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和建筑工程對材料性能要求的日益嚴苛，土木工程材料課程的重要性愈發凸顯。然而，傳統的教學模式在應對這一快速變化的需求時，逐漸暴露出諸多不足之處。例如：教學內容更新滯后，難以及時涵蓋最新的材料知識和應用案例；教學方法單一，大多以教師講授為主，限制學生的主動參與和實踐操作；教學手段有限，難以生動形象地展示材料的特性和應用場景。這些問題不僅影響了學生對課程的學習興趣，也不利于培養他們的創新能力和解決實際問題的能力。同時，互聯網和信息技術的迅猛發展也進一步推動了教育教學改革，各種新型教學設計模型在教學領域得到廣泛應用。

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，實現先進的教學理論和實踐的結合。本研究首先有助于優化課程體系，并使教學內容緊跟時代發展和工程實際需求；其次，能夠創新教學方法，提升學生的學習主動性；再次，有利于培養學生的實踐能力和創新思維，使他們能夠更好地應對未來工程實踐中復雜多變的材料問題；最后，可以為其他相關課程的改革提供有價值的經驗和參考。

3）相關研究現狀。ADDIE模型起源于美國軍方。1975年，美國佛羅里達州立大學受美國陸軍委托，設計出一個課程開發模型。該模型是一套有系統地發展教學的方法，是一種課程開發的有效策略，其結構由分析（Analysis）、設計（Design）、開發（Development）、實施（Implementation）、評估（Evaluation）五個環節組成，即ADDIE模型[1。ADDIE模型的出現為教學設計領域帶來新的思路，不僅開拓了新的教學設計路徑，而且被廣泛接受作為解決教育難題的理論依據。

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

但是，當下ADDIE模型在職業技術教育層次的課程建設中應用較少，而且現有研究對于模型中所蘊含的以成果為導向的教學理念和持續改進的策略缺乏足夠的重視與應用。基于此，本文將該模型引入土木工程材料課程教學，進行分析、設計、開發、實施和評估五個環節的教學設計，探索提升課程教學質量的路徑。

1 ADDIE模型概述

1.1 ADDIE模型的內涵

ADDIE模型是一種系統性的教學設計模型，包括分析、設計、開發、實施、評估等五個主要環節，共同構成一個循環往復、不斷優化的教學過程，如圖1所示。在分析階段，主要對教學需求、教學目標等進行深入探討，以明確教學的起點和方向；在設計階段，依據分析結果確定教學策略、教學方法、教學活動等整體框架；在開發階段，側重于將設計方案轉化為具體的教學材料、資源和工具；在實施階段，將開發好的教學內容應用于實際教學過程，并根據教學反饋情況進行調整；在評估階段，主要評估教學效果，根據收集的反饋信息為后續的改進提供依據。ADDIE模型的優點在于它允許教師在教學的每一個環節根據評價的結果進行細致調整，確保教學內容和方法能夠不斷適應學生的需求，真正貫徹以學生為中心的教學理念。

圖1ADDIE教學設計模型

1.2ADDIE模型在基礎教育中的應用案例分析

李娜[嘗試將ADDIE模型應用于生物課程教學，選取高一年級一個班級進行教學實踐，通過設立實驗組和對照組，進行為期兩個月的課堂觀察和單元教學效果評估。不難發現，基于ADDIE模型的高中生物學單元教學設計能夠規劃豐富的教學活動來吸引學生的參與，通過參與互動和解決問題，學生不僅能夠增強滿足感，還能點燃對學習的熱情，進而促進課程成績的提升。同時，基于ADDIE模型的高中生物學單元教學設計不僅能夠使教學設計環節完整，也可以使學生的學習環節完整。學生通過預習，為即將學習的新知識打下基礎，明確學習的方向。課堂上的互動學習幫助他們解決疑惑，深化對知識的理解和記憶，也培養了良好的學習習慣。

2基于ADDIE模型的土木工程材料課程教學設計

2. 1 分析

教學體系的設計應具備清晰的目標導向，課程結構需展現連貫性，確保與學生的實際需求緊密相連，同時必須考慮教學環境的特定條件。因此，分析環節由教學對象分析、教學內容分析和教學目標分析三部分組成。

教學對象分析從學生的共同屬性、知識儲備和學習風格這三個方面展開，有助于精確制定后續教學目標、選擇合適的教學工具和方法以及精心規劃教學材料和互動環節，確保教學活動的順利執行。在本研究中，土木工程材料課程的教學對象為土木工程相關專業大學二年級的本科生或?？粕?，他們已經初步學習理論力學、高數等基礎理論知識，并通過土木工程概論的學習對該專業有了一定的認識，但對土木工程的專業課程還未涉及，專業知識儲備停留在相對淺顯的層次。另外，在當今這個時代，學生廣泛活躍在互聯網，習慣通過互聯網檢索和學習新知識，也樂于接受非傳統的新事物，因此可以預見他們對新的教學模型具有較高的適應性。

教學內容分析要先確定學習內容的深度和廣度以及各部分內容之間的關系。作為土木工程領域的核心課程，土木工程材料課程融合了實踐技能與理論知識，在專業教育框架內起著承上啟下的作用，是學生從基礎學科向專業領域深入學習的跳板。因此，該課程內容的選取要立足系統性和基礎性，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性實驗掌握課程知識點和實驗儀器操作。

教學目標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知識融會貫通，不斷探索新材料的開發。因此，土木工程材料的教學目標包括知識技能目標和能力培養目標兩個方面：知識技能目標是確保學生能夠理解土木工程材料的基本原理、分類、性質和作用機理，為后續的專業課程和實際工程實踐打下堅實的基礎；能力培養目標是培養學生分析和評估不同材料性能的能力，以及提高學生的實踐操作能力和創新思維，鼓勵他們持續探索材料的新用途和改進現有材料的性能。

2.2 設計

設計環節的核心為根據上述環節的成果進行課程教學內容和過程設計，對理論教學的實案運用和實驗教學中研究性實驗的開展方法進行設計，最終呈現教學內容的順序和方式對學生的學習效果有很大影響。加涅認為，學生的學習順序需要從基礎知識排序到復雜應用，或者根據學習內容不斷精進的程度來進行排列，這樣才能夠高效地組織與分配用于推動學習過程的資源和教學步驟。因此，在土木工程材料課程內容的教學安排中，基于學生對材料的基礎概念和混凝土、鋼材、木材、磚石等常用工程材料的不斷深入學習，循序漸進設計教學，確保學生能夠將理論知識應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，開展教學活動要注意激發學生興趣，提前安排課前預習目標并在上課前檢查預習情況，以了解學生的預習完成度。同時，在課堂教學中要輔以工程實例照片或視頻介紹，強調理論知識與實際應用之間的聯系，使學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，綜合運用各種教學媒體如PPT、視頻等，與現場實踐和指導相結合，避免單一性，突出學生主體的教學理念。通過這種教學模式，學生不僅能夠掌握土木工程材料的基本實驗技能，還能夠學會如何分析和闡釋實驗結果，從而更深入地理解材料的性能和應用。

2.3開發

在前期分析和設計的基礎上，結合選擇的土木工程材料教材，編寫教案和其他教學材料，包括但不限于工程案例庫、單元教學步驟設計、試題庫和實驗教學媒體資源，并靈活使用和制作相應的媒體資源來最大化地傳遞相關知識。另外，結合相關理論知識制作精美的PPT進行教學，其內容囊括材料的組成、性質、性能、應用和工程案例資源。比如水泥混凝土的教學，要介紹水泥混凝土的組成，包括水泥、骨料（粗骨料和細骨料）、水和可能使用的外加劑與摻合料，要講解混凝土的力學性能和施工技術要求，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構中的應用。在土木工程材料實驗實踐教學中，學生首先通過微視頻進行學習，視頻內容包括實驗目的、儀器介紹、實驗操作和數據處理，之后安排學生前往實驗室進行實踐，教師針對操作問題實時指導。

2.4實施

實施環節主要是教師在課堂、實驗室等不同場景中開展教學活動和傳遞教學內容。這個環節的重點是根據設計環節制定的教學設計來開展教學活動，并需要及時注意學生的反饋情況。在這個環節，教師對課時進行重新規劃，按照理論授課和實驗教學進行劃分，并對教學目標和重難點進行分配。同時采用分組學習形式，學生自由組合成學習小組，每組 6～7 人，教師指定一名組長。

理論知識教學通過課堂放映PPT的形式，根據教學順序進行遞進式教授，并采取小組合作學習的方式，讓學生在小組內交流想法和解決問題，同時穿插開展實驗課。比如在學習完水泥混凝土相關基礎理論知識后，適時地進行混凝土試驗，及時將理論知識融入實踐，可以提升學生的學習興趣。

實驗課教學要在開始前一周將實驗教學視頻和輔助資料發給學生，學生自由選擇時間進行觀看，對要操作的實驗有初步的認識和準備。按照教學計劃，到達實驗室后，教師要先回答學生在觀看教學視頻后提出的問題，之后讓學生按照小組開展實驗。在實驗期間，教師要在實驗室內多巡視，及時指導學生解決遇到的問題和引導學生完成實驗。在實驗結束后，教師要安排學生進行實驗數據分析和實驗結果討論，并對他們存在的疑問進行解答。

2.5評估

評估環節是整個教學過程最重要的一環，其并非一個獨立的教學階段，而是貫穿分析、設計、開發、實施始終。土木工程材料課程的教學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節或者環節之間進行的評估，比如通過教學內容的更新、課程小測的成績或者學生的實時反饋，在后續環節不斷地修正和完善；總體評估是指在實施環節完成后進行的評估，根據對教學效果和學生成績的分析結果，對從分析、設計、開發到實施的每一個環節進行評估，發現問題并及時修正。

3 結束語

ADDIE模型的五個環節相互遞進和協同，形成一個持續優化的循環，使教學設計具有系統性和迭代性。土木工程材料課程在土木工程類各專業教學中是承上啟下的一環。本研究探索ADDIE模型在土木工程材料課程教學中的應用，詳細介紹五個環節的具體實施步驟，通過線下、線上雙線并行的方式開展教學，充分利用課堂教學和在線教學的優勢，使學生可以自主安排學習時間，提高學習效率，增強學習效果，希望為其他工科課程的教學設計提供有益的借鑒。

4參考文獻

[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基礎課程思政教學模式研究[J].中國教育技術裝備，2024（2）：73-76.

[4] 李逢慶.混合式教學的理論基礎與教學設計［J].現代教育技術，2016，26（9）：18-24.

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

[6] 李娜．基于ADDIE模型的高中生物學單元教學設計的應用研究[D].哈爾濱：哈爾濱師范大學，2022

[7] 加涅.教學設計原理[M].皮連生，譯.上海：華東師范大學出版社，2000：22-24.