基于ADDIE模式的“理论力学”课程教学设计

云海 许英姿 董焕俊

[摘 要] 基于ADDIE模式对“理论力学”课程进行了教学设计，展开线上线下混合式的教学实践，探索在“互联网+教育”环境下，传统基础课程教学方式的不断完善。实践证明，其教学设计有助于培养学生的自主学习能力，有利于培养学生的学以致用能力。

[关键词] ADDIE模式;教学模式;教学设计

[基金项目] 2019年度山东省在线开放课程“山东理工大学理论力学课程综合改革”（SDLG4003-115074）

[作者简介] 云 海（1973—），男，山东淄博人，博士，山东理工大学交通与车辆工程学院讲师，主要从事实验固体力学研究;许英姿（1961—），女，山东青岛人，硕士，山东理工大学交通与车辆工程学院教授，主要从事力学研究;董焕俊（1963—），男，山东莱阳人，学士，山东理工大学交通与车辆工程学院副教授，主要从事力学研究。

[中图分类号] G642.4    [文献标识码] A   [文章编号] 1674-9324（2021）07-0173-04   [收稿日期] 2021-01-21

教学设计是教育技术领域自身产生的[1]。国内外教育教学专家针对教学设计有过多种观点[2，3]，在研究教学设计的过程中产生了诸多的理论和设计模式，ADDIE模型[4]即“通用教学设计模型”，是教学设计中应用最为普遍的模型之一，其中A（Analysis分析）、D（Design设计）、D（Development开发）、I（Implement实施）和E（Evaluation评价）是其五个组成部分。随着网络技术的发展和广泛应用，ADDIE模式逐步被大量应用于网络教学和远程教学[5]及与网络技术有关的混合式教学中。ADDIE模型在力学课程设计，特别是在“理论力学”课程中应用的相关文献较难查到;作者结合本校的学生特点，尝试进行了教学设计，并做了相应的教学实践。

ADDIE模式中五个方面的相互关系如图1[6]所示。在文[6]中提出分析和设计是实施教学设计的前提和基础，开发与实施是教学设计的核心。从图中不难看出，教学分析、设计、开发和实施，都要求做到可以评价，由评价获得反馈，再进行调整和改进;而评价标准应该是以学生学习效果为核心的。该教学设计模式囊括了教学设计的学习者、目标、策略和评价四个要素，不仅强调学生学习的主体地位，而且具有可操作优先级[7 ]。为了提升教育教学质量，保证教学效果最优化，基于ADDIE设计模式，对山东省在线开放课程“理论力学”进行了教学设计，现将课程的教学设计略做阐述。

一、ADDIE教学设计模式的实践

（一）教学分析阶段

分析阶段是整个教学设计的起点，也是关键点，是教学设计的基础部分。高等教育由精英教育转化为大众教育阶段，因此分析阶段的首要任务是分析和调查学习者，分析学习者学习动机的高低、学习者的学习习惯，以及学习者的学习环境;分析调查学习者的学习需求。

对于学习者，我们主要调查分析了学生的学习动机、学习习惯和学生对学习的需求。我校“理论力学”课程开课时间是学生入学的第二个学期。任课教师通过山东理工大学网络教学平台，对学生学习动机、学习习惯和学习需求进行了调查（见表1）。

针对2018级学习“理论力学”课程的机械设计与制造专业1个班和车辆工程2个班共129名学生，收到有效问卷129份。通过平台的问卷分析得出57.4%的学生学习动机很高（8分以上），27.3%的学生学习动机一般（4～7分），15.3%的学生学习动机较低（4分以下）。对学生学习习惯的调查分析发现绝大部分学生喜欢自己思考问题，解决学习过程中遇到的问题的主要方法是请教同学和老师或者通过网络自行解决。针对学生想说的心里话得到的答案是五花八门的，但是90.6%以上的学生希望通过该课程的学习，提高解决实际问题的能力。

在对学生进行分析的同时，ADDIE模式对教学任务的执行者——教师，提出了更高的要求。首先，必须对所教授的专业知识结构有足够深入的理解，以及對本学科在所服务专业中的地位也要十分清楚。其次，熟练掌握传统的授课技巧，对于混合式教学，课堂教学仍然占有很大的比重，能够直接、准确、迅速地接收到学生的反馈，这一点是网络教学所不具备的，但是又与单一的线下教学有所不同，比如说，在课前预习方面，学生之间预习的效果可能会与传统的下线教学差别更大，因此要求教师对课堂把控的能力会更高[8]。另外，教师还必须熟练掌握相应的网络技能。作为一门专业基础课，面向的是大学二年级的学生，这部分群体缺乏工程实践，尚不具备专业知识，因此不但要让学生了解各知识点在本学科结构体系中的位置，还需要给学生展示相关的工程应用及背景，给学生建立起“有用”的认识，所学的知识是为了提升自己分析和解决问题的能力，是为后续课程服务的，而不是仅仅用于解题;教师应该具有通过网络开展线上教学的能力，有些难点通过有限的线下课时未必能够让大多数学生理解透彻，通过反思自己的课堂效果，可以有针对性地对这类问题录制短视频或者利用线上答疑开展线上讲解或讨论;此外，教师还应能够熟练地利用网络发布调查问卷、投票等手段获得反馈，以便在教学过程中能够及时且迅速地收集学生这些反馈并及时做出相应的调整。在进行本校教学平台的课程建设和智慧树平台的课程建设过程中，教学团队逐步积累了大量经验，提升了在课程教学中应用现代信息技术的能力。

（二）教学设计阶段

设计阶段是课程教学设计的关键阶段，在此阶段教学团队根据分析阶段得出的结论，依据教学大纲和课程标准制定出集知识目标、能力目标与素质目标为一体的课程总的目标。根据课程总的目标将教学内容划分为静力学、运动学和动力学三个模块，每一个模块分为若干知识点，每一个知识点提出若干个问题，围绕每一个问题都制定出基于SMART[9]原则的教学目标。

针对教学目标围绕全部问题的解决制定相应的教学策略。对于已划分的这一系列的知识点，要进行重新组织分类，并采用与之相对应的教学策略。我校“理论力学”讲授的对象主要是大学二年级本科学生，这些学生完成了“高等数学”和“大学物理”中力学部分的学习，作为后续专业基础课的“理论力学”，他們已经有了一定的知识储备;通过一学年的学习，学习过程涉及了传统线下、线上线下混合式及完全线上等形式，这些学生也基本了解了本科阶段的学习特点和逐步养成与之相适应的学习方法，这对于梳理知识点并采用相匹配的教学手段十分重要。针对一些相对容易理解的知识点，可以布置学生参照智慧树教学平台的视频自学，通过课堂问答或小组讨论检验自学效果;对于稍有一定难度的知识点，在给学生提出学习目标后安排预习，然后上课通过学生讲解或者课堂讨论的形式解决可能存在的问题;对于既是难点，又是重点的知识点，在要求学生充分预习的基础上，教师需要在课堂上重点讲解，通过习题课加深学生的理解和强化应用。

（三）教学开发阶段

开发阶段也是教学设计的关键阶段，该阶段以前期的分析和设计为基础，对教学材料进行全方位的开发，围绕划分的知识点展开。主要分为以下几个方面：第一，学习目标及该知识点在课程体系中的作用，使学生了解通过学习应该达到的要求;第二，准备各知识点的PPT及相关的素材，包括图片、动画、视频等，用于辅助学生了解工程背景和应用;第三，开发相关视频，包括知识点讲解视频和课堂反思视频，便于学生自学和复习;第四，开发反馈点，包括针对每个知识点的问答题、测试题和开放式讨论问题等;第五，建立有效的答疑形式，因为面向的是处于大学二年级专业偏机械类学生，学分课程比较多，能用于线下答疑的时间有限，通过微信或QQ群，便于及时发现问题和解决问题。

教学团队开发的课程教学材料，见表2。

（四）教学实施阶段

有了前三个阶段作为铺垫，最重要的就是教学实施了。课程的全部资料都在智慧树的平台上。我们将课程的64学时划分为16学时的翻转课堂和48学时的精讲。课前学生围绕学习目标进行预习，通过教材和知识点视频，尝试自己解决或与学习小组协同解决教师预留的问题，这个过程中可能会遇到困难未能解决，并提出问题;教师收集预习反馈，在知识点的讲解过程中，有针对性地解决这些问题，通过实例讲解和问题讨论，帮助学生理解在预习阶段貌似自己已经看懂但是理解不够深入的方面。教学过程中，通过作业、课堂问答、投票、讨论及随堂小测试和章测试等，收集反馈;通过线上和线下方式，对收集到反馈及时做出回应。为了培养学生的工程素质和学以致用的能力，在16学时的翻转课堂内有2学时的案例教学，和2学时的基于案例的讨论[ 10 ]，通过学习平台发布讨论问题和案例，鼓励学生搜集相关的工程实例，运用对应章节学过的知识抽象出相应的力学模型，以小组为单位制作PPT，在课堂上讲解并展开讨论，教师最后做点评。使学生从被动的接受，转变为主动参与到教学过程中，通过组员之间相互协作和相互启发，提升学习兴趣，增强了学好这门课的信心。

（五）教学评价阶段

评价分为两部分，第一部分是课程的成绩评价，分为形成性评价和终结性评价;形成性评价中学生的表现（包括作业和考勤）占课程成绩的10%，分模块的测试成绩占课程成绩的10%，网络平台的学习成绩（包括章测题、视频学习和讨论）占课程成绩的10%;翻转课堂的成绩占课程成绩的10%;终结性评价即最后考试的卷面成绩占课程成绩的60%。这样的成绩评价体系的建立，一方面注重了学生的学习过程，另一方面也培养了学生的自主学习能力和交流表达能力。

评价的第二部分是学生对课程学习达成度的评价，课程考试结束后，通过山东理工大学网络教学平台，对学生学习达成度进行了问卷调查，针对2018级学习“理论力学”课程的机械设计与制造专业1个班和车辆工程2个班共129名学生，收到有效问卷129份。对调查问卷进行分析得出89.61%的学生认为通过案例教学和基于案例的讨论，他们初步具有了用所学力学知识解决实际问题的能力，87.01%的学生认为通过课程的学习，他们的自主学习能力得到提高，58.25%的学生认为通过翻转课堂，他们的解决问题的能力和与他人合作的能力得到了提升，68.83%的学生认为静力学模块掌握得很好，只有5.19%的学生认为理论力学课程没有学好，这与班级的不及格率6.75%相符合。

二、教学反思

通过一年的教学实践，可以得出基于ADDIE模式的“理论力学”课程的教学设计适用于我校“理论力学”课程的教学改革;从这一模式的原理来看，对于其他传统基础课程教学也应该会发挥一定的作用，它提供了一种教学改革的有益的思路，其优势在于不是一成不变，而是通过不断地接受反馈，根据反馈做相应的评价并做出调整，是一个持续的、动态的过程，是一个发展的过程，是符合事物发展规律的。在教学过程中需要任课教师根据学生对课程的客观公正的评价做出调整，评价的合理性和正确性，无疑是这个模式中的关键一环;评价反馈到对教学设计阶段和教学开发阶段及教学实施阶段的修正，特别是在教学设计和教学开发阶段应充分地调动学生学习的主动性，提高学生的学习参与度。在对学生进行评价的同时，其实教师也要做好自我评价，根据教学实践过程中获得的反馈，及时总结，找到自身教学过程和教学设计中存在的问题。混合式教学不是网络技术与传统线下教学的简单叠加，需通过不断相互融合，才能发挥各自的优势，达到较为理想的效果。

参考文献

[1]那一沙，袁玫，吴子东.教学设计研究综述[J].西安交通大学学报（社会科学版），2013，14（3）：109-113.

[2]曾祥翔.从国际学者对话透视教育技术发展[J].电化教育研究，2011（8）：9-15.

[3]加涅.教学设计原理[M].5版.皮连生，庞维国，译.上海：华东大学出版社，2007：2-21.

[4]陈肖庚.ADDIE教学设计模型在成人教育培训中的应用[J].中国成人教育，2011（1）：38-40.

[5]曹茂宏.基于ADDIE模式的中學数学网络教学设计[D].苏州大学，2015.

[6]张剑锋.基于ADDIE模式的大学英语在线学习共同体构建[J].高教学刊，2020（31）：96-99.

[7]Zehra Ozdilek，Edward Robeck.Opreational Prioritios Instructional Desigeners Analzyed With the Steps Of the Addie Instructional Degison Model[J].Procedia-Social and Behavial seciens，2009（1）：2046-2050.

[8]陈月.MOOC背景下的高校思想政治理论课混合式教学模式研究[D].武汉：武汉理工大学，2017.

[9]姚梅林.学习心理学[M].北京：北京师范大学出版社，2008.

[10]许英姿，沈玉凤.基于翻转课堂的理论力学教学改革与实践[J].力学与实践，2015，37（6）：737-740.

On the Teaching Design of the Course of Theoretical Mechanics Based on the ADDIE Model

YUN Hai， XU Ying-zi， DONG Huan-jun

（School of Transportation and Vehicle Engineering， Shandong University of Technology， Zibo， Shandong 255000， China）

Abstract： Based on the ADDIE model， the teaching design of the course of Theoretical Mechanics is carried out. The online and offline mixed teaching practice has also been developed to continuously improve the traditional teaching method in basic courses teaching in the environment of “Internet + education”.Practice has proved that the teaching design is helpful to cultivate students autonomous learning ability and the ability to apply what they have learned in practice.

Key words：ADDIE model; teaching model; teaching design