基于ADDIE模型的概率論與數理統(tǒng)計在線課程思政教學方法研究

王 凱，張 鈺

(蚌埠醫(yī)學院衛(wèi)生管理學院，安徽 蚌埠 233000)

0 引言

概率論與數理統(tǒng)計課程是統(tǒng)計信息類專業(yè)的必修課，也是眾多理工科專業(yè)的通識課，教學目的是培養(yǎng)學生具備數理統(tǒng)計和運算技能的實踐能力。在課程體系中，概率論與數理統(tǒng)計是一門提升學生的邏輯思維以及推理能力的基礎學科，對拓展學生的科學探索精神起著重要的作用。如今，課程思政是高校思想政治教育發(fā)展的重要抓手，也是構建大思政教育體系的重要途徑。新冠肺炎疫情背景下，各類各級院校積極開展線上教學活動，然而在大規(guī)模的在線教育過程中，如何有效開展概率論與數理統(tǒng)計線上思政課程教學，在保障教學質量的同時，落實思政育人的實效，成為了一個重要的研究方向。

當前，伴隨著“互聯網 + 教育”的快速發(fā)展，融合線下線上教學的混合式教學模式，有力提升了課堂教學的授課效果。比如，線下教學具有師生信息單向傳遞，課堂監(jiān)管缺失等問題，通過融合線上教學，能夠有效改善教學模式，提升學生主動學習與個性化學習能力。李超等[1]基于深層次學習模型，通過設計在線混合式教學平臺，提升了學生的學習投入度。劉玉文等[2]基于任務驅動理論，將課堂知識進行模塊化設計，利用課堂翻轉、在線自主學習等環(huán)節(jié)，改善了在線教學的過程性評價指標。目前，已有部分學者將線上教學模式應用于概率論與數理統(tǒng)計的課程教學過程中，充分發(fā)揮網絡教學的諸多優(yōu)勢。如趙秀菊[3]通過構建概率論與數理統(tǒng)計金課，探討了互聯網+模式下，線上線下教學融合發(fā)展的可能性。朱方霞[4]基于MOOC模型設計了異步SPOC教學模塊，探索研究了“學生主導+教師主體”的智慧課堂構建，將實踐教學理論融入概率論與數理統(tǒng)計教學中。此外，也有學者以課堂思政教學為基礎，通過改善教學授課效果，提升概率論與數理統(tǒng)計在線課程教學的思想政治教育功能，如張慧等[5]探討了概率論與數理統(tǒng)計教學中課程思政元素挖掘的途徑與方法。馬昕[6]從教學內容與教學效果上分析了課堂思政育人的教學方法，設計了相關的教學案例。基于以上分析可知，雖然針對概率論與數理統(tǒng)計課程的線上課堂與思政教學發(fā)展迅猛，但上述線上思政教學模式多為線下課程教學的補充形式，無法真正滿足大規(guī)模線上思政教學的需要。

針對當前思政教學過程中存在的師生交互效率低下，課堂教學過程缺乏必要管控，以及思政素材無法有效結合課程內容等問題，本文利用互聯網+ADDIE模型進行概率論與數理統(tǒng)計課程教學模式改革，融合傳統(tǒng)講授式教學和線上教學的優(yōu)點，提出了一種基于ADDIE模型的概率論與數理統(tǒng)計在線課程思政教學方法。該方法以高祖新編著的《醫(yī)藥數理統(tǒng)計方法》為研究內容，把教學內容劃分為分析(Analysis)、設計(Design)、開發(fā)(Development)、實施(Implement)、評估(Evaluation)5個模塊，創(chuàng)建思政學習任務，以學生在線自主學習為中心，通過學生認同和學習效果的多維評價，進行思政課堂翻轉，提升課堂思政的授課效果。

1 教學設計

以ADDIE模型為基礎，對教學目標、學習對象和教學環(huán)境進行綜合分析，結合課程思政學習的實際特點，分階段進行教學實踐設計?；贏DDIE模型的概率論與數理統(tǒng)計在線課程思政教學設計包括思政教學目標設計、在線教學模式設計和在線教學過程設計。

1.1 思政教學目標設計

思政教學目標設計以Analysis課程分析為核心，重點分析蚌埠醫(yī)學院衛(wèi)生管理學院醫(yī)學信息工程專業(yè)學科特點，通過設計教學案例，在探討式案例教學中進行課程思政教育。結合實際問題或現實生活，合理地設計生動的問題情境或課程思政情境，利用設問的形式開展探討式教學。思政教學目標設計主要可分為課程知識目標設計與課程思政目標設計。

1)課程知識目標。

通過本課程的學習，讓學生重點掌握概率的基本性質；掌握隨機變量及其概率分布；掌握樣本與統(tǒng)計量；掌握參數估計與假設檢驗；熟悉正態(tài)分布，均勻分布和指數分布；熟悉非參數假設檢驗；熟悉多元隨機變量及其分布；了解線性回歸及其基本應用；了解常用的檢驗方法。

2)課程思政目標。

將思政教育融入課程教學大綱，在課程教學中把辯證唯物主義融入教育中，提高學生提出問題、分析問題和解決問題能力。通過線下教學與線上混合式教學，使學生掌握嚴謹的科學實驗技能，注重科學思維方法的訓練，培養(yǎng)學生探索未知、追求真理的責任感和使命感。

1.2 在線教學模式設計

在線教學模式設計以ADDIE 教學模型中的設計(Design)、開發(fā)(Development)為指導，將課程思政融入線上線下混合式教學設計，通過線下理論教學案例、線上實踐教學案例、課程考核與反饋、教學效果分析等，為概率論與數理統(tǒng)計課程思政實踐提供有價值的參考。其中線下理論教學案例包括3部分：基礎性知識案例、模塊化知識結構案例、創(chuàng)新能力培養(yǎng)案例(和醫(yī)學應用相結合)；線上實踐教學案例包括：課前的基礎型案例自學引導、課中的設計型案例師生共教、課后的創(chuàng)新能力案例強化提升；課程考核與反饋包括：學生端的學情主觀反饋，教師端的效果客觀反饋；教學效果分析包括：教師教學手段、學生專業(yè)背景，授課知識點的多因素隱性分析，具體如圖1所示。

圖1 在線課程思政教學方法設計

1.3 在線教學過程設計

依據在線教學模式設計思路，基于ADDIE模型的線上思政教學框架主要包括5個環(huán)節(jié)：(1)課前學習場景的構建；(2)課中教師思政教學任務的分配；(3)課中學生思政學習任務的分解；(4)課后學情效果的評價；(5)課后實踐教學的知識點延伸。整體流程細節(jié)如圖2所示。

圖2 基于ADDIE 教學模型教學過程設計

基于ADDIE模型的線上思政教學模型，結合概率論與數理統(tǒng)計課程的教學大綱與教學進度，梳理出本課程的思政教學元素，共挖掘與設計覆蓋10個教學單元的思政教育元素54個，如隨機事件及其概率章節(jié)中的唯物主義辯證法與隨機概率實驗、多元隨機變量及其分布章節(jié)中的工匠精神與小概率事件等，科學合理地融入課堂思政要素，同時增加思政與現實生活的契合度。

利用上述思政元素，在課前學習場景構建階段，以ADDIE模型的分析(Analysis)與設計(Design)的工程化開發(fā)理論為指導，教師通過線上平臺，在線發(fā)布包含思政教學引例的課前知識，在介紹概率論起源與發(fā)展來源的教學實例中，以學者生動的故事背景為主線，培養(yǎng)學生對自然科學認知與發(fā)展的興趣。該階段通過知識點記憶與測練融合的形式，適時反饋學生的知識儲備與興趣點方向。通過深入分析專業(yè)課程的思政教學特點，以在線問卷調查，QQ討論等網絡形式，對蚌埠醫(yī)學院衛(wèi)生管理學院的醫(yī)學信息工程專業(yè)進行課前調研。圖3 為該專業(yè)課前學習場景構建流程圖，以此為基礎，實現學習場景的構建。

圖3 課前學習場景構建流程

在課程學習任務分配與學習階段，以ADDIE模型的開發(fā)(Development)與實施(Implement)的工程化開發(fā)理論為指導，突出教師端的思政教學任務引領與學生端的思政自主學習實踐兩個方面。在教師端層面，教師根據預習和討論環(huán)節(jié)收集的數據信息，對重要知識點和欠缺知識點進行講解，通過生講師評、生講生評和師導生演等課堂翻轉方式，進行具體知識點的應用和拓展，并結合案例開展思政元素拓展。同時借助于Python語言、SPSS等統(tǒng)計軟件，進行知識點繪圖與可視化，啟發(fā)學生的自主思考與辯證唯物主義思辨能力。在學生端層面，學生通過登錄在線學習平臺，進行在線自主知識點學習，并根據課時分配的學習任務，進行在線回復、角色扮演、作業(yè)互評等課程學習環(huán)節(jié)。圖4是課程學習任務分配與學習構建流程圖。

圖4 課程學習任務分配與學習構建流程

在課程評估階段，以ADDIE模型的評估(Evaluation)的工程化開發(fā)理論為指導，圍繞學情效果評價與實踐教學延伸2個方面展開，從“教師引領-思政教學內容-網絡教學手段-學生參與-教學效果”5個層面，分別建立“教學達標度-學生接受度-專業(yè)契合度”3個評價維度。

2 在線教學案例實施與評價

2.1 教學案例樣本

本研究通過將概率論與數理統(tǒng)計課程思政教學模式應用于蚌埠醫(yī)學院醫(yī)學信息工程專業(yè)2021—2022學年第1學期的本科教學中，共涉及90名本科生，實驗周期設定為前10周，其中，前5周為對照組教學模式，后5周為實驗組教學模式。該專業(yè)系統(tǒng)融合了醫(yī)學工程、電子信息、計算機及網絡等學科。針對該專業(yè)的學科特點，學習平臺選擇學習通在線軟件平臺以及釘釘手機APP平臺，定時進行學習知識要點的推送與發(fā)布，充分發(fā)揮教學平臺的在線教學功能，以網絡發(fā)帖、學習任務通知、在線討論、課程考勤、隨機測試等形式，完成線上教學環(huán)節(jié)。實驗重點評價學生滿意度和思政教學效果在5個層面，3個維度上的對比情況。測量工具為用戶滿意度調查問卷以及李克特量表。

2.2 教學效果分析

1)課程有效性評估。

教學效果分析包括課程有效性評估，學生滿意度評價以及思政教學效果3個方面。其中，課程有效性評估的1級與2級指標如表1所示。依據上述指標設計學生滿意度評價問卷表，將不同維度的2級指標轉化成32個對應的問卷題項。共在線發(fā)放問卷90份，回收有效問卷88份，問卷調查結果如表2所示。由表2可知，超過75%的學生對課程的教學內容、教學手段、思政教學形式感到滿意；80%以上的學生認同在線課程教學與線下課堂互動的學習效果；此外，約85%的學生肯定了思政教學在知識傳授、學習能力培養(yǎng)以及立德樹人方面的積極效果。

表1 課程有效性評估指標

表2 在線課程思政學生滿意度評價問卷調查

2)思政教學參與度分析。

對比基于ADDIE模型的思政教學方法實施效果，采用t檢驗驗證實施前后的學生對課堂知識點的認知水平差異，結果如表3所示。分析表3可知，學生在整體知識認知程度與認知情感體驗2個維度上，具有統(tǒng)計學意義，表明該模型對于提升學生的思政知識認同與情感認同方面，具有一定的改善與提高，而在知識認知技能維度上沒有統(tǒng)計學意義，表明學生在實踐技能的參與、調整與完善等方面有待提高，未來通過增加師生、生生交互頻率與交互深度等環(huán)節(jié)，提升該方法的有效性。

表3 思政教學參與度t檢驗

3 教學反思與總結

本課程的亮點是通過融合線上線下課程教學，將概率論與數理統(tǒng)計課程按照ADDIE模型進行模塊化功能分解，同時結合思政案例與混合式教學模式，有效提升了線上思政教學效果，降低了線下教學中學生參與度低、接受度差等問題。此外，從教學效果評價角度，本課程在保持專業(yè)背景特色的前提下，適時融入“思政”元素，并通過教學過程互動與學情反饋等環(huán)節(jié)，有效提升了學生對課堂思政的接受能力。

本文將工程化開發(fā)理論應用到概率論與數理統(tǒng)計課程教學中，通過實踐教學與效果評價，探索了思政背景下混合式教學方法的可行性，經過試驗分析對比，該方法達到了良好的效果。由于缺乏實踐課程的思政在線指導，本課程的實驗教學環(huán)節(jié)未能得到有效的提升。如何深度融合思政理念，因勢而導，保障在線實踐教學的“思政”教學效果是未來深入研究的方向。