融合PDCA理論的任務驅動實踐教學模式研究與實施

藍紅莉， 王曉榮， 周曉輝

（廣西科技大學網絡與現代教育技術中心，廣西柳州545006）

0 引 言

實踐教學是大學培養人才非常重要的環節，《教育大辭典》將其定義為相對于理論教學的各種教學活動的總稱，包括實驗、實習、設計、工程測繪、社會調查等，旨在使學生獲得感性知識，掌握技能、技巧，養成理論聯系實際的作風和獨立工作能力。在我國，為了達成實踐教學的目標，各高校努力從制度上、體制上、條件上保證實踐教學的開展和教學質量的提升［1］，但仍然存在許多不足，例如，管理體制沒有完全理順、實踐教學目標不合理、實踐教學體系設計不完善、工程教育師資隊伍缺乏、監控體系薄弱、實踐教學方法不得當等不足［2-4］。為了解決這些問題，特別是改變大學教學中重知輕行、知行分離的弊端，革新實踐教學模式是最重要、最直接的突破口，需對實踐教學模式再構建［5］。實踐教學形式具有多樣性［6］，實踐教學模式也具有多樣性，其中“任務驅動教學”已經成為實踐教學的重要教學模式之一［7-8］。

任務驅動教學雖然有諸多的優勢，但在教學特別是實踐教學應用中，仍存在不足，如教學目標片面化、教學評價簡單化、驅動任務擴大化、組內和組間的偽合作、任務驅動對學生產生的一定負面影響等。本文擬在任務驅動教學中融入PDCA（戴明環理論），強化監控過程，提升任務驅動教學的應用質量，構建一種新型實踐教學模式。以計算思維和計算文化課程實踐為例，給出具體的教學設計和實踐。

1 基于PDCA的任務驅動實踐教學模式

1.1 實踐教學目標與任務驅動教學的動因

實踐教學的目標體系由傳承實踐知識、提升實踐理性、優化實踐策略、生成實踐智慧構成［9］。通過實踐教學來傳承實踐知識、獲得實踐知識是基礎性的目的；提升實踐理性則重在培養學生的實踐精神，樹立正確的實踐觀；優化實踐策略則解決怎么做得更好的問題，在實踐教學中，學生學會形成和優化實踐策略，更好地體現學生的主體性；生成實踐智慧則是實踐教學的最高追求，面對復雜新的事情，怎么創造性地去解決問題。從具體實現的角度來看，有效的實踐教學目標［10］體現出培養學生獲得多種能力、滿足社會需求、能供學生職業規劃參考并提高其需要層次。

任務驅動是一種建立在建構主義教學理論基礎上的教學法［11］，本質上是通過“任務”來“誘發”“加強”和“維持”學習者的成就動機。在這個過程中，學習者不僅是知識由外到內的轉移和傳遞，更是其主動建構知識經驗的過程，通過新經驗和原有知識經驗的相互作用，充實和豐富自身的知識、能力，不斷地獲得成就感。一般可分為3種類型的驅動［12］：認知驅動、自我提高驅動、附屬驅動。認知驅動是一種求知欲望，是內部動機，是大學階段最重要和最穩定的動機；自我提高驅動是一種自尊和地位需求，屬外部動機；附屬驅動是一種社會認可需要，屬外在動機［13］。顯然，任務驅動教學的動因與實踐教學目標具有一致性，采用該教學方法能更好地達成實踐教學目標。

1.2 新型實踐教學模式設計

1.2.1 任務驅動教學法基本原理

任務驅動教學法的思想和策略是以任務為目標，以老師為主導，以學生為主體。以任務來驅動教學，即強調學習者的學習過程必須與任務相結合，通過完成任務來激發和維持學習者學習的興趣和動機，在真實的教學情境中，學習者擁有學習的主動權，而教學者掌握整個教學活動流程，形成教學者、學習者、任務3者之間的交流互動，教學者與學習者之間以“任務”為主線連接。其基本環節包括：① 創設情境，使學習者的學習能在與現實情況基本一致或相類似的情境中發生，并引導其帶著真實的任務進入學習情境。②確定問題（任務計劃），在創設的情境下，選擇與當前學習主題密切相關的真實性事件或問題（任務）作為學習的中心內容，讓學習者面臨一個需要立即去解決的現實問題。③自主學習、協作學習（任務實施），在教師的指導下，學習者自主或通過小組協作的形式制定任務（或問題）的解決方案，并完成任務，發展其“自主學習”能力。④效果評價，對學習者是否完成當前任務（問題）的過程和結果進行評價，即所學知識的意義建構的評價，同時也對學習者自主學習及協作學習能力進行評價。

1.2.2 PDCA循環理論

PDCA循環由Plan（計劃）、Do（執行）、Check（檢查）和Action（行動或處理）4個環節組成，其核心思想是將質量管理看成一個不斷上升的螺旋式推進過程，即制定計劃、實施、結果檢查、處理總結4個階段不斷依次進行，每次循環解決一部分問題，取得一部分成果，將工作向前推進一步，然后再過渡到下一個循環，完成下一個目標和內容，不斷更新迭代，循環往復，直至實現動態持續地改進質量管理總目標。教學中，PDCA循環理論主要用于教學質量管理和監控［14］。

1.2.3 融合PDCA的任務驅動實踐教學模式設計

實踐教學與課堂教學有所不同，它更強調創設實踐情境，在合適的情景中才有利于學生實施任務、完成任務；其次，學生有更多自主時間和寬松的環境去完成實踐任務，雖然有任務壓身，倘若過程監控和檢查不夠嚴密，實踐學習可能就會流于形式，達不到目標要求。傳統的任務驅動教學是一種直線型教學模式，容易產生上述問題，通過將主要用于質量管理的PDCA循環理論融入任務驅動教學中，形成循環型教學模式，提升任務驅動教學的應用質量。將傳統任務驅動教學法的4個環節與PDCA循環理論的4個環節對應并進行有機融合，結合大學實踐教學的特點、特征，構建出融合PDCA的新型任務驅動實踐教學模式（見圖1），包括主循環和子循環兩個部分，形成了主循環中嵌套子循環，其中主循環包括6個環節：創設實踐情境，計劃實踐任務，實施實踐任務，檢查實踐情況，評價實踐效果，反饋情況、調整任務。在這個主循環中，實施實踐任務是中心，以學生為主體；創設實踐情境、計劃實踐任務都是為執行“實施實踐任務”做準備、打基礎；檢查實踐情況、評價實踐效果則是對“實施實踐任務”的成果檢驗、評價；反饋情況、調整任務是為了下一次更好地“實施實踐任務”。依據實踐教學的特殊性，在“創設實踐情境”和“計劃實踐任務”兩個環節中分別設置了一個PDCA循環，目的是為中心環節“實施實踐任務”打牢、打好實施基礎。

圖1 融合PDCA的任務驅動實踐教學模式框圖

（1）創設實踐情境。情境學習理論真正關注人類在各種實踐情境中的學習，即強調了學習本質上是情境性的，為大學實踐教學提供了新的理論借鑒［15］。建構主義認為，“情境”是學習環境中的四大要素之一，學習者在真實的情境中借助其提供的各種信息、條件，在解決學習問題的過程中自主完成知識的建構，達到理想的學習效果。實踐教學則對情境有更高要求，根據具體實踐內容就要創設社會情境、問題情境、實驗實習實訓情境等。為了使創設的“情境”達到最理想效果，設置了情境PDCA子循環。該子循環以教師團隊為主導，首先根據具體的實踐內容規劃需要、適當的情境，比如實驗所需的場地設備、實習所需的場景（如適合的工廠），然后落實、建立情境（如購置設備、聯系實習工廠），檢查、檢驗情境的可用性，最后反饋檢查情況，對存在的問題和不足進行修訂、完善。

（2）計劃實踐任務。要根據實踐教學的具體內容來計劃實踐任務。實踐教學內容通常包括［10］：課程（基礎性）實踐（課程實驗、課程設計、課程實習等）、綜合（專業性）實踐（畢業實習、專業調查、崗位技能培訓、畢業論文、畢業設計等）、創新活動（研究性）、素質拓展活動（社會實踐）等，以達到訓練學生的基本實踐能力、專業實踐能力、創新創業能力和社會適應能力的目的。計劃實踐任務環節主要就是制訂具體的實踐任務，形成一些文本性材料，以便學生在實施實踐任務時能更好地了解任務；也包括實施實踐任務的具體方式，如選擇個體性教學、群體性教學、小組協作教學、多樣化教學等方式。實踐任務制訂得好壞對達成實踐目標也至關重要，因此該環節也設置了一個計劃任務PDCA子循環，以達到策劃出更好、更適應的實踐任務。該PDCA子循環包括策劃實踐任務目錄、制定實踐任務的具體內容、檢查實踐任務內容、反饋意見和修訂實踐任務內容。該環節以教師團隊為主體，也可讓部分優秀學生參與。

（3）實施實踐任務。該環節是整個實踐教學的最重要環節。在任務確定后，學生可獨立或者小組協作方式制定具體實施方案，根據實施方案動手實踐，完成規定的任務。在該過程中，學生獨自或通過與其他學生及教師討論、交流不斷地完善實施方案，自我解決存在的問題。該環節中教師團隊只作為指導者，了解學生實踐進程，提示學生出現的問題，鼓勵學生主動、大膽地完成任務，不提倡為學生提出具體的解決問題辦法。

（4）檢查實施情況。由于實踐教學的特殊性，該環節既包括過程檢查，也包括實踐結果的檢查。以教師團隊為主，學生也可以參與，如小組成員之間的檢查。

（5）評價實踐效果。該環節主要是對學生實踐成果的考核、評價，可采用多維度的方式進行。例如，基于教學目標預先制定的過程評價和結果評價相結合，多樣性的實踐成果；評價主體為教師團隊，必要時學生也可以參與評價。

（6）反饋情況、調整任務。教師團隊對實踐教學進行總結、分析，積累好的經驗、方法，并自我反省，發現存在不足、問題，反饋到教學管理單位，以便不斷完善下一次的任務計劃、實施過程和方法等。

2 教學實踐案例

以計算思維和計算文化課程實踐為例，介紹應用情況。

20多年前，大學里就開設了大學計算機基礎課程，主要培養學生的計算機基本應用能力和技能。但隨著信息技術的發展，計算機教育發生了變革，不再是簡單的應用能力和技能教育，因此確定了用計算思維改造大學計算機基礎課程的方針和原則［16］。計算思維與理論思維、實驗思維一起構成人類的3大科學思維，其內容主要包含：計算思維意識、計算思維方法、計算思維能力3個方面。通過多門計算機類課程的學習為學生提供計算思維的訓練。原來開設的大學計算機基礎課程演變成計算思維和計算文化或計算思維與實踐課程，成為大學的通識課，是培養學生計算思維的先驅課，主要講授計算思維的基本理論，特別強調通過實踐使學生理解和建立信息、計算、智能3大核心科學概念，掌握求解問題的基本思路和能力。

我校設置課程的總學時為48學時，其中理論教學為16學時，實踐教學為32學時，顯然該課程以學生自主實踐為主。理論教學采用線上線下混合教學方式，即除教師線下講授一些基本理論外，學生還需自主地進行線上學習（屬廣義實踐教學［17］）。實踐教學采用任務驅動教學模式。

2.1 創設線上線下實踐情境

由于地方院校的生源質量不高，不少學生來自邊遠貧困山區，學生整體基礎較差，因此，課程教學團隊為了讓學生擁有更多的自主學習情境，創設線上線下實踐情境。

（1）規劃實踐情境。線上實踐情境包括：MOOC視頻，實踐任務小視頻；線下實踐情境為機房及應用軟件。MOOC視頻為學生提供自主學習計算思維基本概念和理論的情境；實踐任務小視頻為學生演示一些具有一定難度的實踐任務實施過程；機房及應用軟件提供真實的物理環境給學生實踐。

（2）建設實踐情境。以上規劃的3部分情境，線下的機房及應用軟件可根據實際情況確定建設規模和軟件種類、數量，相對容易建設。線上的實踐情境需花費教師大量的精力、時間。MOOC視頻制作，教師團隊基于“實例化、生活化、故事化、圖文并茂”的理念，通過大量的實例素材和教師的講解錄制了65個視頻，以視頻方式呈現許多圖文并茂的情境。學生通過視頻學習實踐，使得較為抽象的計算思維意識、方法和相關的基本概念更易于理解、易于內化。例如，關于“算法”通過紅、藍兩瓶墨水互換等例子，呈現出能解決問題的方法和步驟就是算法這個基本概念。實踐任務小視頻則是由教師團隊錄制一些難度較大的實踐任務實施過程而形成，例如：可視化程序設計等，為學習有一定困難的學生提供演示視頻，能夠更好地實施任務。需要說明，在實際建設過程中，還需要對情境進行反復地試用、檢查、發現問題、修改完善，形成一個情境PDCA子循環。

2.2 基于計算思維的實踐任務規劃

圖靈獎獲得者Edsger Dijkstra［18］說過：我們所使用的工具影響著我們的思維方式和思維習慣，從而也深刻地影響著我們的思維能力。為此該門課程通過一些具體的實踐任務來初步培養學生的計算思維意識、方法和能力。具體的實踐任務規劃如下：

（1）培養計算思維意識的實踐任務。計算機系統結構和組裝，Windows操作系統基本操作，Office文字處理軟件基本操作。通過這些實踐任務展示計算機系統及其應用。

（2）培養計算思維方法的實踐任務。Word操作實踐（初體驗—大學生求職信撰寫，圖文排版—大學生運動會海報的制作，表格的制作和郵件的合并—制作學生成績單，綜合應用—畢業論文排版），PowerPoint操作實踐（插入文字、圖片、形狀、音視頻等，主題和母版的應用，動畫設計，幻燈片切換與放映設置，SmartArt創建與調整等），Excel操作實踐（建立與編輯工作表，公式和函數的使用，數據的排序和篩選、分類匯總，特殊函數的應用及數據模擬分析，數據高級計算，數據透視表的輔助計算等），Access操作實踐（Access數據庫的基本操作，創建數據表，表的關聯，數據查詢，窗體，報表等），Internet操作實踐（計算機網絡配置，網頁瀏覽器的使用，收發電子郵件，網上檢索、網上購物）。在這些實踐任務中，涉及辦公軟件具體使用方法，是一種基本的、低級的計算思維方法；涉及數據處理方法，是計算機中問題的表示方法；涉及數據庫設計和應用，是一種計算過程的抽象和分解方法；涉及動畫設計，是一種建模和仿真的問題及求解方法；涉及互聯網操作和應用，體現出一種有別于傳統思維的計算思維方法。

（3）培養計算思維能力的實踐任務?？梢暬绦蛟O計（簡單可視化程序編寫，選擇結構與循環結構程序設計，圖形顯示等）。通過初步的程序設計，較綜合地培養學生的計算思維能力。當然，以上所列的培養計算思維方法的實踐任務也能達到培養能力的目的。

規劃出以上實踐任務后，教師團隊還制定實踐任務的具體內容，并反復檢查任務內容、反饋意見和修訂任務內容，形成正式的文本性材料。這是一個計劃任務PDCA子循環。

2.3 學生自主和小組協作實施實踐任務

根據實踐任務的難易程度，采用以學生自主實踐為主、小組協作實踐為輔的方式實施實踐任務。以上所列的大部分實踐任務由學生自主完成，對于較難的任務（例如，可視化程序設計）則采用小組討論、協作完成方式。

2.4 多維度的檢查和效果評價

在實踐任務實施過程中特別注重過程的監督和檢查。線上的MOOC視頻學習，要求學生在中國大學MOOC自主學習所有視頻，通過平臺檢查學生的學習情況。由學生自主完成的線下大部分實踐任務，在實施過程中由教師來檢查；小組協作完成的任務由教師和學生共同來檢查。

實踐課程評價將任務實施過程評價和結果評價結合起來。如上所述，不同任務的過程評價可能由教師單獨完成，也可能由教師和學生共同完成，從多個維度對任務實施情況進行打分，包括：任務難易程度，任務完成度，答辯情況等。至于任務實施結果的評價，計算機應用技能方面的考核有專門的萬維考試系統，該門課程應用了該系統，學生在系統中完成相關的實踐任務，并由系統進行測評。

2.5 反饋問題和總結

一方面，教師團隊充分關注學生實踐任務的實施過程，注意發現存在的問題和不足，另外，通過學生收集問題信息，教師進行教學總結和改進。例如，學生反映有極少同學代替完成任務，就要求教師加強誠信教育和過程監控；部分學生反映學習有困難、跟不上進度，教師需要考慮是否實施分層教學；隨著Python編程的廣泛應用，可考慮增設用Python實現綜合性實踐任務等。

3 結 語

融合PDCA的任務驅動實踐教學模式，不僅在實踐任務實施中構成一個螺旋式推進上升的主循環，還在創設實踐情境、計劃實踐任務兩個環節中各設置一個PDCA子循環，整體上更加有效地保障實踐教學的質量，十分有利于提高學生的實踐能力。該教學模式在我?！坝嬎闼季S和計算文化”通識課中獲得應用，取得了良好的教學效果；同時，新型的實踐教學模式能夠促進課程建設，并取得了良好的建設效果。