基于布鲁姆教学目标分类的ADDIE教学模式研究

李 广 孙立微 徐哈宁 肖 慧 肖怀春

东华理工大学地球物理与测控技术学院 江西南昌 130033

一、概述

21世纪是互联网和信息的时代,大学生获取信息的手段更加多样化、实时化。大学课程具有知识体量大、节奏快的特点,有限的课堂时间在完成知识的讲解之后,难以对学生的专业素质能力进行提升。布鲁姆将人类认知领域的教学目标分为记忆、理解、应用、分析、综合、评价六个层次。在传统的课堂教学模式中,主要完成针对较低认知层次的认知目标(记忆、理解),针对较高层次的认知目标需要大量时间的练习和深入的思考才能实现,因此需要教师在传统课堂的基础上引入信息化技术手段。

教育信息化不是简单地在传统课堂教学中引入现代的信息技术,教育的终极目标是提升学生的技能素质,因此教育信息化应该是教育和信息的有机融合,它即包括利用信息化的手段获取先进的前言知识,也包括利用信息化的技术实现教学的高效能[1]。

本文基于布鲁姆教学目标分类设计ADDIE教学模式,实现线上线下融合式教学。在线下教学中,通过线上平台的辅助功能实现师生之间的高效沟通;在线上阶段,通过教师推送相关知识的前沿应用、实践拓展项目等,实现学生利用所学知识分析问题、解决问题的能力,同时在此过程中,可以利用线上平台的提问功能随时向教师提问,降低完全线上教学模式中学生的孤独感;通过定期组织的线下沙龙、头脑风暴等活动,通过教师的组织和指导,对学生的知识达到纠偏和升华的目的。

二、基于布鲁姆教学目标分类的ADDIE教学模型

加涅[2]认为,教学设计是一个系统规划教学的过程。乌美娜[3]认为,教学设计是运用系统的方法,分析教学问题、确立教学目标、建立解决教学问题的策略方案,并对方案进行评价和修改的过程。何克抗[4]认为,教学设计是运用系统的方法,对学习者分析、教学目标、教学内容、教学方法、教学策略和教学评价等环节进行规划的过程。基于此,本文的教学设计的核心是通过线上线下教学方法的融合,实现线上线下教学目标的融合,最终达到学生能力素质的全面提高。

本文致力于将布鲁姆分层教学目标融入ADDIE教学模型之中,利用ADDIE教学模式的五个阶段,制定精细化的教学目标、个性化的教学方法、精准化的教学内容,进而培养学生高层次的认知目标,全面提高学生分析问题、解决问题的实践能力,达到现代工程教育认证理论所要求的素质能力。基于布鲁姆教育目标分类的ADDIE教学模式具体设计如图1所示。

图1 基于布鲁姆教育目标分类的ADDIE教学模式具体设计

本课题的核心设计思想是以布鲁姆分类教学目标为纲领,以ADDIE教学模式为基础,最终实现培养高素质人才的现代教育目标。具体的设计模块如下:

分析阶段,教师主要是针对学生特点、课程特点和技术平台三个方面进行详细分析,详细了解课程的定位,在授课过程中做到目标明确。首先,分析学生学习的目的、动机、需求等内部动因[5];其次,分析课程的特点,结合专业定位、课程定位,深入了解和把握专业人才培养方案和课程大纲的核心要素;最后,分析技术平台,通过比较各种线上线下混合式教学平台的优缺点,在严格把控学生的时间负担和技术负担的基础上,选择实用性强、易于操作的平台[6]。

设计阶段,针对教学目标、教学模式和教学内容的设计是课程实施过程的指导。首先,依据学生对专业知识的诉求,设定符合专业培养目标和学生发展需求[7-8]的教学目标;其次,根据课程实施的技术平台和学生的学习能力等限制因素,针对不同层次的学生制定出相互补充多层递进的教学模式;最后,针对教学内容,深入分析课程的重难点,进而根据专业特点、学生需求等因素,选择紧跟时代前沿的课题,引导学生去深入学习课程知识,最终形成精准化、个性化[9]和定制化教学满足不同层次、不同需求的学生对知识的诉求。

开发阶段,针对设计阶段产生的核心指导思想,教师须针对性开发不同的教学资源,满足线上推送、线下研讨等不同学习场景的需要。传统的课堂教学中,主要是通过PPT的静态演示加教师的讲解,容易让学生产生疲劳和出现精神不集中的现象,因此本课题需要开发多样化的教学资源,增加课堂的趣味性。线上资源主要应该紧跟学科前沿并且结合实际应用场景,在引发兴趣的同时,创设具体的应用场景来提高学生的实践能力,通过教师的具体辅助来完成高级教育目标的实现。

实施阶段,大学课程知识体量大,讲解节奏较快,因此教师需要通过合适的手段引导学生在课外进行有效预习和复习。因此,在课前,教师线上推送相关的前沿内容,激发学生的学习兴趣和探索欲,以提高学生对后期教学活动的参与度。在课中,教师对课程理论知识进行深入讲解,构筑学生的理论知识体系,为解决工程实践问题打下基础。课后,通过在线布置相关的工程问题,充分锻炼学生分析问题、解决问题的能力[10-12]。最后通过定期举行线下分享会,通过师生之间、生生之间的头脑风暴,进一步提升学生的能力、素质。

评价阶段,针对教学体系的全方位结果反馈,包括专家和学生的定性评价,以及反映在学习成绩上的定量评价和教学平台收集的过程性数据[13]。定性评价,通过同行评议、学生评价等方式,定性评价全过程教学体系的实施效果。定量评价,通过深入分析平台数据和学生数据,从定量的角度评价全过程教学体系的实施效果。反思改进,对整个教学体系在实施过程中遇到的难点和不足,以及教学效果和评价结果,逐步改进全过程教学体系的各部分实施细节。

三、教学效果的实证研究

(一)研究课程与对象

为探究基于布鲁姆教学目标分类的ADDIE教学模型的应用效果,本研究以南昌市D大学2020年秋季的“工程光学”课程为例开展教学实践。该课程由本研究的第一作者按照该设计模型进行研发并主讲,核心内容包括几何光学、波动光学、光的偏振、光的散射、光的量子性五个学习单元,共48个学时。

(二)教学流程

(1)课前自主线上学习。该阶段主要针对教学的前置基础知识进行学习,同时增加课程前沿知识的灌输,进而激发学生对知识的探索欲望。具体如下表:

表1 前沿知识列表

(2)课中深度线下教学。本教学模式将课堂时间分为两个部分,前四分之三的时间,教师进行基础知识的讲解,剩余的四分之一课堂时间,进行综合素质的提升。本阶段教师在课前自主学习的基础上,进一步围绕课程知识重难点开展针对性教学。基于布鲁姆教学目标分类的ADDIE教学模式区别与以往的线上线下混合式教学,本教学模式肯定教师在传统课堂中深入讲解课程知识对学生理解掌握专业知识的积极影响。

(3)课后线上能力提升。经过课前的兴趣激发和课中的基础教学,课后进行能力的系统化提升,通过引入复杂问题、典型工程实践案例等进行知识广度和深度的扩展,完成从基础知识目标到高阶能力目标的转换。

(三)研究方法和工具

基于布鲁姆教学目标分类的ADDIE教学模式在本科教学中的应用已经产生了积极的影响,无论个别学生的访谈结果还是专家听课的评价,都得到了积极正面的反馈。整个学习数据如图2。通过线上平台数据监测对学生整个学习过程进行评价,由教师针对具体学生的线上参与情况进行评价,具体结果如图2中深色折线所示。浅色折线表示学生的综合成绩,包括课堂表现、综合实验和考试成绩三个方面,全面评价学生的知识能力结构。由图中数据可见,整体学生成绩与线上表现之间具有高度的相关性,只有个别学生的成绩与线上表现之间出现明显的背离情况,此种情况出现的原因主要在于学生基础较差,且主观能动性不足,短时间难以提升其的知识能力水平。

图2 成绩和线上表现分布图

为定量评价学生的成绩与线上表现之间的相关程度,使用spss统计分析软件做学生总成绩、卷面成绩、实验成绩和线上表现的皮尔逊双尾相关性分析结果如表2,可见在0.01的置信水平上,卷面成绩、实验成绩和总成绩都与线上表现具有较强的相关性。其中实验成绩是采用综合性设计实验的方式开展,主要考查学生针对具体工程问题设计具体解决方案的能力,卷面成绩考查的重点在于学生对知识的全面掌握,包括考核基础知识的填空选择题和对具体问题计算设计参数的综合性试题,而总成绩是平时表现、实验和卷面成绩的加权平均是对学生能力的全面评价。从表2中的数据可见以上三方面的评价指标与线上表现的相关系数分别为0.477、0.457和0.510,说明具有显著性相关性。

表2 学生成绩和线上表现的相关性结果图

以上分析是从线上课程设计对学生能力培养的影响性角度进行的分析,下面通过开展基于布鲁姆教学目标分类的ADDIE教学方法对成绩的提高效果进行分析。结果如图3和图4所示。

图3 2019年学生成绩数据分布图

图4 2020年学生成绩数据分布图

图3是2019年学生成绩数据的分布图,图4是2020年学生的成绩分布图。通过两图的对比可见,通过全过程教学体系的构建,在2020年学生的平均成绩具有明显的提高。不通过课程考试的人数具有明显的下降,60～90分数段的学生具有显著的提高,这说明基于布鲁姆教学目标分类的ADDIE教学模式对于全面提高学生成绩具有明显作用。两图中超过90分的人数具有一定偏差,因为本全过程教学体系的目的主要是集中于学习水平处于中等以下的学生,目的在于提高处于该阶段学生的学习水平、课程知识的掌握程度。对于90分以上学生,主要取决于个人兴趣、课程投入度和学习能力等。

四、总结

基于布鲁姆教学目标分类的ADDIE教学模式的构建,主要涉及分析、设计、开发、实施、评价五个阶段和高中低三个教学层次,通过分析阶段全面掌握教学实施的对象、内容和媒介等的特点;设计阶段针对课程的目标、内容等设计符合分析结论的教学模型;开发阶段完成具体教学资源的准备;实施阶段是整个教学模式的核心内容,是针对课堂内外内容的具体实践方式;评价阶段可以对本教学体系进行具体的全方位的评价,以不断改进完善该教学体系。

通过对学生的线上表现对实验成绩、卷面成绩和总成绩的相关性的分析,定量确定线上教学内容对学生各个层次教学目标的影响程度;通过对成绩的纵向对比分析,确定该教学模式对学生成绩的提升具有显著效果。本教学模式的开发对于全面提高大学本科课程的教学质量具有重要意义,后续研究将进一步细化知识能力目标分层次的考核方式,以便深入研究各个层次能力目标的影响因素,进行针对性的设计研究。