任務(wù)驅(qū)動(dòng)與協(xié)作學(xué)習(xí)在數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)中的實(shí)踐與探索

張 磊 李 晶 于莉莉 劉 義

(佳木斯大學(xué) 信息電子技術(shù)學(xué)院，黑龍江 佳木斯 154007)

近年來，以學(xué)生為中心的教育教學(xué)理念隨著教學(xué)改革的深入和素質(zhì)教育的發(fā)展引起了廣泛關(guān)注[1-2]。這種通過學(xué)生自主學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)探索、能力培養(yǎng)、專業(yè)技能實(shí)踐等目的的主動(dòng)教育觀點(diǎn)逐漸被廣大教育工作者所認(rèn)同，并引發(fā)了對(duì)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法的研究與探索。在高校計(jì)算機(jī)專業(yè)課程教學(xué)領(lǐng)域，盡管任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在課程教學(xué)中的積極性和創(chuàng)造性不容否認(rèn)，但是單純的任務(wù)教學(xué)顯然無法適應(yīng)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域協(xié)同發(fā)展的大背景[3]。因此，對(duì)于計(jì)算機(jī)教學(xué)尤其是數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)，教師應(yīng)在引入任務(wù)式教學(xué)的同時(shí)加強(qiáng)對(duì)團(tuán)隊(duì)協(xié)作教學(xué)方面的探索，在任務(wù)激勵(lì)的前提下實(shí)現(xiàn)任務(wù)與團(tuán)隊(duì)協(xié)作之間的共贏?；谶@種思想，課題組在數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)中對(duì)任務(wù)驅(qū)動(dòng)與協(xié)作學(xué)習(xí)進(jìn)行了研究探索，并結(jié)合課程教學(xué)過程中的具體章節(jié)內(nèi)容展開了授課實(shí)踐。通過對(duì)相同專業(yè)的兩組學(xué)生學(xué)習(xí)效果對(duì)比，總結(jié)課程教學(xué)實(shí)施效果和存在問題，一方面為教學(xué)方法、教學(xué)手段的提升積累經(jīng)驗(yàn)，另一方面也為教學(xué)水平、教學(xué)效果的提高開展進(jìn)一步的探索。

1 教學(xué)法優(yōu)勢(shì)

“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”是一種建立在建構(gòu)主義教學(xué)理論上的教學(xué)方法[4]。其特點(diǎn)是在教學(xué)過程中,以富有趣味性、能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)與好奇心的情景為基礎(chǔ), 以與教學(xué)內(nèi)容緊密結(jié)合的任務(wù)為載體, 使學(xué)習(xí)者在完成特定任務(wù)的過程中獲得知識(shí)與技能[5]。協(xié)作學(xué)習(xí)是一種多種觀點(diǎn)交流比較、綜合分析、深化理解、知識(shí)運(yùn)用的學(xué)習(xí)效果檢驗(yàn)過程[6]。在數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)過程中，任務(wù)驅(qū)動(dòng)能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力[7]，但他不能夠鍛煉學(xué)生的協(xié)作能力，無法有效地提高團(tuán)隊(duì)協(xié)作的工作效率，進(jìn)而無法將職業(yè)規(guī)劃與課堂教學(xué)有機(jī)結(jié)合。當(dāng)前，任務(wù)驅(qū)動(dòng)與協(xié)作學(xué)習(xí)已引起教育工作者的關(guān)注，并對(duì)其進(jìn)行了相應(yīng)的探索[3,8-9]。

然而，已有的針對(duì)任務(wù)驅(qū)動(dòng)與協(xié)作學(xué)習(xí)方面的探索大多針對(duì)教學(xué)過程中的某一章節(jié)或部分實(shí)踐性較強(qiáng)的課程教學(xué)，并未從整個(gè)課程的內(nèi)容構(gòu)建層面展開任務(wù)設(shè)計(jì)與協(xié)作設(shè)計(jì)，因而其實(shí)施效果與問題分析存在片面性，很難代表整個(gè)教學(xué)階段的真實(shí)情況。另外，在任務(wù)驅(qū)動(dòng)的項(xiàng)目設(shè)計(jì)方面，現(xiàn)有的研究探索一般由教師下達(dá)教材或者學(xué)校規(guī)定項(xiàng)目任務(wù)，任務(wù)枯燥、缺乏靈活性，很難引起學(xué)生的共鳴。同時(shí)，協(xié)作學(xué)習(xí)小組的建立途徑或者通過教師指定，或者通過學(xué)習(xí)成績(jī)劃分，很難真正實(shí)現(xiàn)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的培養(yǎng)。

針對(duì)這些問題，課題組從數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)出發(fā)，根據(jù)實(shí)際軟件開發(fā)任務(wù)分配的基本流程，按照隨機(jī)協(xié)作學(xué)習(xí)小組構(gòu)成的基本原則，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)中的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言、數(shù)據(jù)庫(kù)完整性、數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范化以及數(shù)據(jù)庫(kù)安全性和數(shù)據(jù)庫(kù)編程等數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)內(nèi)容采取協(xié)作自主的任務(wù)設(shè)計(jì)、協(xié)作自主的知識(shí)學(xué)習(xí)、協(xié)作自主的任務(wù)實(shí)踐、協(xié)作自主的任務(wù)評(píng)價(jià)等教學(xué)安排。從根本上對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)展開了任務(wù)驅(qū)動(dòng)與協(xié)作學(xué)習(xí)的教學(xué)探索，并將其教學(xué)成果與傳統(tǒng)教學(xué)方式下的教學(xué)成果加以對(duì)比，從中分析其原因與存在問題，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)課程的教育教學(xué)改革進(jìn)行了有益的探索。

2 教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

在數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)過程中，為了在學(xué)生中有效開展任務(wù)驅(qū)動(dòng)與協(xié)作學(xué)習(xí)，課題組制定了以下教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)流程。

(1)隨機(jī)建立協(xié)作學(xué)習(xí)小組。由教師組織學(xué)生利用隨機(jī)選擇的方式建立多個(gè)協(xié)作學(xué)習(xí)小組，并由組內(nèi)成員自行選擇小組組長(zhǎng)。組內(nèi)成員需服從組長(zhǎng)安排，并根據(jù)被安排的項(xiàng)目任務(wù)查找資料進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，最后按照學(xué)習(xí)成果完成相應(yīng)任務(wù)。

(2)制定項(xiàng)目?jī)?nèi)容并根據(jù)項(xiàng)目制定任務(wù)。小組根據(jù)自身的興趣、愛好選擇要建立實(shí)現(xiàn)一個(gè)什么樣的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，這樣可以將項(xiàng)目任務(wù)貫穿整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)過程當(dāng)中，使組內(nèi)學(xué)生能夠根據(jù)自身預(yù)定的項(xiàng)目任務(wù)有效地依照數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)開發(fā)流程，安排項(xiàng)目各個(gè)階段的具體任務(wù)，并根據(jù)任務(wù)完成課程學(xué)習(xí)。

(3)教學(xué)內(nèi)容討論總結(jié)。在完成任務(wù)的過程中，組內(nèi)成員通過彼此之間的協(xié)作，討論數(shù)據(jù)庫(kù)學(xué)習(xí)過程中針對(duì)當(dāng)前任務(wù)所使用的基本方法或基本原則，并結(jié)合任務(wù)完成情況檢測(cè)學(xué)習(xí)效果，適當(dāng)情況下可由教師對(duì)當(dāng)前小組進(jìn)行任務(wù)解析，并給予相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容提示或教學(xué)內(nèi)容講解。

(4)任務(wù)階段驗(yàn)收。教師根據(jù)每個(gè)小組任務(wù)完成情況給予打分，并對(duì)任務(wù)完成過程中存在的問題進(jìn)行解釋講解。對(duì)學(xué)生在自行學(xué)習(xí)過程中存在的錯(cuò)誤理解以及誤操作加以糾正，并結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)中的實(shí)際內(nèi)容規(guī)范學(xué)生的基本操作。最后，給出下一階段項(xiàng)目任務(wù)可能使用到的教學(xué)內(nèi)容，開展新一輪的項(xiàng)目任務(wù)實(shí)踐。

(5)課程驗(yàn)收。課程驗(yàn)收按照相關(guān)要求可分為兩個(gè)方面：一方面是傳統(tǒng)的教學(xué)效果評(píng)價(jià)，即通過考試等相關(guān)方式對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行課程驗(yàn)收；另一方面可按照學(xué)生項(xiàng)目完成情況，根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目測(cè)試效果給予當(dāng)前小組打分，并由小組組長(zhǎng)根據(jù)組內(nèi)成員任務(wù)完成情況分配得分。

基于以上流程，課題組對(duì)作者所在院系的一個(gè)自然班進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)踐探索。在該自然班中，共有學(xué)生26人，按照隨機(jī)方式建立5個(gè)協(xié)作學(xué)習(xí)小組，并根據(jù)組內(nèi)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(jìn)銷存管理等5個(gè)項(xiàng)目。其后，針對(duì)項(xiàng)目開發(fā)的具體流程，按照數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)內(nèi)容要求，分別在各個(gè)教學(xué)過程中由小組組長(zhǎng)制定并分配項(xiàng)目任務(wù)。整個(gè)教學(xué)過程涉及數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、完整性約束、規(guī)范化、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言、數(shù)據(jù)庫(kù)安全、數(shù)據(jù)庫(kù)編程等多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)內(nèi)容，該項(xiàng)目基本覆蓋了數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)的全部?jī)?nèi)容。教師利用任務(wù)階段驗(yàn)收和課程驗(yàn)收對(duì)協(xié)作學(xué)習(xí)效果進(jìn)行了監(jiān)控和評(píng)估，同時(shí)與其他未使用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)的自然班的教學(xué)效果進(jìn)行了對(duì)比。

3 實(shí)施效果和存在問題

為驗(yàn)證任務(wù)驅(qū)動(dòng)和協(xié)作學(xué)習(xí)教學(xué)方法的有效性，課題組隨機(jī)選取了同樣人數(shù)的另一個(gè)班級(jí)，采用傳統(tǒng)教學(xué)方法，并對(duì)其數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)的基本內(nèi)容掌握情況加以對(duì)比。從圖1中可以看出，從教學(xué)內(nèi)容掌握人數(shù)上看，兩種教學(xué)方法取得的效果相差并不明顯，且在部分情況下任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)稍低于傳統(tǒng)教學(xué)。如關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言教學(xué)等數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)內(nèi)容，在日常教學(xué)過程中，已經(jīng)通過多媒體教學(xué)等手段對(duì)學(xué)生進(jìn)行了實(shí)例教學(xué)，同時(shí)傳統(tǒng)方式的理論授課更能將具體的教學(xué)內(nèi)容尤其是傳統(tǒng)考核的教學(xué)內(nèi)容傳授給學(xué)生。但這種知識(shí)掌握很難在學(xué)生畢業(yè)后的實(shí)際工作中真正發(fā)揮作用。

圖1 教學(xué)內(nèi)容掌握情況對(duì)比

圖2是采用兩種教學(xué)方法的教師所需的講授學(xué)時(shí)。通過該圖可以看出任務(wù)驅(qū)動(dòng)和協(xié)作學(xué)習(xí)的方式明顯地降低了教師的授課時(shí)數(shù)。在教學(xué)效果或教學(xué)內(nèi)容掌握程度相近的情況下，顯然較低的講授學(xué)時(shí)數(shù)更有利于將學(xué)生從枯燥乏味的理論授課中解放出來，給學(xué)生提供更多的自學(xué)時(shí)間，通過非理論授課的方式可以提升學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，特別是通過任務(wù)教學(xué)和協(xié)作學(xué)習(xí)可以提高學(xué)生的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

圖3是采取兩種教學(xué)方法后，學(xué)生能夠靈活運(yùn)用課程中傳授的知識(shí)進(jìn)行實(shí)際項(xiàng)目開發(fā)的實(shí)踐效果對(duì)比。從該圖中可以看出，任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)。這是因?yàn)橄啾葌鹘y(tǒng)教學(xué)，任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)更貼近學(xué)生畢業(yè)后所從事的項(xiàng)目實(shí)際開發(fā)，具有更好的實(shí)踐效果。在整個(gè)教學(xué)過程中能夠?qū)⒗碚摻虒W(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)地結(jié)合在一起，一方面通過協(xié)作學(xué)習(xí)充分調(diào)動(dòng)了組內(nèi)同學(xué)理論學(xué)習(xí)的積極性，另一方面又將項(xiàng)目任務(wù)分解于實(shí)踐教學(xué)中，并利用小組自身設(shè)定的項(xiàng)目選擇充分調(diào)動(dòng)成員的學(xué)習(xí)熱情，進(jìn)而提升了教學(xué)效果。

圖2 教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)對(duì)比

圖3 實(shí)踐效果對(duì)比

為了探索任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)方法在大規(guī)模教學(xué)環(huán)境下的教學(xué)效果，課題組在整個(gè)專業(yè)范圍內(nèi)針對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)這一章節(jié)，按照任務(wù)驅(qū)動(dòng)與協(xié)作學(xué)習(xí)的教學(xué)方法進(jìn)行了實(shí)踐測(cè)試。圖4表明了隨著小組數(shù)量變化，學(xué)生的知識(shí)掌握情況的變化。從該圖中可以看到，使用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)在小組數(shù)量增加的情況下，學(xué)生對(duì)知識(shí)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(xiàng)目任務(wù)的學(xué)生分組較多，教師不易對(duì)項(xiàng)目任務(wù)進(jìn)行管理，且在不同的小組之間易出現(xiàn)多組選擇相同項(xiàng)目的情況，在選擇相同項(xiàng)目的同時(shí)，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(jìn)而影響教學(xué)效果。

通過以上教學(xué)實(shí)踐效果對(duì)比，可以得出任務(wù)驅(qū)動(dòng)的協(xié)作學(xué)習(xí)相比于傳統(tǒng)的教學(xué)方式具有較大優(yōu)勢(shì)，更有利于學(xué)生實(shí)踐水平和綜合能力的培養(yǎng)。但是，這種方式也存在一定的問題，例如教學(xué)效果受實(shí)驗(yàn)設(shè)施影響較大；授課班額不易過大；教師應(yīng)具有實(shí)際的項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)驗(yàn)等。這些實(shí)際問題都影響著任務(wù)驅(qū)動(dòng)與協(xié)作學(xué)習(xí)的教學(xué)效果。綜上，可認(rèn)為在一定范圍內(nèi)使用任務(wù)驅(qū)動(dòng)與協(xié)作學(xué)習(xí)的教學(xué)方法能夠取得優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)方法的教學(xué)效果。

圖4 隨小組數(shù)量變化的知識(shí)掌握情況對(duì)比

4 結(jié)論

任務(wù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方法是近年來教育工作者根據(jù)教學(xué)的實(shí)際情況而更加關(guān)注的一種教育方法，將這種教學(xué)方法結(jié)合協(xié)作學(xué)習(xí)更有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性，為學(xué)生更扎實(shí)地掌握教學(xué)內(nèi)容建立了一個(gè)良好的實(shí)踐基礎(chǔ)。課題組利用任務(wù)驅(qū)動(dòng)與協(xié)作學(xué)習(xí)的教學(xué)方式，在計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)中進(jìn)行實(shí)踐探索，通過考核結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證了這種教學(xué)方式在教學(xué)過程中的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，在總結(jié)這種教學(xué)方法所帶來的優(yōu)秀教學(xué)效果的同時(shí)，發(fā)現(xiàn)了這種方式存在的不足，為任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)的進(jìn)一步研究發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。