基于ADDIE模型的“數(shù)字電子技術(shù)”課程“五融十化”一體化教學(xué)改革與實踐

葉云洋?陳煒

摘要：在“新工科”背景下，作為電子信息類專業(yè)核心課程的“數(shù)字電子技術(shù)”課程，承擔(dān)著培養(yǎng)學(xué)生數(shù)字化職業(yè)素養(yǎng)與實踐技能的重任。針對課程知識體系難建立、理論實踐難結(jié)合、團(tuán)隊協(xié)作難開展等問題，本文基于OBE理論，采用先進(jìn)的ADDIE模型，實施了“五融十化”一體化教學(xué)新模式，實現(xiàn)了課程教學(xué)體系、教學(xué)資源、課程思政、教學(xué)模式、課程評價五個方面的改進(jìn)，并取得了顯著的教學(xué)成效。

關(guān)鍵詞：新工科；OBE理論；ADDIE模型；課程思政

“數(shù)字電子技術(shù)”課程是電子類專業(yè)重要的專業(yè)核心課程，也是一門實踐性較強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，主要培養(yǎng)學(xué)生分析和設(shè)計數(shù)字電路，進(jìn)而全面提高學(xué)生應(yīng)用數(shù)字電路的能力，并為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)專業(yè)課程奠定基礎(chǔ)[1]。

一、問題的提出

課程教學(xué)團(tuán)隊在分析課程學(xué)習(xí)對象的基礎(chǔ)上，總結(jié)出以往課程教學(xué)中存在以下三個方面的教學(xué)問題，如圖1所示。

（一）重理論學(xué)習(xí)，輕實踐訓(xùn)練——理論實踐難結(jié)合

“數(shù)字電子技術(shù)”課程具有實踐性強(qiáng)、應(yīng)用性廣等特點，要求學(xué)生有一定的數(shù)字邏輯分析能力和實踐應(yīng)用能力。傳統(tǒng)課程教學(xué)內(nèi)容以數(shù)字電路基本理論為主，重理論學(xué)習(xí)、輕實踐操作，導(dǎo)致理論學(xué)習(xí)和實踐鍛煉脫節(jié)，學(xué)生不能很好地學(xué)以致用，無法運用所學(xué)的知識解決實際問題[2]。

（二）重通識學(xué)習(xí)，輕課程拓展——知識體系難建立

通過對學(xué)生學(xué)習(xí)情況進(jìn)行調(diào)研，大部分學(xué)生主要根據(jù)教材內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)，很少主動進(jìn)行專業(yè)知識的拓展學(xué)習(xí)。隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，課程教學(xué)內(nèi)容很難跟上最新的學(xué)科發(fā)展，導(dǎo)致學(xué)生嚴(yán)重缺乏新知識的拓展學(xué)習(xí)及課外實踐，無法把握數(shù)字電子技術(shù)的最新發(fā)展動向，也難以建立完整的電子技術(shù)知識體系。

（三）重孤立學(xué)習(xí)，輕團(tuán)隊合作——團(tuán)隊協(xié)作難開展

在課程學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生對本課程表現(xiàn)出興趣，重視課程學(xué)習(xí)成績，并具有良好的競爭意識，但學(xué)生在擁有競爭意識鼓勵的同時，比較淡漠團(tuán)結(jié)協(xié)作意識，缺乏團(tuán)隊合作，對今后從事電子工程師職業(yè)的認(rèn)知存在偏差[3]。

二、課程創(chuàng)新理念與舉措

圍繞應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，從教學(xué)過程中存在的真實問題出發(fā)，基于OBE理念進(jìn)行成因進(jìn)行分析[4]，利用現(xiàn)代教育信息技術(shù)及平臺，采用國際先進(jìn)的課程建設(shè)模型——ADDIE模型（Analysis分析、Design設(shè)計、Development開發(fā)、Implement實施、Evaluation評價），重構(gòu)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)資源、教學(xué)模式、課程思政、課程考核五個方面，實施課程的“五融合”[5]（教學(xué)內(nèi)容與實踐案例融合、線上線下與翻轉(zhuǎn)課堂融合、教師導(dǎo)學(xué)與學(xué)生自學(xué)融合、課程思政與職業(yè)素養(yǎng)融合、成績評定與素養(yǎng)考核融合），如圖2所示，實現(xiàn)課學(xué)教學(xué)內(nèi)容的“項目化+邏輯化”、教學(xué)資源的“立體化+信息化”、教學(xué)過程的“任務(wù)化+一體化”，課程思政的“系統(tǒng)化+常態(tài)化”、課程評價的“多元化+多樣化”，形成了“五融十化”的課程教學(xué)創(chuàng)新模式。

三、課程教學(xué)改革與實施

（一）構(gòu)建了“項目化+邏輯化”的教學(xué)體系

1.“項目化”的教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)電子工程師從事的崗位工作，提煉出與本課程“數(shù)字電子技術(shù)”相關(guān)的典型工作任務(wù)，再結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，得到課程的核心教學(xué)任務(wù)和教學(xué)內(nèi)容，接著結(jié)合工程實際要求，讓學(xué)生完成“加法器”“數(shù)碼管顯示器”“搶答器”“計數(shù)器”等電路的設(shè)計制作，最終完成“智能數(shù)字時鐘的設(shè)計與制作”，讓學(xué)生不僅學(xué)會扎實理論知識，還能夠完成實際工程項目，如圖3所示。

2.“邏輯化”的知識體系

由于本課程理論性強(qiáng)且要求學(xué)生具備較好的邏輯思維，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中往往難以理解和掌握眾多的抽象復(fù)雜概念。為了解決這些問題，教學(xué)團(tuán)隊借助億圖軟件和Diagrams網(wǎng)絡(luò)平臺建立了課程的知識圖譜，并引導(dǎo)學(xué)生在每完成一個項目學(xué)習(xí)后自主設(shè)計知識圖譜，從而更加深刻地理解內(nèi)容，提高課程的高階性。

（二）建設(shè)了“立體化+信息化”的教學(xué)資源

1.“立體化”的線上資源

“立體化”的教學(xué)資源是以信息技術(shù)和智能技術(shù)為手段，不僅包括豐富多彩多的線上資源，例如基于超星學(xué)習(xí)通平臺課程已建設(shè)了近百個視頻資源、幾百個試題庫和輔助教學(xué)案例資源（包括最新的電子案例庫和產(chǎn)品圖片等），還包括團(tuán)隊教師的科研創(chuàng)新平臺，例如智能機(jī)器人控制創(chuàng)新平臺、微納光學(xué)器件創(chuàng)新平臺等。同時，課程團(tuán)隊會將各類國內(nèi)外期刊最新發(fā)表的電子先進(jìn)技術(shù)推送到課堂學(xué)習(xí)空間，以此拓展學(xué)生的新知識和新視野。

2.“信息化”的實驗教學(xué)資源

隨著信息時代的到來，數(shù)字化與智能化在越來越多的行業(yè)和領(lǐng)域中得到普及。作為培養(yǎng)未來數(shù)字化人才的數(shù)字電子技術(shù)課程，更需要建立信息化的實驗教學(xué)資源。目前，課程團(tuán)隊正與某教學(xué)公司合作開發(fā)應(yīng)用在線的數(shù)字電子技術(shù)虛擬實驗平臺。

這個平臺集在線仿真實驗、硬件實驗、教學(xué)資源、作業(yè)與成績等功能于一體，能夠滿足學(xué)生在課堂內(nèi)外進(jìn)行實驗和自主學(xué)習(xí)的需求，打破了實驗時間和空間的限制。

（三）形成“系統(tǒng)化+常態(tài)化”課程思政體系

1.“系統(tǒng)化”的課程思政

根據(jù)專業(yè)崗位要求，整理出崗位職責(zé)分析表，根據(jù)學(xué)習(xí)特征分析表分析學(xué)習(xí)需求，提煉出電子工程師的核心素養(yǎng)。為此，課程團(tuán)隊在原有基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)掘課程蘊(yùn)含的思政元素，構(gòu)建包含科技元素、文化元素和工程元素“系統(tǒng)化”的思政體系，實現(xiàn)知識傳授、能力培養(yǎng)和情感價值觀有機(jī)融合[6]。

2.實施“常態(tài)化”的課程思政

除了建立“系統(tǒng)化”的課程思政庫，更重要的是要在日常上課中將課程思政“常態(tài)化”。在上課過程中，教師需要緊密聯(lián)系社會熱點和生活實際，結(jié)合電子技術(shù)案例與教學(xué)實踐活動，潛移默化地將其融入教學(xué)過程。例如，在講解二進(jìn)制過程中，教師可以將其與我國的易經(jīng)聯(lián)系起來；在講解數(shù)字比較器過程中，教師可以將其與防疫的溫度檢測儀聯(lián)系起來。通過課程教學(xué)內(nèi)容與社會實際問題的“常態(tài)化”結(jié)合，實現(xiàn)育人目標(biāo)[7]。

（四）實施“任務(wù)化+一體化”教學(xué)改革

教學(xué)過程任務(wù)化設(shè)計將理論與實踐進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，具體如下：

①任務(wù)導(dǎo)入與準(zhǔn)備：教師在線上發(fā)布任務(wù)預(yù)習(xí)要求，課前學(xué)生在線上完成相應(yīng)的題目；教師在課堂上發(fā)布任務(wù)要求，并講解相關(guān)新知識點，課堂中根據(jù)學(xué)生情況穿插虛擬仿真、小組討論和頭腦風(fēng)暴法。

②任務(wù)組織與實施：學(xué)生根據(jù)理論知識和虛擬仿真平臺，分組按照步驟進(jìn)行實踐操作。

③任務(wù)拓展與評價：在任務(wù)完成后，教師讓學(xué)生進(jìn)行課外任務(wù)的拓展；在每個任務(wù)結(jié)束后，教師與學(xué)生通過線上相互評價，最后教師匯總情況并總結(jié)。

教學(xué)過程一體化是使理論教學(xué)與實踐教學(xué)有機(jī)地結(jié)合在一起，數(shù)字電子技術(shù)的“口袋實驗板+筆記本電腦”讓學(xué)生在理論課堂感受硬件電路的分析、調(diào)試和排錯過程，體現(xiàn)了讓學(xué)生“學(xué)會認(rèn)知、學(xué)會做事、學(xué)會生存、學(xué)會共處”的先進(jìn)教學(xué)理念，既能夠讓學(xué)生在課內(nèi)進(jìn)行理論學(xué)習(xí)與實踐操作，又能夠使學(xué)生在課外根據(jù)需要進(jìn)行線上學(xué)習(xí)與在線訓(xùn)練，能夠有效提高學(xué)生的應(yīng)用能力[8]。

（五）完善“多元化+多樣化”的評價體系

為了提高學(xué)生的參與度以及小組合作的積極性，本課程在原有“師評生”的基礎(chǔ)上，增加“生自評”“生互評”等方式，通過師評量表、自評量表和互評量表，對每個小組成員進(jìn)行分任務(wù)評價[9]，每個任務(wù)的評價內(nèi)容主要包括任務(wù)完成度、過程數(shù)據(jù)、團(tuán)隊協(xié)助情況、任務(wù)練習(xí)、做事態(tài)度和其他創(chuàng)意等，總體更加側(cè)重于過程考核和團(tuán)隊協(xié)作。

同時，教師可以充分利用超星學(xué)習(xí)通、問卷星等信息技術(shù)手段，定期進(jìn)行問卷調(diào)查，收集學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)閉環(huán)管理。

四、結(jié)束語

本課程基于OBE教學(xué)理念，通過ADDIE模型，對課程的教學(xué)大綱、教學(xué)資源、課程思政、教學(xué)手段和教學(xué)評價等方面進(jìn)行全方位地構(gòu)建，實施課程教學(xué)內(nèi)容與實踐案例相融合、線上線下與翻轉(zhuǎn)課堂相融合、教師導(dǎo)學(xué)與學(xué)生自學(xué)相融合、課程思政與職業(yè)素養(yǎng)相融合、成績評定與素養(yǎng)考核相融合，實現(xiàn)了課學(xué)教學(xué)內(nèi)容的“項目化+邏輯化”、教學(xué)資源的“立體化+信息化”、教學(xué)過程的“任務(wù)化+一體化”、課程思政的“系統(tǒng)化+常態(tài)化”、課程評價的“多元化+多樣化”，全面提高了學(xué)生的知識、能力和素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

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