大学数学的任务驱动型教学模式

摘 要 ：基于对建构主义的学习理论和信息技术的特点分析,提出了大学数学教学的任务驱动教学模式.阐述了任务驱动教学模式的内涵、特点,重点分析了任务驱动教学模式的实施过程和实施策略,为大学数学的新一轮教学改革提供了一定的参考.

关 键 词 ：建构主义；信息技术；任务驱动型教学；大学数学

作者简介：马巧云（1968-）,女,河南新密人,河南农业大学信息与管理科学学院,副教授；刘同生（1969-）,男,河南汝州人,河南农业大学信息与管理科学学院,讲师.（河南 郑州 450046）

基金项目：本文系科技部创新方法工作专项项目（项目编号：2009IM010400-1-47）的研究成果.

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）02-0119-02

近年来,随着多媒体技术和网络技术的迅猛发展,作为现代教育技术最新理论基础的建构主义理论正在国际上迅速流行,它预示着从教材、教法、教学手段到整个教学过程都将发生重大变革,大学数学教学模式也将随之发生变化.基于建构主义理论和信息技术的大学数学教学方法和模式研究,就是要在先进的建构主义教育理论思想指导下,利用现代信息技术的优势特点,使各种教学资源、教学要素和教学环节相互融合,实现学生学习方式的根本变革——从被动的接受式学习真正转变为自主探索学习和有意义的学习,从而更好地培养学生的创新意识、创新精神、创新能力和解决实际问题的能力.

一、任务驱动教学模式的内涵和特点

教学模式是在一定的教学理论指导下所建立的较为稳定的关于教学活动的基本程序和框架.[1]教学模式是教学理论的具体化,是从教学实践中概括出的形式和系统,具有多样性和可操作性.目前比较成熟的教学模式主要有：传递-接受式、自学辅导式、探究式、概念获得式、支架式、抛锚式和随机进入模式[1]等,这些教学模式的主要区别体现在理论依据、教学目标、操作程序、实现条件、教学评价等五个方面的差异.整体的发展趋势是：从单一的教学模式向多样化的教学模式发展；从归纳型的教学模式向演绎型的教学模式发展；从以教为主的教学模式向重学为主的教学模式发展；从传统的板书教学模式向多媒体教学模式发展.

1.任务驱动教学模式的内涵

任务驱动的教学模式是建构主义理论和信息技术相结合的产物,是由教师将所要学习的新知识转化成一个或几个具体的任务.学生在强烈的问题动机驱动下,通过有效地查找和使用各种学习资源,对所提的任务进行分析、讨论,明确新旧知识间的联系,再在老师的指导帮助下找出解决问题的方法,最后通过任务的完成来实现对所学知识的意义建构,从而培养出独立探索、勇于开拓进取的自学能力和解决实际问题的能力.目前,任务驱动的教学模式已成功用在一些实践性的课程,如信息技术的教学.[3]国际上,如思科等一些大公司也正在积极推广这种教学模式,但对大学数学这些理论性强的学科教学应用较少.

2.任务驱动教学模式的特点

任务驱动的教学模式的最根本特点表现为“以任务为主线、教师为主导、学生为主体”.[4]任务的主线贯穿教学的始终,教师的主导在组织教学,学生的主体在于切身参与到知识的体验和构建中.与传统的教学模式相比,教学理念从传统的以传授知识为主转变为以解决问题和完成任务为主；教学方式从再现式转变为探究式,学生在探究式学习中始终带着真实的任务,容易产生求知并在一个个具体任务的完成中不断地获得成就感,形成感知心智活动的良性循环.中小学探究式学习的实践表明,[5]任务驱动的教学模式同样适用于大学数学教学.现阶段表现出的大学生基础知识差、学习积极性不高等现象,也期待任务式教学模式能激发大学生数学学习的兴趣和,提高大学数学教学的质量,培养学生良好的数学素养和学习能力.

二、任务驱动教学模式的实施过程

任务驱动教学模式的实施过程（如图1）,通常包括设计任务、创设情境、分析任务、探索完成任务、展示交流与评价、归纳与总结.

1.设计任务

在任务驱动式教学中,用于驱动学生学习的任务的设计至关重要,任务设计的好坏直接影响着教学目标的实现和教学效果.任务设计一定要结合数学的特点和学生的身心发展水平,遵循科学性、真实性、层次性、情感性和趣味性等原则,[6]在教师备课环节完成.针对大多数学教师知识面窄,很少能生动形象地展示所学数学在实际生活和专业发展中的应用的现象,教师可借助多媒体,搜寻教材和专业方向相关的问题背景知识和最新成果,使设计的任务立足学生现有的知识经验和知识的生成背景,确保设计出的任务能吸引学生且具体可行.

2.创设情境

创设情境就是要创设与当前学习主题相关的、尽可能真实的学习情境,引导学习者带着真实的“任务”进入学习情境,使学习具有直观性和形象化的特点.这个过程往往需要借助多媒体所展示的生动直观形象来有效地激发学生联想,唤起学生原有认知结构中有关的知识、经验及表象,从而使学生利用有关知识与经验去“同化”或“顺应”所学的新知识,发展能力.

3.分析任务

分析任务是一个必不可少的环节.教师通过启发和引导,并借助多媒体技术使学生对该工作任务有个全局的把握,在此基础上产生一系列需要分别独立或者依次可以完成的子任务,并找出各子任务可能用到的关键技术,可通过哪些途径可以获得相关的关键技术,进而使学生能够明确学习目标,激发学习新技能的积极性.

4.探索完成任务

探索完成任务是学习知识、掌握技能的重要阶段.针对课堂教学时间有限和多媒体教学在时间和空间上的突破,老师可借助网络技术提前将任务和所需参考资料的来源告知学生,让学生带着任务去图书馆或网上查阅相关材料,并鼓励倡导学生与尽可能多的人讨论交流,各自独立或组队协作完成相应的任务,形成比较全面的问题解决方案. 5.展示交流与评价

展示与交流既可以在任务的探索完成中进行,也可以在任务完成后进行,由学生个人或者小组将各自在任务探索完成过程中的经验体会或最后结果相互展示.展示环节既可放在课堂上,也可放在课下.通过展示成果,使学生相互分享成功的喜悦,得到情感上的满足,并能使老师有效地了解学生完成任务的质量,便于找出共性问题以在课堂上重点解决.对学习效果的评价主要是对所学知识的意义建构的评价,和对学生自主学习及协作学习能力的评价.

6.归纳与总结

归纳和总结是学习知识系统化的重要过程.归纳和总结的过程可以在教师的引导下讨论进行,通过建立各知识模块间的逻辑关系,使所学的新旧知识联系起来,形成完整的知识体系,从而完成真正意义上的知识建构.

三、任务驱动教学模式的实施策略

为使任务驱动式教学更好应用于大学数学教学,在研究建构主义学习理论和多媒体教学的基础上,结合任务驱动教学模式在信息技术课程教学和新课改在中小学数学的实践经验,提出三条基本实施策略.

1.任务设计要能提升学习兴趣

在大学数学学习中,学生的学习兴趣来源是多方面的,如学习材料和学习方式本身的新奇,所学知识能体现学以致用的思想,切身实践亲自参与的感受和成就感下的成功激励等.为提高学生对大学数学的学习兴趣,任务驱动式要求设计的任务能带给学生真实的学习场景,并尽可能地适当穿插新奇材料,促使学生积极参与,并从中感受知识的获得过程.如大学数学微积分的教学就可借助其发展史中的几何和物理背景去设计问题,方便学生去积极探索,以通过切身实践获得新知；同时,还可适当穿插数学故事和数学史实显示所学知识的新奇；还可以把导数的变化率思想和积分的元素法思想与学生专业结合起来,让学生感受到所学知识的有用性.此外,设计的任务要难度适中,层层推进,既方便学生新旧知识的融合,又易使学生找到成就感.如积分的教学,除了可以通过几何和物理背景下的元素法引入,还可利用积分是微分的逆运算引入,然后才是对积分法的探讨.总之,任务的设计必须有吸引力.

2.课堂教学要体现数学建模思想

数学建模是联系数学与实际问题的桥梁,在课堂教学中融入数学建模将会极大提高学生理解数学和应用数学的能力.数学建模活动可以从学生熟悉的,生活背景中甄选合适的、典型的、鲜活有趣的素材作为基本内容,并有机地融人教学的某些环节,让学生以数学活动的方式,从生活事理类推数学原理,从生活规律中提炼数学规律.在大学数学的微积分部分,很多概念都是源自实际的抽象模型,如导数源自切线斜率和变速运动速度；定积分源自曲边梯形面积和旋转体的体积等.教师在处理数学建模相关的内容时,应该强调的是数学知识的构建过程,而不是简单地获得结果,并注意充分利用多媒体技术展示问题,让学生亲身体验一下数学的创造和发现过程,培养他们的创新意识、创新精神和创新能力.

3.及时反馈彰显评价的激励作用

由于数学学习过程是一个不断发现问题、提出问题和解决问题的过程,再加上数学知识本身的环环相扣,对学生学习的及时反馈就尤为重要.一方面,学生可通过数学题的练习不断找到成就感,另一方面,老师可以通过作业分析、交流讨论、书面考试及网络通信等方式对学生及时给出评价,并关注学生的微小进步和课外所做的活动,以肯定、激励、指导为主,批评为辅.对学生不同的结论要及时总结和分享,在不断的反馈评价中,构建完善的知识体系,必要时加以拓展应用.

四、结语

任务驱动的教学模式在建构主义的理论支撑和信息技术的技术支撑下,改变了传统的教与学的结构,使学生真正成为学习的主体.教师创设合理的任务情境,不仅使学生在自我探索实践中自然实现所学新知的意义建构,而且极大地调动了学习积极性,加深了学生对自我探索及创造能力训练的认识,收到了极好的教学效果.