基于ADDIE模型的STEM课程设计改革实践以“数字地形测量学实验”课程为例

  • 摘要: 课程设计改革的内涵在于提升课程教学质量和培养学生的创新能力。STEM教育理念强调培养学生的学科融合与创新思维能力。ADDIE模型具有分析、设计、开发、实施和评价“五阶段”结构化闭环设计的特点,可以为课程设计融入STEM教育理念提供坚实的框架基础。为提高STEM课程教学质量,本文基于STEM课程设计与ADDIE模型的切入点,从需求分析与课程目标、课程资源开发与内容设计、课程评价等方面阐述STEM课程设计,构建STEM课程设计4个流程模块,并形成STEM课程的教学实施路径。①从学习者需求、课程目标和现有教学资源等方面进行需求分析。②课程资源开发以学前分析结果为基础,利用智能技术(如虚拟仿真实验等)和整合各类学科竞赛项目开发课程资源,形成侧重点不同、主题不同的教学序列和教学单元;课程内容设计要基于工程项目进行跨学科的横向组织和基于单元活动任务进行流程步骤的纵向组织,最终呈现出课程活动方案、学生活动手册(或工程实验指导手册)、学习支架等内容。③以课程为主线,将真实情境的工程设计贯穿其中。学生分组根据真实情境问题,使用真实仪器设备和教学空间互相交流探索,形成统一的实施方案后完成任务活动。教师可以参与学生的分组讨论并面对面进行点评。④将传统的单一性评价(对学生的形成性评价和总结性评价)转换为对教学和学生的综合性评价。对教学的评价从教师课程资源开发与内容设计、教学实施和课程总结反思的角度,按量化评价或质性评价的方式进行;对学生的评价是指对学生在学习过程中的学习质量和水平进行评价。以“数字地形测量学实验”课程设计为例,探索实践基于ADDIE模型的课程设计:①需求分析,确定课程目标与STEM技能点;②整合STEM元素,开发课程资源和设计课程内容;③教学实施,学生“做中学、学中做”,同时鼓励学生反思实验过程,及时反馈学习感受,有效提升课程设计的应用效果;④多维度评价与总结反思,设计《课程维度(教师课程设计和教学实施)评价量表》和《学生维度(课程目标达成)评价量》表,2024年6—7月进行问卷调查,利用SPSS 30.0统计分析软件对评价分值进行分析,统计结果显示,接受调查的师生对“数字地形测量学实验”课程的课程设计和课程教学实施取得的整体效果较为满意。基于ADDIE模型的STEM课程设计,促进了教育创新与跨学科融合,强化了学生的问题解决能力和创新思维能力。

     

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