基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)和BOPPPS模型的教學(xué)研究與實(shí)踐

許博　陳衛(wèi)衛(wèi)　邢長(zhǎng)友　胡超　張國(guó)敏

摘要：研究如何基于BOPPPS模型，更有效地組織教學(xué)過(guò)程，提高教學(xué)效果，利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，對(duì)BOPPPS模型進(jìn)行擴(kuò)展以實(shí)現(xiàn)教學(xué)全過(guò)程管理，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理課程中應(yīng)用實(shí)踐的案例說(shuō)明實(shí)踐過(guò)程。

關(guān)鍵詞：BOPPPS模型；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；教學(xué)設(shè)計(jì)

1.概述

“教”與“學(xué)”的互動(dòng)是教學(xué)的基本形式，在課堂教學(xué)活動(dòng)中，一切教學(xué)環(huán)節(jié)都緊密圍繞教學(xué)目標(biāo)而展開。從“教”方面而言，教師主要關(guān)注于如何確定教學(xué)內(nèi)容的選擇、教學(xué)過(guò)程的設(shè)計(jì)與實(shí)施和教學(xué)效果的檢測(cè)與評(píng)定；從“學(xué)”方面而言，學(xué)生主要關(guān)注于怎樣分清基礎(chǔ)知識(shí)、重點(diǎn)知識(shí)和提高知識(shí)及對(duì)相關(guān)知識(shí)的具體要求。BOPPPS教學(xué)模型是一種起源于北美地區(qū)，供教師進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的模式，它也被稱作有效教學(xué)模型。

工欲善其事，必先利其器，我們通過(guò)先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)集成BOPPPS教學(xué)模型，將教學(xué)管理人員、教師和學(xué)生三者有機(jī)納入到統(tǒng)一的管理平臺(tái)之中，建立一條教學(xué)互動(dòng)、教管互動(dòng)的信息高速公路。在教學(xué)系統(tǒng)中，科學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)資源管理、課程管理和教學(xué)過(guò)程管理3個(gè)階段的工作模式，使得BOPPPS模型能夠覆蓋課前、課中和課后3個(gè)環(huán)節(jié)，支持課堂教學(xué)并發(fā)展創(chuàng)新思維，建立面向課程全過(guò)程管理的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)方式，使得教師能夠?qū)φn程教學(xué)的每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行掌控，可以方便地對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果（如投入時(shí)間、參與度及效果與考核成績(jī)）和教師教學(xué)效果進(jìn)行評(píng)估，同時(shí)為學(xué)生提供了創(chuàng)新平臺(tái)，使得教的質(zhì)量、學(xué)的效果、管的效率能夠得到促進(jìn)，進(jìn)而同步提升。

2.BOPPPS模型

BOPPPS模型中包含6個(gè)課程教學(xué)階段（即為六要素），分別為B（Bridge-in）引入、O（Learning Obiective）學(xué)習(xí)目標(biāo)、P（Pre-Test）課前摸底、P（Participatory Learning）參與式學(xué)習(xí)、P（Post-assessment）課內(nèi)評(píng)估、s（Summary）總結(jié)。各個(gè)要素的含義見表1，同時(shí)呈現(xiàn)了5W教學(xué)要素（即Why、Who、What、How和Whetherornot）在BOPPPS模型中出現(xiàn)的位置。

從教學(xué)組織實(shí)施層面，BOPPPS模型給出了遵循“教學(xué)目標(biāo)—教學(xué)行為—學(xué)習(xí)活動(dòng)一教學(xué)評(píng)估_教學(xué)目標(biāo)”的教學(xué)循環(huán)過(guò)程，使教師能夠有效地組織課程教學(xué)并獲取反饋信息；另一方面，從培養(yǎng)計(jì)算思維的目標(biāo)出發(fā)來(lái)看，該模型還可以幫助學(xué)生培養(yǎng)如何分析問(wèn)題、如何探尋學(xué)習(xí)難點(diǎn)、如何反思學(xué)習(xí)的盲點(diǎn)等能力，是一種培養(yǎng)計(jì)算思維的非常好的工具。

3.網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)

廣泛普及的網(wǎng)絡(luò)為教育改革提供了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展方向，已成為現(xiàn)代教育的重要特征，為教育發(fā)展提供一種新的推動(dòng)力。基于網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)系統(tǒng)能夠支持面向知識(shí)點(diǎn)、自學(xué)習(xí)等新型教學(xué)方式，高效利用教師的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提高教學(xué)效率，為師生開展有針對(duì)性的教學(xué)活動(dòng)提供重要的技術(shù)支撐。信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展使教學(xué)的技術(shù)手段和載體形式發(fā)生了革命性的變化，網(wǎng)絡(luò)的開放性、分布性的特點(diǎn)以及基于網(wǎng)絡(luò)的巨大計(jì)算能力，使學(xué)生的自學(xué)習(xí)能夠突破時(shí)間、空間和形式等各方面的約束。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)不僅能夠提高教學(xué)質(zhì)量，還能夠促進(jìn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)，并為推進(jìn)教學(xué)模式改革奠定基礎(chǔ)。為了進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)質(zhì)量，我們采用了SPOC網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，將BOPPPS教學(xué)模型高效、快速、靈活地應(yīng)用在教學(xué)實(shí)踐中，它采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，將BOPPPS模型的6個(gè)階段延伸到了課前與課后，從多個(gè)方面調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)課程教學(xué)的全過(guò)程管理。

3.1采用問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)法延伸課堂

“問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)法”是一種建立在建構(gòu)主義教學(xué)理論基礎(chǔ)上，以具體問(wèn)題作為教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)，以學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和教師充分引導(dǎo)相結(jié)合為主要特征的教學(xué)方法。這種教學(xué)法通過(guò)構(gòu)建“問(wèn)題鏈”，設(shè)計(jì)問(wèn)題情景，從而恰當(dāng)?shù)貫閷W(xué)生呈現(xiàn)問(wèn)題并激發(fā)興趣，使學(xué)生產(chǎn)生參與解決問(wèn)題的欲望，并調(diào)動(dòng)其主動(dòng)探索問(wèn)題的積極性。通過(guò)教師的主導(dǎo)和啟發(fā)，展示知識(shí)的形成和應(yīng)用過(guò)程，讓學(xué)生通過(guò)解決問(wèn)題的過(guò)程來(lái)加深對(duì)知識(shí)的理解、構(gòu)建和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累。

通過(guò)該教學(xué)系統(tǒng)，可以分別在課前和課后設(shè)置思考題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論交流，為在課堂上高效應(yīng)用BOPPPS模型奠定良好的基礎(chǔ)。一般情況下，教師可以精心設(shè)計(jì)一些問(wèn)題并將其發(fā)布在論壇上，然后對(duì)問(wèn)題進(jìn)行一定程度的解析，讓學(xué)生理解問(wèn)題的本質(zhì)；而后組織學(xué)生在論壇中探討交流，深入挖掘解決問(wèn)題的方法；最后教師對(duì)問(wèn)題及學(xué)生的解決方案進(jìn)行總結(jié)評(píng)價(jià)。通過(guò)問(wèn)題能夠揭示理論概念的形成過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生探索知識(shí)的結(jié)論與規(guī)律，激起學(xué)生使用理論知識(shí)解決實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題的趣味，提升其信心。

3.2采用教學(xué)全過(guò)程管理機(jī)制關(guān)注學(xué)生

傳統(tǒng)的教學(xué)模式僅關(guān)注學(xué)生課程的客觀成績(jī)而忽視了整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程，導(dǎo)致課程結(jié)束后才能對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，錯(cuò)過(guò)了課程學(xué)習(xí)的最佳時(shí)機(jī)。BOPPPS教學(xué)模型的課前摸底、參與式學(xué)習(xí)和課內(nèi)評(píng)估可以有效地在課堂上對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題。筆者利用SPOC教學(xué)系統(tǒng)，將BOPPPS模型的課內(nèi)評(píng)估延伸至課前與課后，并采用形成性評(píng)價(jià)（formative assessment）和結(jié)論性評(píng)價(jià)（summativeassessment）對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。其中，形成性評(píng)價(jià)是教師在教學(xué)過(guò)程中根據(jù)學(xué)生的實(shí)時(shí)反饋?zhàn)鞒龅脑u(píng)價(jià)，類似于平時(shí)成績(jī)；結(jié)論性評(píng)價(jià)是課程結(jié)束后教師對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)，類似于課程考試成績(jī)。在SPOC教學(xué)系統(tǒng)中，可以輕松地記錄學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的所有學(xué)習(xí)行為，包括課程參與度、作業(yè)完成情況、自學(xué)情況、測(cè)試情況和實(shí)驗(yàn)情況等。綜合評(píng)價(jià)更傾向于過(guò)程性評(píng)價(jià)，因?yàn)檫^(guò)程性評(píng)價(jià)能夠?qū)W(xué)生作出及時(shí)的反饋，從而幫助教師判斷能否進(jìn)入下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，也能夠?qū)處煹慕虒W(xué)方法及其產(chǎn)生的效果作出反饋。

上述評(píng)價(jià)方式被稱為教學(xué)全過(guò)程管理機(jī)制，其階段示意圖如圖1所示。在該過(guò)程中，教師可以利用系統(tǒng)記錄學(xué)生學(xué)習(xí)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，包括參與各種教學(xué)活動(dòng)的次數(shù)、時(shí)間、效果和教師的客觀與主觀評(píng)價(jià)，使教師能夠?qū)W(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效果進(jìn)行綜合評(píng)定，并能及時(shí)發(fā)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，進(jìn)而調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和方式，消除降低教學(xué)質(zhì)量的缺陷。

3.3采用精確化和智能化在線測(cè)試提高效率

為了了解學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)以及教師的教學(xué)效果，BOPPPS模型中強(qiáng)調(diào)進(jìn)行前測(cè)與后測(cè)，而課堂教學(xué)活動(dòng)的效果主要通過(guò)水平測(cè)試進(jìn)行檢驗(yàn)。因此，SPOC網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)提供了功能完備的試題管理與在線測(cè)試分析功能，其結(jié)構(gòu)模型如圖2所示。

利用SPOC教學(xué)系統(tǒng)實(shí)施BOPPPS模型的前測(cè)與后測(cè)，能夠?qū)z驗(yàn)結(jié)果快速反饋給教師，使教師能夠及時(shí)調(diào)整和改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容。從試題管理功能上講，系統(tǒng)提供試題錄入、試題與知識(shí)點(diǎn)或章（反映學(xué)習(xí)的階段性）綁定等功能；從組卷測(cè)試功能上講，系統(tǒng)提供布置課后作業(yè)、章講測(cè)試、知識(shí)點(diǎn)測(cè)試、期中測(cè)試和期末測(cè)試等組卷及在線測(cè)試支持功能，實(shí)現(xiàn)測(cè)試的精確化和智能化。從評(píng)價(jià)分析功能上講，系統(tǒng)能夠提供自動(dòng)評(píng)分和人工閱卷相結(jié)合的功能、分?jǐn)?shù)處理和教學(xué)效果分析等。這些功能不僅能夠大大提升應(yīng)用BOPPPS模型的效率，而且能促進(jìn)學(xué)生自學(xué)習(xí)，節(jié)約時(shí)間、人力與財(cái)力，獲得更為客觀公正的測(cè)試成績(jī)。

3.4依托資源，共享機(jī)制。促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量不斷提升

目前，高校雖然具有一定的教學(xué)資源共享機(jī)制和相應(yīng)的軟件系統(tǒng)，使得教師與學(xué)生能夠共享教案、課件、試題庫(kù)等教學(xué)資源，但這種簡(jiǎn)單的資源共享方式具有一定局限性，無(wú)法快速、便捷地傳播BOPPPS教學(xué)模型及相應(yīng)的教學(xué)資源。我們?cè)赟POC教學(xué)系統(tǒng)中提出了一種基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的資源共享機(jī)制，將課程教學(xué)劃分為課程資源管理、課程內(nèi)容管理和教學(xué)實(shí)施過(guò)程管理的3階段循環(huán)互動(dòng)模式，變“課程資源庫(kù)”為“教學(xué)知識(shí)庫(kù)”，從而促進(jìn)BOPPPS教學(xué)模型的迅速傳播，其體系結(jié)構(gòu)如圖3所示。

與傳統(tǒng)資源共享方式不同，教師在將課程資源錄入教學(xué)系統(tǒng)后，可以根據(jù)BOPPPS模型的基本思想，并結(jié)合本人的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)以及實(shí)施計(jì)劃，設(shè)計(jì)每堂課的實(shí)施方案，通過(guò)實(shí)施計(jì)劃，將教與學(xué)有機(jī)地融合在一起。對(duì)于優(yōu)秀的教師來(lái)講，其課程實(shí)施方案是多年的經(jīng)驗(yàn)積累，是寶貴的教學(xué)知識(shí)庫(kù)，可以通過(guò)借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，復(fù)制其課程的全部資源，包括上述“教學(xué)知識(shí)庫(kù)”，讓更多的教師接觸并逐漸掌握，提升整體的教學(xué)水平。采用上述資源共享機(jī)制，可以促進(jìn)基于BOPPPS模型教學(xué)方法和教學(xué)資源在教師之間快速傳播，提供了一個(gè)課程建設(shè)成果的推廣平臺(tái)。

4.應(yīng)用案例

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理課程教學(xué)中，將BOPPPS模型和問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)法結(jié)合在一起，在課程教學(xué)中貫徹以學(xué)生為中心的基本理念。此外，借助理工大學(xué)SPOC網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，將課堂延伸到課前和課后，為學(xué)生提供在線學(xué)習(xí)環(huán)境，為教師提供全過(guò)程教學(xué)管理手段。

以“數(shù)據(jù)鏈路層的可靠傳輸”教學(xué)設(shè)計(jì)為例，介紹具體的做法。

（1）首先，將本次課的知識(shí)點(diǎn)劃分為3部分，在教學(xué)系統(tǒng)中，為每一部分錄制一個(gè)10分鐘的教學(xué)視頻，并分別設(shè)置3道闖關(guān)式測(cè)試題，在上課前3天推送給所有學(xué)生，作為課前預(yù)習(xí)任務(wù)，由學(xué)生在課前完成。教師通過(guò)教學(xué)系統(tǒng)，能夠掌握每一個(gè)學(xué)生的自學(xué)情況，并將自學(xué)完成率自動(dòng)記錄到平時(shí)成績(jī)中，這樣有效督促了學(xué)生完成課前自學(xué)任務(wù)。高質(zhì)量的課前預(yù)習(xí)為有效運(yùn)用BOPPPS奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（2）引入階段：準(zhǔn)備一道思考題發(fā)布在SPOC教學(xué)論壇中，而后組織學(xué)生課前討論。使用既簡(jiǎn)單又普遍存在的問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。將討論放在課前，使教師能準(zhǔn)確分析學(xué)生在教學(xué)論壇中設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)可靠傳輸方案和提出的疑問(wèn)，充分了解學(xué)生學(xué)習(xí)的重難點(diǎn)，更加有針對(duì)性地進(jìn)行課堂教學(xué)。

（3）教學(xué)目標(biāo)：根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平，從學(xué)生學(xué)習(xí)角度提出3點(diǎn)學(xué)習(xí)目標(biāo)：①在面對(duì)不具備計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)知識(shí)的人時(shí)，能夠準(zhǔn)確地向他們描述為什么物理傳輸媒體不可靠，可以通過(guò)哪些措施來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可靠傳輸；②在分析實(shí)際網(wǎng)絡(luò)協(xié)議時(shí)，能夠準(zhǔn)確判斷它采用了哪些可靠傳輸機(jī)制，是否實(shí)現(xiàn)了可靠數(shù)據(jù)傳輸；③在工程實(shí)踐中，能夠自主設(shè)計(jì)可靠數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。

通過(guò)界定這3個(gè)學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)生在課程學(xué)習(xí)時(shí)就可以確定學(xué)習(xí)重點(diǎn)，即什么是“可靠數(shù)據(jù)傳輸”“可靠數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制”有哪些，如何判斷“數(shù)據(jù)傳輸是可靠的”，怎樣設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)“可靠數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議”。

（4）課前摸底：在課前編制一套測(cè)試試卷，包含10道選擇題和5道判斷題，并要求學(xué)生在課堂完成。試卷涉及本次課的所有重要知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生通過(guò)在線測(cè)試功能，通常4分鐘就能完成測(cè)試，教學(xué)系統(tǒng)為每一次測(cè)試都提供了詳細(xì)的試卷分析，通過(guò)分析能夠?qū)崿F(xiàn)以下目標(biāo)：①了解學(xué)生對(duì)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，對(duì)掌握程度較低的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行側(cè)重講解；②有意引導(dǎo)學(xué)生分析錯(cuò)誤率較高的知識(shí)點(diǎn)及相關(guān)內(nèi)容；③為設(shè)置后測(cè)內(nèi)容提供參考。

（5）參與式學(xué)習(xí)：參與式學(xué)習(xí)旨在讓學(xué)生能夠自主加入到教學(xué)過(guò)程中，改變以往被動(dòng)式學(xué)習(xí)方式，體現(xiàn)“以學(xué)生為中心”的教育理念。我們主要采用問(wèn)題驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法，該方法能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。對(duì)于相對(duì)容易理解的問(wèn)題，直接請(qǐng)學(xué)生回答；對(duì)于較難理解的問(wèn)題請(qǐng)學(xué)生上臺(tái)講解，臺(tái)下學(xué)生可以進(jìn)行質(zhì)疑和補(bǔ)充。

（6）效果評(píng)估：呼應(yīng)引入階段的案例，“設(shè)計(jì)一種方案，實(shí)現(xiàn)發(fā)送方到接收方的單向可靠數(shù)據(jù)通信”，請(qǐng)一個(gè)學(xué)生綜合運(yùn)用上述可靠傳輸機(jī)制，設(shè)計(jì)停止等待協(xié)議，請(qǐng)其他同學(xué)進(jìn)行補(bǔ)充，考查本次課的教學(xué)效果；此外，根據(jù)本次課的重難知識(shí)點(diǎn)和前測(cè)結(jié)果，在SPOC教學(xué)系統(tǒng)中給學(xué)生布置4道作業(yè)題，并安排學(xué)生對(duì)作業(yè)進(jìn)行互評(píng)。

（7）總結(jié)：在總結(jié)階段，首先簡(jiǎn)要回顧本次課堂教學(xué)內(nèi)容，點(diǎn)出化解難點(diǎn)和重點(diǎn)的思維方法，最終引導(dǎo)學(xué)生思考可靠數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制的應(yīng)用場(chǎng)景。在教學(xué)論壇中設(shè)置一道思考題：“請(qǐng)綜合運(yùn)用多種可靠數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制，設(shè)計(jì)一個(gè)能夠高效運(yùn)行的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，并分析協(xié)議的信道利用率，看哪位同學(xué)設(shè)計(jì)的協(xié)議既可靠，又具有較高的信道利用率”，既考查學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，又為引出下次課做好準(zhǔn)備。

5.結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐表明，通過(guò)在教學(xué)過(guò)程中運(yùn)用BOPPPS教學(xué)模型進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，教師能夠清晰地構(gòu)建知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系，從認(rèn)知層面提煉問(wèn)題，確定教學(xué)的層次和目標(biāo)，并易于滲透學(xué)科思想方法的培養(yǎng)，提高教學(xué)效益?；诰W(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，實(shí)施BOPPPS教學(xué)模型，能夠高效地將教學(xué)過(guò)程延伸到課前與課后，使教師能夠?qū)W(xué)生學(xué)習(xí)全過(guò)程進(jìn)行管理；通過(guò)在線測(cè)試與分析功能，有效地提高了測(cè)試效率?；诰W(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)實(shí)施BOPPPS教學(xué)模型，為網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)改革和在線教學(xué)方法研究提供了新的思路。