基于ADDIE模型的土木工程材料課程探索

文章編號：1671-489X（2025）14-0087-04DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2025.14.087

0 引言

1）研究背景。目前，隨著各類新型建筑材料的不斷涌現(xiàn)和建筑工程對材料性能要求的日益嚴(yán)苛，土木工程材料課程的重要性愈發(fā)凸顯。然而，傳統(tǒng)的教學(xué)模式在應(yīng)對這一快速變化的需求時，逐漸暴露出諸多不足之處。例如：教學(xué)內(nèi)容更新滯后，難以及時涵蓋最新的材料知識和應(yīng)用案例；教學(xué)方法單一，大多以教師講授為主，限制學(xué)生的主動參與和實踐操作；教學(xué)手段有限，難以生動形象地展示材料的特性和應(yīng)用場景。這些問題不僅影響了學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)興趣，也不利于培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力和解決實際問題的能力。同時，互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)的迅猛發(fā)展也進(jìn)一步推動了教育教學(xué)改革，各種新型教學(xué)設(shè)計模型在教學(xué)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

2）研究目的與意義。本研究旨在將ADDIE模型引入土木工程材料課程教學(xué)，實現(xiàn)先進(jìn)的教學(xué)理論和實踐的結(jié)合。本研究首先有助于優(yōu)化課程體系，并使教學(xué)內(nèi)容緊跟時代發(fā)展和工程實際需求；其次，能夠創(chuàng)新教學(xué)方法，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性；再次，有利于培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新思維，使他們能夠更好地應(yīng)對未來工程實踐中復(fù)雜多變的材料問題；最后，可以為其他相關(guān)課程的改革提供有價值的經(jīng)驗和參考。

3）相關(guān)研究現(xiàn)狀。ADDIE模型起源于美國軍方。1975年，美國佛羅里達(dá)州立大學(xué)受美國陸軍委托，設(shè)計出一個課程開發(fā)模型。該模型是一套有系統(tǒng)地發(fā)展教學(xué)的方法，是一種課程開發(fā)的有效策略，其結(jié)構(gòu)由分析（Analysis）、設(shè)計（Design）、開發(fā)（Development）、實施（Implementation）、評估（Evaluation）五個環(huán)節(jié)組成，即ADDIE模型[1。ADDIE模型的出現(xiàn)為教學(xué)設(shè)計領(lǐng)域帶來新的思路，不僅開拓了新的教學(xué)設(shè)計路徑，而且被廣泛接受作為解決教育難題的理論依據(jù)。

段海娟等2在土木工程材料實驗課程中引入混合式教學(xué)模式，面向本科層次的教育，從分析、設(shè)計、開發(fā)、實施和評估等階段探討構(gòu)建基于ADDIE模型的MOOC與SPOC混合式實驗教學(xué)模式的過程；李祁等[3在軍隊院校計算機(jī)教學(xué)設(shè)計中引入ADDIE模型，不僅學(xué)員的參與熱情和自我學(xué)習(xí)能力顯著提升，而且對教員的教學(xué)能力提升起到一定促進(jìn)的作用；李逢慶闡釋了基于混合式課程的ADDIE教學(xué)設(shè)計模式，并對教學(xué)過程中的師生活動進(jìn)行深入探討，為教學(xué)設(shè)計理念和實踐相互融合提供了經(jīng)驗借鑒；卜彩麗[5將ADDIE教學(xué)設(shè)計模型與微課程相結(jié)合，提出基于ADDIE的微課程教學(xué)設(shè)計模型，該模型具有聯(lián)系的、動態(tài)的、整體優(yōu)化的系統(tǒng)特征。

但是，當(dāng)下ADDIE模型在職業(yè)技術(shù)教育層次的課程建設(shè)中應(yīng)用較少，而且現(xiàn)有研究對于模型中所蘊含的以成果為導(dǎo)向的教學(xué)理念和持續(xù)改進(jìn)的策略缺乏足夠的重視與應(yīng)用?；诖?，本文將該模型引入土木工程材料課程教學(xué)，進(jìn)行分析、設(shè)計、開發(fā)、實施和評估五個環(huán)節(jié)的教學(xué)設(shè)計，探索提升課程教學(xué)質(zhì)量的路徑。

1 ADDIE模型概述

1.1 ADDIE模型的內(nèi)涵

ADDIE模型是一種系統(tǒng)性的教學(xué)設(shè)計模型，包括分析、設(shè)計、開發(fā)、實施、評估等五個主要環(huán)節(jié)，共同構(gòu)成一個循環(huán)往復(fù)、不斷優(yōu)化的教學(xué)過程，如圖1所示。在分析階段，主要對教學(xué)需求、教學(xué)目標(biāo)等進(jìn)行深入探討，以明確教學(xué)的起點和方向；在設(shè)計階段，依據(jù)分析結(jié)果確定教學(xué)策略、教學(xué)方法、教學(xué)活動等整體框架；在開發(fā)階段，側(cè)重于將設(shè)計方案轉(zhuǎn)化為具體的教學(xué)材料、資源和工具；在實施階段，將開發(fā)好的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)用于實際教學(xué)過程，并根據(jù)教學(xué)反饋情況進(jìn)行調(diào)整；在評估階段，主要評估教學(xué)效果，根據(jù)收集的反饋信息為后續(xù)的改進(jìn)提供依據(jù)。ADDIE模型的優(yōu)點在于它允許教師在教學(xué)的每一個環(huán)節(jié)根據(jù)評價的結(jié)果進(jìn)行細(xì)致調(diào)整，確保教學(xué)內(nèi)容和方法能夠不斷適應(yīng)學(xué)生的需求，真正貫徹以學(xué)生為中心的教學(xué)理念。

圖1ADDIE教學(xué)設(shè)計模型

1.2ADDIE模型在基礎(chǔ)教育中的應(yīng)用案例分析

李娜[嘗試將ADDIE模型應(yīng)用于生物課程教學(xué)，選取高一年級一個班級進(jìn)行教學(xué)實踐，通過設(shè)立實驗組和對照組，進(jìn)行為期兩個月的課堂觀察和單元教學(xué)效果評估。不難發(fā)現(xiàn)，基于ADDIE模型的高中生物學(xué)單元教學(xué)設(shè)計能夠規(guī)劃豐富的教學(xué)活動來吸引學(xué)生的參與，通過參與互動和解決問題，學(xué)生不僅能夠增強(qiáng)滿足感，還能點燃對學(xué)習(xí)的熱情，進(jìn)而促進(jìn)課程成績的提升。同時，基于ADDIE模型的高中生物學(xué)單元教學(xué)設(shè)計不僅能夠使教學(xué)設(shè)計環(huán)節(jié)完整，也可以使學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)完整。學(xué)生通過預(yù)習(xí)，為即將學(xué)習(xí)的新知識打下基礎(chǔ)，明確學(xué)習(xí)的方向。課堂上的互動學(xué)習(xí)幫助他們解決疑惑，深化對知識的理解和記憶，也培養(yǎng)了良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

2基于ADDIE模型的土木工程材料課程教學(xué)設(shè)計

2. 1 分析

教學(xué)體系的設(shè)計應(yīng)具備清晰的目標(biāo)導(dǎo)向，課程結(jié)構(gòu)需展現(xiàn)連貫性，確保與學(xué)生的實際需求緊密相連，同時必須考慮教學(xué)環(huán)境的特定條件。因此，分析環(huán)節(jié)由教學(xué)對象分析、教學(xué)內(nèi)容分析和教學(xué)目標(biāo)分析三部分組成。

教學(xué)對象分析從學(xué)生的共同屬性、知識儲備和學(xué)習(xí)風(fēng)格這三個方面展開，有助于精確制定后續(xù)教學(xué)目標(biāo)、選擇合適的教學(xué)工具和方法以及精心規(guī)劃教學(xué)材料和互動環(huán)節(jié)，確保教學(xué)活動的順利執(zhí)行。在本研究中，土木工程材料課程的教學(xué)對象為土木工程相關(guān)專業(yè)大學(xué)二年級的本科生或?qū)？粕?，他們已?jīng)初步學(xué)習(xí)理論力學(xué)、高數(shù)等基礎(chǔ)理論知識，并通過土木工程概論的學(xué)習(xí)對該專業(yè)有了一定的認(rèn)識，但對土木工程的專業(yè)課程還未涉及，專業(yè)知識儲備停留在相對淺顯的層次。另外，在當(dāng)今這個時代，學(xué)生廣泛活躍在互聯(lián)網(wǎng)，習(xí)慣通過互聯(lián)網(wǎng)檢索和學(xué)習(xí)新知識，也樂于接受非傳統(tǒng)的新事物，因此可以預(yù)見他們對新的教學(xué)模型具有較高的適應(yīng)性。

教學(xué)內(nèi)容分析要先確定學(xué)習(xí)內(nèi)容的深度和廣度以及各部分內(nèi)容之間的關(guān)系。作為土木工程領(lǐng)域的核心課程，土木工程材料課程融合了實踐技能與理論知識，在專業(yè)教育框架內(nèi)起著承上啟下的作用，是學(xué)生從基礎(chǔ)學(xué)科向?qū)I(yè)領(lǐng)域深入學(xué)習(xí)的跳板。因此，該課程內(nèi)容的選取要立足系統(tǒng)性和基礎(chǔ)性，并通過水泥基本性能檢測、砂顆粒篩分、混凝土性能試驗等基礎(chǔ)性實驗掌握課程知識點和實驗儀器操作。

教學(xué)目標(biāo)分析要從土木工程材料課程本身入手，該課程的重點為立足已有的基礎(chǔ)知識融會貫通，不斷探索新材料的開發(fā)。因此，土木工程材料的教學(xué)目標(biāo)包括知識技能目標(biāo)和能力培養(yǎng)目標(biāo)兩個方面：知識技能目標(biāo)是確保學(xué)生能夠理解土木工程材料的基本原理、分類、性質(zhì)和作用機(jī)理，為后續(xù)的專業(yè)課程和實際工程實踐打下堅實的基礎(chǔ)；能力培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生分析和評估不同材料性能的能力，以及提高學(xué)生的實踐操作能力和創(chuàng)新思維，鼓勵他們持續(xù)探索材料的新用途和改進(jìn)現(xiàn)有材料的性能。

2.2 設(shè)計

設(shè)計環(huán)節(jié)的核心為根據(jù)上述環(huán)節(jié)的成果進(jìn)行課程教學(xué)內(nèi)容和過程設(shè)計，對理論教學(xué)的實案運用和實驗教學(xué)中研究性實驗的開展方法進(jìn)行設(shè)計，最終呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的順序和方式對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果有很大影響。加涅認(rèn)為，學(xué)生的學(xué)習(xí)順序需要從基礎(chǔ)知識排序到復(fù)雜應(yīng)用，或者根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容不斷精進(jìn)的程度來進(jìn)行排列，這樣才能夠高效地組織與分配用于推動學(xué)習(xí)過程的資源和教學(xué)步驟。因此，在土木工程材料課程內(nèi)容的教學(xué)安排中，基于學(xué)生對材料的基礎(chǔ)概念和混凝土、鋼材、木材、磚石等常用工程材料的不斷深入學(xué)習(xí)，循序漸進(jìn)設(shè)計教學(xué)，確保學(xué)生能夠?qū)⒗碚撝R應(yīng)用于課堂實驗和實際工程。

土木工程材料課程的理論知識較為繁雜和枯燥，開展教學(xué)活動要注意激發(fā)學(xué)生興趣，提前安排課前預(yù)習(xí)目標(biāo)并在上課前檢查預(yù)習(xí)情況，以了解學(xué)生的預(yù)習(xí)完成度。同時，在課堂教學(xué)中要輔以工程實例照片或視頻介紹，強(qiáng)調(diào)理論知識與實際應(yīng)用之間的聯(lián)系，使學(xué)生能夠理解材料在實際工程中的作用，并使用真實工程案例說明材料選擇、性能和應(yīng)用的重要性。在課堂氛圍上，要增加師生之間、生生之間的互動，鼓勵學(xué)生提問和參與討論，以提高他們的參與度和興趣。

對于土木工程材料的實驗教學(xué)，綜合運用各種教學(xué)媒體如PPT、視頻等，與現(xiàn)場實踐和指導(dǎo)相結(jié)合，避免單一性，突出學(xué)生主體的教學(xué)理念。通過這種教學(xué)模式，學(xué)生不僅能夠掌握土木工程材料的基本實驗技能，還能夠?qū)W會如何分析和闡釋實驗結(jié)果，從而更深入地理解材料的性能和應(yīng)用。

2.3開發(fā)

在前期分析和設(shè)計的基礎(chǔ)上，結(jié)合選擇的土木工程材料教材，編寫教案和其他教學(xué)材料，包括但不限于工程案例庫、單元教學(xué)步驟設(shè)計、試題庫和實驗教學(xué)媒體資源，并靈活使用和制作相應(yīng)的媒體資源來最大化地傳遞相關(guān)知識。另外，結(jié)合相關(guān)理論知識制作精美的PPT進(jìn)行教學(xué)，其內(nèi)容囊括材料的組成、性質(zhì)、性能、應(yīng)用和工程案例資源。比如水泥混凝土的教學(xué)，要介紹水泥混凝土的組成，包括水泥、骨料（粗骨料和細(xì)骨料）、水和可能使用的外加劑與摻合料，要講解混凝土的力學(xué)性能和施工技術(shù)要求，同時通過實際工程案例展示不同種類混凝土在不同類型結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。在土木工程材料實驗實踐教學(xué)中，學(xué)生首先通過微視頻進(jìn)行學(xué)習(xí)，視頻內(nèi)容包括實驗?zāi)康?、儀器介紹、實驗操作和數(shù)據(jù)處理，之后安排學(xué)生前往實驗室進(jìn)行實踐，教師針對操作問題實時指導(dǎo)。

2.4實施

實施環(huán)節(jié)主要是教師在課堂、實驗室等不同場景中開展教學(xué)活動和傳遞教學(xué)內(nèi)容。這個環(huán)節(jié)的重點是根據(jù)設(shè)計環(huán)節(jié)制定的教學(xué)設(shè)計來開展教學(xué)活動，并需要及時注意學(xué)生的反饋情況。在這個環(huán)節(jié)，教師對課時進(jìn)行重新規(guī)劃，按照理論授課和實驗教學(xué)進(jìn)行劃分，并對教學(xué)目標(biāo)和重難點進(jìn)行分配。同時采用分組學(xué)習(xí)形式，學(xué)生自由組合成學(xué)習(xí)小組，每組 6～7 人，教師指定一名組長。

理論知識教學(xué)通過課堂放映PPT的形式，根據(jù)教學(xué)順序進(jìn)行遞進(jìn)式教授，并采取小組合作學(xué)習(xí)的方式，讓學(xué)生在小組內(nèi)交流想法和解決問題，同時穿插開展實驗課。比如在學(xué)習(xí)完水泥混凝土相關(guān)基礎(chǔ)理論知識后，適時地進(jìn)行混凝土試驗，及時將理論知識融入實踐，可以提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

實驗課教學(xué)要在開始前一周將實驗教學(xué)視頻和輔助資料發(fā)給學(xué)生，學(xué)生自由選擇時間進(jìn)行觀看，對要操作的實驗有初步的認(rèn)識和準(zhǔn)備。按照教學(xué)計劃，到達(dá)實驗室后，教師要先回答學(xué)生在觀看教學(xué)視頻后提出的問題，之后讓學(xué)生按照小組開展實驗。在實驗期間，教師要在實驗室內(nèi)多巡視，及時指導(dǎo)學(xué)生解決遇到的問題和引導(dǎo)學(xué)生完成實驗。在實驗結(jié)束后，教師要安排學(xué)生進(jìn)行實驗數(shù)據(jù)分析和實驗結(jié)果討論，并對他們存在的疑問進(jìn)行解答。

2.5評估

評估環(huán)節(jié)是整個教學(xué)過程最重要的一環(huán)，其并非一個獨立的教學(xué)階段，而是貫穿分析、設(shè)計、開發(fā)、實施始終。土木工程材料課程的教學(xué)評估可以分為過程評估和總體評估：過程評估是指在以上四個環(huán)節(jié)或者環(huán)節(jié)之間進(jìn)行的評估，比如通過教學(xué)內(nèi)容的更新、課程小測的成績或者學(xué)生的實時反饋，在后續(xù)環(huán)節(jié)不斷地修正和完善；總體評估是指在實施環(huán)節(jié)完成后進(jìn)行的評估，根據(jù)對教學(xué)效果和學(xué)生成績的分析結(jié)果，對從分析、設(shè)計、開發(fā)到實施的每一個環(huán)節(jié)進(jìn)行評估，發(fā)現(xiàn)問題并及時修正。

3 結(jié)束語

ADDIE模型的五個環(huán)節(jié)相互遞進(jìn)和協(xié)同，形成一個持續(xù)優(yōu)化的循環(huán)，使教學(xué)設(shè)計具有系統(tǒng)性和迭代性。土木工程材料課程在土木工程類各專業(yè)教學(xué)中是承上啟下的一環(huán)。本研究探索ADDIE模型在土木工程材料課程教學(xué)中的應(yīng)用，詳細(xì)介紹五個環(huán)節(jié)的具體實施步驟，通過線下、線上雙線并行的方式開展教學(xué)，充分利用課堂教學(xué)和在線教學(xué)的優(yōu)勢，使學(xué)生可以自主安排學(xué)習(xí)時間，提高學(xué)習(xí)效率，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果，希望為其他工科課程的教學(xué)設(shè)計提供有益的借鑒。

4參考文獻(xiàn)

[1] MolendaM.Insearch of theelusiveADDIE model[J].Performance Improvement，2015，54（2）：40-42.

[2] 段海娟，王英.基于ADDIE模式的土木工程材料實驗課混合式教學(xué)探索[J].實驗室研究與探索，2021，40（8）：159-162.

[3] 李祁，王鳳芹，方霞.面向軍隊院校的計算機(jī)基礎(chǔ)課程思政教學(xué)模式研究[J].中國教育技術(shù)裝備，2024（2）：73-76.

[4] 李逢慶.混合式教學(xué)的理論基礎(chǔ)與教學(xué)設(shè)計［J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2016，26（9）：18-24.

[5] 卜彩麗.ADDIE模型在微課程設(shè)計中的應(yīng)用模式研究[J].教學(xué)與管理，2014（24）：90-93.

[6] 李娜．基于ADDIE模型的高中生物學(xué)單元教學(xué)設(shè)計的應(yīng)用研究[D].哈爾濱：哈爾濱師范大學(xué)，2022

[7] 加涅.教學(xué)設(shè)計原理[M].皮連生，譯.上海：華東師范大學(xué)出版社，2000：22-24.