任务分析在数据备份与灾难恢复实训教学中的应用

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  摘 要 任务分析是一项教学设计技术,其作用是确定和分析教学目标中要求学生掌握的知识或技能的内容结构及层次,并以此安排教学的顺序。本文对任务分析在数据备份与灾难恢复课程实训教学中的应用步骤进行了阐述,并通过具体的例子加以说明。
  关键词 任务分析 教学设计 数据备份 灾难恢复
  中图分类号:G424 文献标识码:A
  0 引言
  任务分析是一项以学习心理学为基础的重要教学设计技术,①其最初由美国教育心理学家罗伯特·加涅提出,后由我国著名教育心理学家皮连生教授引入我国并结合实践使其广泛发展和应用。任务分析法要求在开展教学活动之前,事先对教学目标中要求学生掌握的知识或技能构成及其层次进行具体分析,②确定学生与教学目标相关的起点状态,即学生对教师已教授内容的掌握水平,以确定有助于学生达到教学目标要求的有效教学条件,从而为教学情境的设计、教学顺序的编排、教学工具与方法、教学组织形式、考核评价标准与策略等的选择提供心理学依据。
  “数据备份与灾难恢复”课程是高职院校信息安全专业的一门专业主干课程,实用性和操作性很强,实训是该课程教学的重要组成部分。要使学生真正掌握到实践技能,必须遵循以下规律:首先要使学生在实践中获取感性认识,经过多次反复实践,逐步上升到理性层面,最终又回归实践。这就要求为该课程构建出高效的教学活动,而任务分析法则是解决该问题的有效工具之一。
  1 任务分析法在教学中的实施
  以“数据备份与灾难恢复”课程中的硬盘数据恢复实训为例,在教学过程中实施任务分析需要以下几个基本步骤。
  1.1 确定教学目标
  每次实训前都必须明确教学目标,所陈述的教学目标必须符合以下两点要求: a. 多个目标不能有重叠之处,即一个目标的内容不应从属于另一个目标的内容;b. 教学目标必须易于被观察或度量,③必须能具体明确地说明通过教学,学生会做什么事而不是教师该做什么事,因此,不应使用“总结”、“探索”等不能描述具体行为细节的词。比如:本实训的教学目标可表述为:(1)用自己的话描述给定的硬盘数据丢失情况发生的原因并定位出错区域;(2)针对具体数据丢失情况,选出合适的数据恢复软件;(3)使用数据恢复软件恢复硬盘数据,并记录实训思路和恢复数据的步骤。
  1.2 分类教学目标的学习结果
  要达成不同的教学目标或学习结果往往需要使用不同的教学方法,④因此有必要对教学目标中蕴含的学习结果进行分类。根据加涅的学习结果分类理论,学习结果可分为言语信息、智慧技能、认知策略、动作技能、态度5个类别。⑤前4个类别属于能力范畴,第5个类别属于情感范畴。执行任务分析时,首先要把教学目标中的各个学习结果归类到以上的学习结果类型中。在本实训教学目标蕴含的(1)~(3)的学习结果中,(1)需要根据实际情况结合前面的硬盘逻辑数据组织知识进行数据丢失原因的推导,从而判断硬盘逻辑中出错的区域,属于认知范畴中的对“认知策略”的学习,这样使学生能够对自己的思维过程进行监测和调节;(2)属于情感态度,学习会引起学习者的某种内部心理状态得以建立,从而影响其行为的选择,过往在数据恢复软件学习和应用中的成功体验往往对学习者的选择有着直接的影响;(3)属于智慧技能中的对“规则”的学习,技能的形成需要设计一定的实训来完成,使学生通过学习迁移,运用一定的方法确定实训操作步骤并进行操作。
  1.3 分析学生起点能力、学习的使能目标及其层次
  教学任务分析的起点与终点同学生学习的起点与终点刚好相反。学生学习的起点是学生所拥有的一个能同化新知识的且与之有关联的旧的能力或知识,其学习的最后结果被称为终点能力或知识。学习结束时需要达到的目标称为终点目标。而教学任务分析就是从终点目标开始,运用逆向设问,反复提出并回答这样的问题:学生要掌握这一技能需要预先获得哪些更简单的知识或技能,一直分析到学生的起点状态或起点能力为止,这个起点就是任务分析的终点。然后将从起点能力到终点目标之间需要预先掌握的知识和技能目标,即使能目标,逐级排列起来,⑥这就是学习的层次分析。学习的层次分析有助于教师明确全部所要教学的内容,使每层技能都建立在以前学习所获得的知识、技能的基础上。
  在教学时,层级分析所确定的起点不一定是教学的起点,要根据学生的不同而加以具体区分,也就是对学生的实际起点能力要有所了解。在实际教学过程中,通过预实验、小测验、课前提问、问卷调查等手段来确定学生现有的起点状态,再根据具体情况对教学目标进行排序,以确定从学生的起点能力到终点目标之间有哪些使能目标是必须先达成的。比如:“硬盘数据恢复”实训的终点目标是能够使用数据恢复软件恢复硬盘数据,但掌握该项智慧技能必须建立在掌握数据恢复软件的基本操作和能够根据硬盘数据被破坏的情况定位出错硬盘区域的基础上,而要分析出硬盘无法启动、硬盘分区打不开、硬盘分区丢失或其他情况到底是哪个区域或哪些关键数据出问题,以及完成具体数据恢复操作步骤中可能需要的若干计算,还必须先掌握硬盘数据逻辑组织结构的理论知识。图1表示了此实训教学的任务分析过程,该过程是从终点目标出发,找到学习所需要的子目标,即使能目标,并进一步推导出学生的起点能力,由此为教学设计提供必要的依据。
  1.4 分析学习支持性条件
  加涅把学习的内部条件分为必要条件和支持性条件。以上分析的各种结果皆为学习所需的必要条件。必要条件是学习中不可缺少的条件。缺少必要条件,相应的学习就不可能出现。支持性条件是对学习产生加速或减速作用的条件,如认知策略、情感态度、学生的体能状况等。缺少支持性条件,学习不一定不能发生,但其效率会较低。不同类型学习的必要条件和支持性条件既有相同点,也有不同点。教师只要熟悉不同学习类型的必要条件和支持性条件就可以进行教学任务分析。
  2 基于任务分析的教学方法选择   教学方法是多样的,但首先要符合科学的认知规律。任务分析技术是从认知心理学的角度,分析学习结果的类型,判断习得所应采用的科学方法,分析习得过程中的学习条件和学习策略,指导教师科学选择教学方法。依据现代教育学理论的教学原则,不同的知识类型和教学目标应选择最优教学步骤、方法和技术,即“学有定律,教有优法”。
  例如,在“硬盘数据恢复”的教学任务分析中, 硬盘各数据逻辑区域的分布及各区域内部的数据划分,属于陈述性知识——有组织的整体知识,通过直观的硬盘区域模拟图形结合教师的引导帮助学生理解记忆;硬盘主引导区、各分区关键扇区的计算,属于程序性知识——智慧技能中的规则学习,可采用例证法,主要是结合硬盘数据存储区域的理论知识及Winhex软件分析实际硬盘的数据逻辑结构,通过实例进一步强化学生对系统隐含扇区数、分区总扇区数、分区起止扇区编号计算方法的理解;数据恢复软件的操作步骤属于程序性知识,可结合不同情况下的硬盘数据错误定位将所需步骤整合起来,进行整体练习,给予学生充分的时间去熟悉和练习,要求学生归纳总结,举一反三,否则会产生机械学习的后果。
  3 结束语
  教学设计中的任务分析是围绕着以学生的学习过程和学习效果评估这个中心而展开的过程。任务分析为教师在课堂教学之前,对学生从起点能力到终点目标之间需掌握的知识和培养的能力建立一个切实可行的明确目标,提供了心理依据。通过透析教学目标,可以精确地厘定学习类型;通过解析学习条件,可以全面地确定教学内容;通过剖析学习过程,可以科学地选择适当的教学方法。根据任务分析技术所确定的教学方案具有条理清楚、概念明确、重点突出的特点,能使教学设计的有效性得到大幅度提升,对数据备份与灾难恢复实训教学有着积极的促进作用。但是,由于教学内容的不同和学生个体情况各异,要求教师的教学设计要因时因人而制,真正做到因材施教。这也就意味着教学设计具有多元性,这种多元性要求教师在实际教学中根据学生的实际情况确定适合学生的教学设计。
  注释
  ① 程永明.基于任务分析的教和学——看钱梦龙老师如何教学《岳阳楼记》[J].辅导员(教学版),2011(8):56-57.
  ② 黄政.“任务分析”在高中物理教学设计中的应用[J].物理教学探讨,2009(11):25-26.
  ③ 王松.任务分析在化工原理实验教学中的应用[J].广东化工,2010(6):141,143.
  ④ 陈刚.用任务分析技术指导数学课堂教学设计[J].教育科研论坛,2012(1):10-11.
  ⑤ R·M·加涅.学习的条件和教学论[M].上海:华东师范大学出版社,1999.
  ⑥ 王晓云.应用任务分析优化生物学教学设计[J].生物学教学,2011(3):34-36.
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