)合微課、錄播、直播和QQ 在線答疑等多種教學(xué)方法和手段，進(jìn)行階段任務(wù)的設(shè)置、學(xué)生學(xué)習(xí)情緒的調(diào)動以及教師的適時指導(dǎo)。

教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)有針對性地設(shè)置階梯任務(wù)。結(jié)合具體的任務(wù)去引導(dǎo)學(xué)生，通過了解應(yīng)用、組態(tài)網(wǎng)絡(luò)、掌握原理等方式，把階梯任務(wù)分成基礎(chǔ)題，能力題，和提高題三個階梯任務(wù)。在每一項(xiàng)階梯任務(wù)開展過程中，按照任務(wù)驅(qū)動法去執(zhí)行，便于學(xué)生及時鞏固學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。

五 階梯任務(wù)驅(qū)動法在課程中的具體措施

（一） 實(shí)施措施

1. 精準(zhǔn)學(xué)情分析，合理設(shè)計(jì)階段任務(wù)。首先教師根據(jù)學(xué)生課前預(yù)學(xué)情況，將教學(xué)任務(wù)合理劃分為若干階梯子任務(wù)。子任務(wù)之間并不是相互獨(dú)立的，而是由易到難，由淺入深，層層遞進(jìn)的關(guān)系。

2.引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)歸納知識點(diǎn)，提升學(xué)生求知欲望。引導(dǎo)學(xué)生對任務(wù)執(zhí)行中遇到的問題及時進(jìn)行分析整合。老師們在學(xué)生出現(xiàn)問題之后不要著急就給學(xué)生處理,而是先給學(xué)生分組討論、分析任務(wù),鼓勵學(xué)生去思考,引導(dǎo)學(xué)生嘗試解決方案。以此調(diào)動了學(xué)生的求知欲。

3.設(shè)定階段成果激勵，激勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)動力。每一個階段任務(wù)設(shè)置階段成果激勵，學(xué)生完成每一個階梯任務(wù)之后，都會有一定的獎勵。學(xué)生在取得前一個階段任務(wù)成果獎勵的驅(qū)動下去完成下一個階段任務(wù)。完成任務(wù)的同時又獲得一種成就感， 自信心和學(xué)習(xí)動力顯著提高。

（二） 具體實(shí)施過程

合理設(shè)置任務(wù)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。任務(wù)的設(shè)計(jì)是非常重要的。在設(shè)計(jì)任務(wù)時不要求任務(wù)數(shù)量多，或者內(nèi)容重，但要求任務(wù)要適中，有特點(diǎn)有針對性。因此在設(shè)計(jì)PROFIBUS DP 的應(yīng)用這一大任務(wù)時，通過設(shè)計(jì)“易- 中- 難”三個階段式小任務(wù)幫助學(xué)生由淺入深地完成知識建構(gòu)。

階段任務(wù)1： 通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源， 發(fā)布PROFIBUS DP 的應(yīng)用相關(guān)視頻，要求學(xué)生初步了解PROFIBUS DP 的應(yīng)用領(lǐng)域。并及時通過課堂在線測試進(jìn)行學(xué)生線上學(xué)習(xí)的監(jiān)督。本次在線測試的難度設(shè)為“易”，學(xué)生只要是在線學(xué)習(xí)了相關(guān)內(nèi)容，都可以從教師發(fā)布的內(nèi)容中找到相關(guān)答案。本階段的目的主要是讓學(xué)生都能夠參與進(jìn)來。同時進(jìn)行恰當(dāng)評價(jià)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。

階段任務(wù)2：以具體S7 系列PLC 的PROFIBUS DP 主從通信的應(yīng)用為例，結(jié)合老師的錄屏和相關(guān)教學(xué)資源，自主實(shí)現(xiàn)DP 主從通訊的組態(tài)過程,并將結(jié)果上傳至學(xué)習(xí)通。在這一過程中,學(xué)生可以根據(jù)老師所提供的資料進(jìn)行并獨(dú)立完成任務(wù)，任務(wù)難度較階段一有提升，教師通過QQ 在線適時給予指導(dǎo)，鼓勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

階段任務(wù)3：教師現(xiàn)場直播進(jìn)行DP 主從通信的組態(tài)過程。并對階段二中的學(xué)生出現(xiàn)的問題現(xiàn)場講解。進(jìn)一步鞏固知識點(diǎn)。同時，在直播教學(xué)完后，老師布置思考題，畫出教師在組態(tài)過程中通信區(qū)的設(shè)置。這一任務(wù)的提出是基于學(xué)生一定是在認(rèn)真聽講和理解的基礎(chǔ)上完成的。因此通過三階段的任務(wù)驅(qū)動，很好地將學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容由淺入深，層層遞進(jìn)。同時，每個階段都能很好地從不同程度考核學(xué)生的參與度和評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。

六 改革效果與特色創(chuàng)新

改革效果：1. 從學(xué)習(xí)通平臺數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)看，通過階梯任務(wù)驅(qū)動，此教學(xué)內(nèi)容學(xué)生的參與度較之前大大提升，達(dá)97%以上。

2.階段任務(wù)驅(qū)動將大任務(wù)的教學(xué)目標(biāo)分解到每一階段，學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)更明確，學(xué)生目標(biāo)更具有針對性。從在第三階段預(yù)留作業(yè)中看，多數(shù)同學(xué)對知識點(diǎn)的把握較之前有了更深的理解

特色創(chuàng)新：本案例中，最大的特色是針對授課對象的特點(diǎn)，構(gòu)建了階梯任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式，通過將任務(wù)從“易”到“中”，最后到“難”的設(shè)計(jì)，漸進(jìn)式推動學(xué)生的參與度和自主學(xué)習(xí)。如圖2 所示。同時，將線上教學(xué)資源、直播、QQ 在線答疑適時地加入個階段中，主推學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

七 結(jié)語

本文以《工控組態(tài)與現(xiàn)場總線技術(shù)》課程為例，對教學(xué)方法做了相關(guān)探索與應(yīng)用。通過運(yùn)用有效階梯任務(wù)驅(qū)動，把一個任務(wù)分成難度逐漸遞增的階段子任務(wù)。從低階梯任務(wù) 一步一步往高階梯任務(wù)遞進(jìn),最后完成整個任務(wù)。學(xué)生在每完成一個階段任務(wù)后會獲得一定的成就感，學(xué)習(xí)積極性明顯上升。

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