ADDIE模型下的幾何學(xué)課程教學(xué)設(shè)計(jì)
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摘要：幾何學(xué)是高校數(shù)學(xué)專業(yè)的一門主要基礎(chǔ)課，在本科教學(xué)中起到至關(guān)重要的作用，但在教學(xué)過程中存在缺乏現(xiàn)代數(shù)學(xué)思想滲透的問題。該文使用addie教學(xué)模型，將其中的分析、設(shè)計(jì)、開發(fā)、實(shí)施、評估這五個(gè)階段與幾何學(xué)課程教學(xué)結(jié)合起來，對課程進(jìn)行了教學(xué)設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：幾何學(xué)；ADDIE模型；教學(xué)設(shè)計(jì)
1幾何學(xué)課程概況
幾何學(xué)是高校數(shù)學(xué)專業(yè)的一門基礎(chǔ)課，它的主要思想是運(yùn)用代數(shù)方法研究幾何圖形，把數(shù)學(xué)的兩個(gè)基本對象———形與數(shù)有機(jī)聯(lián)系起來，對數(shù)學(xué)的發(fā)展起到了重要推動(dòng)作用。它的思想方法與幾何直觀性，為抽象的數(shù)學(xué)問題提供了形象的幾何模型與背景，能培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力，提高學(xué)生認(rèn)識和處理數(shù)形關(guān)系的能力，為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)課程奠定了重要基礎(chǔ)。目前，在幾何學(xué)教學(xué)過程中存在以下問題[1]：（1）圍繞研究型人才的高素質(zhì)培養(yǎng)，應(yīng)強(qiáng)化學(xué)生的基礎(chǔ)研究能力，但目前幾何學(xué)課程內(nèi)容與體系安排中，缺乏現(xiàn)代數(shù)學(xué)的思想、觀點(diǎn)和方法，過分強(qiáng)調(diào)各課程的系統(tǒng)性和完整性，課程之間缺乏相互聯(lián)系與滲透。（2）目前的幾何學(xué)課程內(nèi)容千篇一律，且脫離學(xué)生已掌握的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識，要么是學(xué)生已知已會(huì)的，要么超出了學(xué)生現(xiàn)階段的理解能力，導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)質(zhì)量得不到保證。（3）在目前的幾何學(xué)課程教學(xué)中，教師往往注重對考核知識的傳授，而忽略對如平面上二次曲線等一般數(shù)學(xué)理論知識的講解，導(dǎo)致學(xué)生無法將幾何學(xué)知識點(diǎn)融會(huì)貫通，無法形成整體的數(shù)學(xué)思維，不能做到對幾何學(xué)相關(guān)知識學(xué)以致用。（4）課程教學(xué)方法與教學(xué)手段相對陳舊。在信息技術(shù)迅速發(fā)展的今天，幾何學(xué)教學(xué)仍大多采用傳統(tǒng)的線下教學(xué)模式，沒有充分利用現(xiàn)代化的教學(xué)手段，更沒有與“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的大背景結(jié)合起來，且普遍存在重視教學(xué)過程、輕視教學(xué)成果的研究和總結(jié)的現(xiàn)象，影響了教學(xué)質(zhì)量的持續(xù)提高。針對此教學(xué)現(xiàn)狀，為了切實(shí)打好幾何學(xué)課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，充分發(fā)揮幾何學(xué)在本科教學(xué)中的重要作用，對幾何學(xué)課程的建設(shè)和改革就顯得非常必要且尤為重要。
2ADDIE教學(xué)設(shè)計(jì)模型概述
ADDIE模型是由美國佛羅里達(dá)州立大學(xué)教育技術(shù)研究中心開發(fā)的培訓(xùn)模型，包含三個(gè)方面內(nèi)容，即要學(xué)什么（學(xué)習(xí)目標(biāo)的制定）、如何去學(xué)（學(xué)習(xí)策略的應(yīng)用）、如何去判斷學(xué)習(xí)者已達(dá)到的學(xué)習(xí)效果（學(xué)習(xí)考評實(shí)施）。ADDIE模型主要包括分析（Analysis）、設(shè)計(jì)（Design）、發(fā)展（Develop）、執(zhí)行（Implement）、評估（Evaluate）五個(gè)階段[2]。ADDIE模型自設(shè)計(jì)開發(fā)以來，被眾多學(xué)者借鑒和使用[3-4]，在課程教學(xué)改革方面發(fā)揮了很好的作用。本文針對我校目前幾何學(xué)教學(xué)中存在的實(shí)際問題，利用ADDIE教學(xué)設(shè)計(jì)模型探索教學(xué)改革思路。
3基于ADDIE模型的幾何學(xué)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)
本文以ADDIE模型為指導(dǎo)，從分析課程設(shè)置、設(shè)計(jì)規(guī)劃課程體系、開發(fā)完善課程內(nèi)容、實(shí)施執(zhí)行課程講授、評估課程效果五個(gè)階段，探討幾何學(xué)課程教學(xué)設(shè)計(jì)。3.1分析課程設(shè)置以目標(biāo)為導(dǎo)向加強(qiáng)課程建設(shè)。在課程設(shè)置方面，作為一項(xiàng)較為重要的基礎(chǔ)課程，幾何學(xué)是一門通過代數(shù)方法來研究幾何性質(zhì)的學(xué)科，有其獨(dú)特性。作為數(shù)學(xué)類專業(yè)的一門基礎(chǔ)課，幾何學(xué)的教學(xué)內(nèi)容是經(jīng)典的。幾何學(xué)與高等代數(shù)是高校數(shù)學(xué)體系中重要的兩個(gè)部分，這兩部分內(nèi)容結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的融合性。本項(xiàng)目根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)，確立學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)的理念，完善課堂教學(xué)手段。
3.2規(guī)劃課程體系
大連理工大學(xué)幾何學(xué)課程在設(shè)計(jì)過程中，研究了如何安排課程知識點(diǎn)、整體統(tǒng)籌學(xué)生需要預(yù)習(xí)的知識。結(jié)合教學(xué)實(shí)際，進(jìn)一步理清幾何學(xué)課程知識點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系。根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)，對當(dāng)前的課程內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化和重構(gòu)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，學(xué)生獲取知識的渠道拓寬，自主學(xué)習(xí)的意識更強(qiáng)。因此，教師必須改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式和教學(xué)方法，在授課過程中引入在線教學(xué)資源和教學(xué)手段，提升課程的高階性。目前已制作完成與部分課程知識點(diǎn)相關(guān)的在線視頻，目的是加強(qiáng)在線教學(xué)資源的建設(shè)和積累，將學(xué)生置于一種開放、多元的學(xué)習(xí)環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)課前線上預(yù)習(xí)、線下課堂講授、課后線上答疑，形成具有自主性和實(shí)踐性的教學(xué)模式，使學(xué)生在教師的組織和指導(dǎo)下，獨(dú)立思考，自主學(xué)習(xí)。
3.3完善課程內(nèi)容
著力點(diǎn)是優(yōu)化和重構(gòu)幾何學(xué)經(jīng)典的教學(xué)內(nèi)容，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量。應(yīng)完善課程檔案，比如PPT及案例素材等，突出課程的創(chuàng)新性。例如在向量部分中，對于學(xué)生熟悉的向量的定義、向量的加法、向量的內(nèi)積等內(nèi)容，通過知識點(diǎn)概要的形式快速回顧；對于學(xué)生不熟悉的向量外積等內(nèi)容，通過引入實(shí)例等手段細(xì)致講解。3.4執(zhí)行課程講授教學(xué)過程中，應(yīng)堅(jiān)持以學(xué)生為中心，通過組織授課教師定期集體備課、研討課程設(shè)計(jì)，以及組織學(xué)生開展課前線上預(yù)習(xí)、課后線上答疑等方式，提高授課效果。加強(qiáng)教學(xué)梯隊(duì)建設(shè)，組建一支結(jié)構(gòu)合理的“科研教學(xué)一體化”教學(xué)團(tuán)隊(duì)。注重在線教學(xué)資源建設(shè)，通過多媒體和網(wǎng)絡(luò)輔助課堂教學(xué)，拓展教學(xué)空間。推行自主探究的學(xué)習(xí)方式，在講授某些知識點(diǎn)時(shí)，讓學(xué)生自愿組成學(xué)習(xí)小組。比如矩陣及其運(yùn)算這部分知識是補(bǔ)充的高等代數(shù)內(nèi)容，教師可以布置教學(xué)任務(wù)，組織學(xué)生開展專題學(xué)習(xí)，以小組為單位評價(jià)學(xué)生的任務(wù)完成情況。
3.5評估課程效果
在前四個(gè)階段的基礎(chǔ)上，認(rèn)真總結(jié)授課過程中出現(xiàn)的問題，不斷強(qiáng)化課堂設(shè)計(jì)，逐步解決怎么講好課的問題，研究如何明確流程，使學(xué)生能夠真正學(xué)到知識。下面通過一個(gè)案例說明ADDIE模型設(shè)計(jì)在幾何學(xué)線上線下混合式課堂教學(xué)中的應(yīng)用。教學(xué)案例：點(diǎn)到平面的距離。教學(xué)情境：幾何學(xué)涉及多種距離的計(jì)算，其中點(diǎn)到平面的距離是本課程接觸的第一個(gè)距離計(jì)算問題。采用ADDIE模型設(shè)計(jì)，通過分析（Analysis）發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對不同幾何對象之間的距離具體是哪一段存在疑惑。通過設(shè)計(jì)（Design），明確本節(jié)課要讓學(xué)生理解距離的概念，并能夠舉一反三，理解點(diǎn)到平面距離、兩平面距離、兩直線距離等幾何意義。通過發(fā)展（Develop）和執(zhí)行（Implement），教師課前錄制微課，回顧距離概念，明確距離等于兩對象之間點(diǎn)的最短距離，通過直角三角形比對法，講解點(diǎn)到平面的距離是求點(diǎn)和點(diǎn)到平面畫垂線后垂足之間的距離，幫助學(xué)生內(nèi)化知識。此段微課視頻通過雨課堂等平臺，以便于學(xué)生課前預(yù)習(xí)。在執(zhí)行（Implement）階段，學(xué)生已明確點(diǎn)到平面的距離是哪段，直接代入平面方程求解即可。在評估（Evaluate）階段，要認(rèn)真總結(jié)課堂授課流程，思考在線預(yù)習(xí)和課堂講授的邏輯是否流暢，如有問題應(yīng)及時(shí)調(diào)整。通過此案例我們不難看出，ADDIE模型中的五個(gè)部分是一個(gè)緊密結(jié)合的整體。在幾何學(xué)課程的教學(xué)實(shí)踐中，勢必要經(jīng)過反復(fù)調(diào)整（評估之后再分析、設(shè)計(jì)），才能更好地發(fā)揮作用，進(jìn)而提高教學(xué)質(zhì)量。打造優(yōu)質(zhì)的幾何學(xué)課程是一個(gè)系統(tǒng)項(xiàng)目，必須關(guān)注學(xué)習(xí)過程的三個(gè)關(guān)鍵要素———學(xué)生、教師和內(nèi)容，并很好地將三者聯(lián)系起來。
4結(jié)語
本文基于大連理工大學(xué)研究型人才培養(yǎng)方案，以一流課程建設(shè)為目標(biāo)，從幾何學(xué)課程教學(xué)改革的必要性出發(fā)，在分析ADDIE教學(xué)設(shè)計(jì)模型中分析、設(shè)計(jì)、開發(fā)、實(shí)施、評估五大部分的基礎(chǔ)上，提出基于ADDIE模型的幾何學(xué)教學(xué)改革探索方案。在教學(xué)實(shí)踐中，應(yīng)在整體統(tǒng)籌的基礎(chǔ)上，牢牢把握每個(gè)環(huán)節(jié)，不斷提高幾何學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量。
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作者：李風(fēng)玲 雷逢春 單位：大連理工大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院