基于ARCS動機模型的“數字電子技術”課程教學探索與實踐

摘要：新工科建設對國內高校尤其是地方高校工科人才培養提出了新的要求和挑戰。為了加強新工科人才培養，針對新工科要求下的“數字電子技術”課程建設，文章以ARCS動機模型為基礎，從注意、相關、自信心和滿足感4個方面，就課程的教學內容、教學模式以及教學評價設計相應的動機策略，注重培養學生的創新意識與高階思維能力。該課程的教學改革取得了一系列的教學成果，為培養新工科人才提供了新思路，同時也可以作為其他新工科課程建設的借鑒學習材料。

關鍵詞：ARCS模型；新工科；雙線混溶；課程評價

中圖分類號：G63 文獻標志碼：A文獻標志碼

0 引言

在中國高等教育高質量發展的時代之交，理念落實難、辦學基礎相對薄弱、發展高度同質化等問題成為掣肘地方本科院校發展的重大障礙。“地方本科院校”與“新工科”具備實質上的交匯性和本質內涵的交融性，兩者在地方本科院校建設的教育實踐中實現價值統一，多數地方型本科院校正朝著建設特色應用型院校的目標大步邁進。新工科建設具有極強的開創性和創新性，新工科電類專業的課程建設對“數字電子技術”課程的教學提出了更高的要求。

近年來，受大環境和政策引導影響，線上教學和線下教學共同發展，從相互促進到相互融合，不斷敦促著現代教學模式改革和發展。如何發揮出線上線下結合的最大優勢，如何在“面對面”的教學空間中，讓學生的求知欲望自燃，讓學生的自主學習達到更加優秀的成效是每個一線教學工作者的困惑。

“數字電子技術”課程已經被認定為廣東省省級一流線下課程，“探究優秀的教學模式，提升學生的課程滿意度，并推廣優秀的教學模式”是筆者義不容辭的責任。課程改革不斷嘗試多種教學模式，經過實踐—分析—提升—再實踐，在不斷地改革和進步中起到了一流課程的示范作用。

1 ARCS動機模型的基本涵義

ARCS動機模型最早由美國佛羅里達州立大學教授約翰·M·凱勒于20世紀80年代初提出［1］。凱勒概括出影響學習動機的4大主要因素：注意（Attention）、相關（Relevance）、自信心（Confidence）和滿足感（Satisfaction）。該模型采用的設計和問題解決方法遵循線性學習過程，通過激發學生的好奇心將學習內容與學生的經驗、目標和感知重要性相結合，通過提高學生的信心和滿意度等策略增強教學的激勵吸引力。其要義可概括為：教學設計應圍繞注意、切身性、自信心和滿足感，運用課堂學習動機策略，第一要引起學生的注意，使其對某項學習任務產生關注和興趣；第二要使學習任務與學生個人利益和需求密切相關，讓學生真正理解學習任務的重要性；第三要使學生有能力有信心完成該學習任務；第四要讓學生完成學習任務后能收獲成功的喜悅，進而產生滿足感；如此往復逐層深入即可形成學習活動的良性循環。

約翰教授1983年正式提出激勵設計模式4部分之后，人們在不斷努力研究的過程中設計出了一個相對完善的模式，該模式由4部分構成，如圖1所示給出了該4部分及其亞類。

第一部分：A注意即吸引學生注意力和學生的學習興趣。教師通過新奇幽默或者生活中的實際案例，喚醒學生的注意力并激發學生的探究意識，同時在教學過程中通過改變教學形式、教學媒介以及教學空間等，達到最大的視覺效果。

第二部分：R相關即通過知識鏈接，力求教學內容要和學生以往教學內容有相關性或者與學生的生活具有相關性。這部分的設計主要是讓學生體會到：知識是生活中問題的解決方法，學習是為了讓生活更簡單和豐富，逐步改正學生們學習是為了考試的錯誤認知。完成該環節的核心包括：教師幫助學生將學習內容與教學目標關聯起來，教師告知學生學習內容與未來價值與現實生活的相關度，讓學生真實感受到所學內容的意義與價值。在該過程中，教師注意挖掘學生興趣，通過恰如其分的融合，提高學生對所學知識的熟悉度［2］。

第三部分：C信心即通過學習模式的變化，增強學生的自信心，幫助學生建立起對學習的積極預期，維持學生對成功的渴望。通過適當修正學習目標，增加一個積極的成果期望，幫助學生了解工程完成的主要內容與核心條件。通過客觀分析學生的能力和潛質，讓學生體會到成果的歸因是努力不是運氣。

第四部分：S滿足即學生通過自身的努力，能夠使得學習成果與自己的期望值匹配，這樣學生就可以體會到學習的快樂與價值，在學習中獲得滿足感。在學習的工程中，給學生提供真實的或者模擬的環境，讓學生通過自身運用新的知識，體驗到新獲得知識或者技能帶來的較好的學習效果。在任務結束時，通過頒發獎狀、榮譽稱號等方式，及時做好公平公正的評價，為學生提供積極的強化與反饋，以最大程度提升學生的成就感。

2 基于ARCS動機模型的課程設計

2.1 基于注意相關維度的課程內容與教學模式設計

“數字電子技術”課程是電類和偏電類專業的核心專業基礎課，是中大規模數字集成電路、數字系統設計的入門課程，肩負著芯片制造、5G技術、人工智能等方向人才培養的使命，也是相關專業研究生考試的必考科目［3］。

課程具有理論嚴謹、邏輯性強等特點和工程背景，不僅可以為學生構建緊跟技術前沿的理論基礎，還可以有意識地訓練學生的工程實踐能力、提升學生的科學素養，為培養創新型卓越工程科技人才奠定良好的基礎。

2.1.1 新工科課程建設須通過多樣、豐富的教學案例喚醒學生對教學內容的興趣

課程內容安排與設計注重教學內容引入的方式。方式可以是視頻、圖片或者是有意義的游戲環節等；通過啟發式的教學與多樣性的互動讓學生眼、手、口配合，學生親身體驗、親自總結、親口表達，把注意力和興趣點挖掘出來。例如在講解組合邏輯電路設計部分，引入官方大會選舉投票的視頻新聞，再用圖片具體化核心內容，讓學生感受到教學內容的實際性、重要性，明白務實的學習是當下之需。

2.1.2 新工科課程建設須要將現有的課程內容與現實世界、學生的認識范圍背景、個人需求等連接起來

課程教學注意與學生自己的切身實際聯系，將可以達到的目標和追求變現給學生，建立學生對知識的認知關聯。例如針對工科學生，通過將現有的“互聯網+”學科競賽、工科實驗大賽等比賽引入課堂，促使教學內容與競賽建立起必要的聯系，使學生明確教學目標，讓學生維持在專業課程學習的興趣點上。

2.1.3 雙線混溶的教學模式有助于利用線上資源與線下教學的融合，為課堂教學提供優質的教學資源

課前的導學有助于學生盡早理解要學到的新知識，同時在教學平臺上可以提升學生的科研閱讀能力以及為專業拓展做好鋪墊工作。

集中的線下教學采用任務驅動、項目導向、競賽進階等教學模式，積極調動學生的學習積極性，發揮學生的主動性和教師引導能力。在工科課程的教學過程中，注重培養學生的動手能力以及理論和實踐相結合的能力，讓學生可以大膽地實踐自己的想法，在試錯的過程中摸索真理以鍛煉自己的能力，提升學生的自信心，培養學生的工匠精神［4］。

2.2 基于信心、滿意維度的課后學習與學習效果評價

課程學習注重對課后學習的有意識訓練，安排一系列具有一定挑戰度的課后訓練，幫助學生建立成功的學習預期值。通過學習平臺的大數據分析學生在每個知識點的學習效果，根據學生能力設計分層學習任務，保證每個層次的學生都可以學有所得，增強學生學習的自信心，從而產生深入學習的興趣。

課程考核評價的公平性對于學生的心理具有強烈作用。課程考核評價應該針對新工科要求具有多樣化，注重過程性評價，做到課程考核與綜合實訓考核結合，社會、教師、學生評價結合，過程性評價與終結性評價結合。本課程教學評價采用“二評并行，全程嵌套”，對學生的知識、能力、素養和課程思政進行全面的考核，建立過程性評價和終結性評價相結合的“二評并行”“過程性評價在教學過程全程嵌套”評價體系，課程成績評定方法如表1所示。過程性評價為60%；終結性評價為40%，其中，隨堂的期中檢測5%，期末考試35%。突出評價的多元化、過程性、人性化、主體性、實時性和情境性，公平客觀反映學生學習的效果。

3 基于ARCS動機模型的教學評價

2023—2024年度，筆者在物聯網工程專業和科學教育專業的“數字電子技術”課程中，分別應用傳統教學模式和ARCS動機模型的教學模型展開教學。經過一個學期完整教學，在教材相同、作業量一致、實驗項目相同的情況下，基于ARCS動機模型所包含的4個維度（注意、相關、自信心和滿足感）設計課程教學情況的問卷，針對學生課程前后的一般情況、學習動機、自我效能及學習滿意度等方面進行調查。在課程結束后，對參與過程的60人進行問卷調查，通過問卷星回收問卷60份，有效率為100%，另設平行班60人，未參與基于ARCS動機模型教學改革的班級作為對照班級。

一般情況調查通過問卷星完成，設計的主要問題有：性別、年齡、課程設計與專業相關度等。調查采用一致的調研方法和標準，避免了不必要的爭議。

學習動機量表設計30個條目，涵蓋內生動機（14條）和外生動機（16條），量表采用Linkert等級評分標準，1—16按照逆向計分，得分高代表學習動機強烈。該量表的內在學習量表、外在學習量表及總值的Cronbach’s α系數設置為0.80、0.78、0.75。

一般自我效能感量表設計10個條目，用Linkert等級評分標準，分值越高自我效能感越好。Cronbach’s α系數設置為0.83。

學習滿意度量表設計6個方面：教師教學、教學內容、教學成果、合作關系、教學環境以及外界服務。設計條目60條，2級評分，“完全符合（2分）”和“完全不符合（1分）”，Cronbach’s α系數設置為0.80。該量表分值高代表學習滿意程度高。

統計結果采用統計學方法，雙人錄入核對，用SPSS2 5.0統計軟件統計分析結果，計數資料以百分比（%）表示，采用x2檢驗；計量資料以x-±s（平均數±標準差）表示，用t檢驗。有效統計意義差異指定P<0.05。

統計結果：課程前后實驗班學習動機得分分別是70.40±7.95和78.68±11.30；平行班學習動機得分分別是70.20±7.65和71.20±2.65。通過統計分析，數據均具有統計學意義。

課程前后實驗班自我效能感得分分別是22.37±3.47和31.52±3.08；平行班自我效能感得分分別是21.69±3.08和22.98±3.85。通過統計分析，課程前無統計意義（P=0.786），課程后數據具有統計學意義。

課程前后實驗班課程滿意度得分分別是31.28±3.51和36.12±5.17；平行班課程滿意度得分分別是30.76±3.54和31.98±3.81。通過統計分析，課程前無統計意義（P=0.824），課程后數據具有統計學意義。

從以上數據結果可以看出，基于ARCS動機模型的“數字電子技術”課程教學模式優于傳統教學模式，在良性循環下學生學習的動機、自我效能感提升顯著，課程的滿意度明顯增強。

4 結語

本文從教學內容的規劃到教學模式的修訂，從課前到課中再到課后，從教師到學生，全方位地介紹了基于ARCS動機模型的地方高校新工科課程建設——“數字電子技術”課程的教學改革與實踐。在教學內容中，注重關聯動機與“新工科”對標；在教學模式上，創新地提出了“雙線混溶”模式，將線上線下有機結合；在評價體系里，構建了基于信心與滿意維度的課程多元化評價系統，實現將過程工程的核心理念引入到新工科專業課程體系中，培養學生的創新性、實踐性及挑戰承受度，為新工科課程建設提供新的思路。

參考文獻

［1］KELLER J M.Development and use of the ARCS model of instructional design［J］.Journal of Instructional Development，1987（3）：2-10.

［2］王巍.基于ARCS動機激勵模式的大學英語智慧課堂教學改革［J］.高教學刊，2022（4）：140-143.

［3］朱齊媛，馬興灶，龍世瑜，等.專業課程思政建設誤區及對策研究：以“數字邏輯”課程為例［J］.韶關學院學報，2022（11）：83-86.

［4］朱齊媛，孟祥麗.基于思想政治理念的“電子技術基礎”課程教學改革探討［J］.科技與創新，2021（13）：67-68.

Exploration and practice of “Digital Electronic Technology” course teaching

based on ARCS motivation model

Abstract： The construction of new engineering has put forward new requirements and challenges to the training of engineering talents in domestic universities， especially in local universities. For strengthen the training of new engineering talents， this paper focuses on the curriculum construction of “Digital Electronic Technology” under the requirements of new engineering， based on the ARCS motivation model， from the four aspects of Attention， Relevance， Confidence and Satisfaction. While the course of teaching content， teaching mode and teaching evaluation design the corresponding motivation strategy， pay attention to the cultivation of students’ innovative consciousness and high order thinking ability. The teaching reform of this course has achieved a series of teaching results， which provides a new idea for training new engineering talents， and can also be used as a reference for other new engineering curriculum construction.

Key words： ARCS model; new engineering; two-line miscibility; curriculum evaluation