基于BOPPPS模型的模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)線上線下混合教學(xué)研究與實(shí)踐

杜湘瑜 李德鑫 陳長(zhǎng)林

摘 ?要：淘汰“水課”，打造“金課”，是當(dāng)前高等院校課程建設(shè)的重要內(nèi)容。在教育部提出的五大“金課”目標(biāo)中，線上線下混合式金課凸顯了信息時(shí)代教育教學(xué)的新特點(diǎn)，是最適合模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的一種形式。為了打造“模電”金課，本教學(xué)團(tuán)隊(duì)通過(guò)引入BOPPPS模型，依托國(guó)家精品模電MOOC課程、SPOC和雨課堂等信息平臺(tái)、口袋實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)以及線下課堂，在每個(gè)BOPPPS環(huán)節(jié)中形成了線上線下混合的教學(xué)實(shí)踐方式。有效地解決了傳統(tǒng)教學(xué)中研討時(shí)間少、反饋不及時(shí)、理論與實(shí)踐脫節(jié)等諸多問題，切實(shí)提高了課程教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：BOPPPS;線上線下混合教學(xué);模擬電子技術(shù)基礎(chǔ);本科教育;課程改革

中圖分類號(hào)：G642 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-000X（2020）13-0008-05

Abstract： The current important task of university curriculum construction is to weed off watered classes and build golden classes. Among the five targets of golden class proposed by the Ministry of Education， the Online and Offline Mixed Teaching Model is most suitable for the Fundamentals of Analog Electronic Technique （FAET） course， in that it highlights the new characters of modern education in the Information Era. To build the FAET golden class， the BOPPPS Model was introduced into the teaching procedures. Based on the National Excellent FAET MOOC Courses， the SPOC and Rain Classroom platforms， the pocket laboratory， and the offline classroom teaching， we realized online and offline mixed teaching in every BOPPPS procedure. The new model can efficiently solve the problems existing in the conventional teaching， e.g.， lack of discussion， delayed feedback， disconnection between theory and practice， etc.， thusnotably improving the teaching quality of the course.

Keywords： BOPPPS; Online and Offline Mixed Teaching; Fundamentals of Analog Electronic Technique; undergraduate education; curriculum reform

一、瞄準(zhǔn)“金課”標(biāo)準(zhǔn)，推進(jìn)線上線下混合式教學(xué)

2018年6 月，在 “新時(shí)代全國(guó)高等學(xué)校本科教育工作會(huì)議”上，陳寶生部長(zhǎng)首次提出了“金課”的概念，即是將傳統(tǒng)的“水課”打造成有深度、有難度、有挑戰(zhàn)度的“金課”。 “金課”的提出將課程建設(shè)擺在了中國(guó)教育的重要位置上，對(duì)教學(xué)一線的老師賦予了新的使命，提出了新的要求。“金課”對(duì)于學(xué)生能力和素質(zhì)的提升程度，成為衡量課程質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)。

通過(guò)深入剖析教育部提出的五大“金課”的標(biāo)準(zhǔn)與內(nèi)涵，筆者認(rèn)為線上線下混合式“金課”通過(guò)引入時(shí)代特色鮮明的教育教學(xué)新模式、新方法，可解決目前模擬電子技術(shù)教學(xué)過(guò)程中存在的典型問題，是打造模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（簡(jiǎn)稱模電）“金課”的一種有效途徑。為了打造線上線下混合式 “金課”，需要四管齊下：重塑知識(shí)體系、改革教學(xué)組織形式、創(chuàng)新教學(xué)方法和手段、優(yōu)化考核評(píng)價(jià)機(jī)制。

1. 重塑知識(shí)體系

針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)中知識(shí)結(jié)構(gòu)相對(duì)離散的特點(diǎn)，需強(qiáng)化知識(shí)體系的邏輯性、統(tǒng)一性，做到星羅棋布，一脈相承。

2. 改革教學(xué)組織形式

借助信息化教學(xué)工具和平臺(tái)，空間上，將傳統(tǒng)的教室-寢室線下模式轉(zhuǎn)變?yōu)榻淌?互聯(lián)網(wǎng)-移動(dòng)終端等混合式模式;時(shí)間上，將原有的定點(diǎn)定時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)榫€下時(shí)間明確-線上時(shí)間自由的混合式模式，進(jìn)而形成線上線下全空時(shí)混合的立體教學(xué)組織形式。

3. 創(chuàng)新教學(xué)方法和手段

在傳統(tǒng)的PPT-板書-仿真演示基礎(chǔ)上，引入啟發(fā)式、案例式等信息化教學(xué)方法和手段，激發(fā)教學(xué)活力，形成線上線下混合的智慧教學(xué)模式。

4. 優(yōu)化考核評(píng)價(jià)機(jī)制

改變傳統(tǒng)的一卷定勝負(fù)的終結(jié)性考核方式，探索“全過(guò)程評(píng)價(jià)+非標(biāo)準(zhǔn)答案”的考核方法，通過(guò)綜合在線測(cè)評(píng)、課堂研討、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐、論文拓展和期末考試等形式，形成多元化、全過(guò)程的考核評(píng)價(jià)機(jī)制。

通過(guò)教學(xué)體系的全方位提升，引導(dǎo)課堂教學(xué)理念由“知識(shí)傳授”型向“能力塑造”型轉(zhuǎn)變，強(qiáng)化學(xué)生批判性思維、成長(zhǎng)性思維，提升學(xué)員主動(dòng)性、教學(xué)參與度，做到“腦筋動(dòng)起來(lái)、課后學(xué)起來(lái)”，有效實(shí)現(xiàn)交流互動(dòng)、教學(xué)相長(zhǎng)。

為探索打造線上線下混合式“金課”的有效途徑，筆者帶領(lǐng)教學(xué)團(tuán)隊(duì)在“模電”課程教學(xué)中，開展了基于翻轉(zhuǎn)課堂和BOPPPS模型的混合式教學(xué)實(shí)踐。結(jié)果表明，翻轉(zhuǎn)課堂模式在軍校教育中存在著一定的局限性，而基于BOPPPS模型的線上線下混合教學(xué)模式則更加切實(shí)可行。

二、翻轉(zhuǎn)課堂混合教學(xué)模式在軍校教育中的局限性

經(jīng)過(guò)多年的積累，本教學(xué)團(tuán)隊(duì)已具備開展線上線下混合教學(xué)的軟硬件基礎(chǔ)。主講的“模電”MOOC課程，獲評(píng)國(guó)家精品在線開放課程;10余位教員獲得各級(jí)教學(xué)競(jìng)賽一等獎(jiǎng)?；谪S富的線上線下資源，筆者首先在多個(gè)教學(xué)班中開展了基于MOOC的翻轉(zhuǎn)課堂線上線下混合教學(xué)模式探索。

根據(jù)翻轉(zhuǎn)課題的特點(diǎn)，該模式的實(shí)踐主要包括兩個(gè)環(huán)節(jié)：課下，學(xué)生通過(guò)MOOC的自主學(xué)習(xí)和自測(cè)，完成知識(shí)傳遞和疑問搜集;課上，通過(guò)生講生評(píng)、以練代講、案例點(diǎn)評(píng)、研討辯論、項(xiàng)目探究等形式實(shí)現(xiàn)互動(dòng)研討，完成知識(shí)內(nèi)化。這種模式在我校 “錢學(xué)森創(chuàng)新拓展班”的示范教學(xué)實(shí)踐中取得了一定的效果，但是在推廣應(yīng)用時(shí)暴露出一些典型問題：

1. 離散學(xué)習(xí)易導(dǎo)致認(rèn)知碎片化：模電課程的系統(tǒng)性與MOOC翻轉(zhuǎn)教學(xué)的時(shí)空離散化存在矛盾，進(jìn)而對(duì)教師授課中學(xué)生知識(shí)體系的構(gòu)建提出較大挑戰(zhàn)。

2. 學(xué)生的自學(xué)、思維能力有限：模電的開課時(shí)間為大二上學(xué)期，此階段學(xué)生自學(xué)能力有限，若老師引導(dǎo)不充分，容易迷失學(xué)習(xí)重點(diǎn)，舍本逐末。

3. 自主知識(shí)學(xué)習(xí)的廣度和深度不足：受制于軍校嚴(yán)格的學(xué)員管理制度，部分學(xué)員前導(dǎo)自學(xué)不完備，知識(shí)學(xué)習(xí)的廣度和深度不足，直接導(dǎo)致課上的研討交流效率低，有些同學(xué)渾水摸魚，知識(shí)內(nèi)化不完備。

4. 教學(xué)效果和班級(jí)人數(shù)成反比：班級(jí)人數(shù)的增多勢(shì)必降低交流研討的平均效率，也會(huì)增加老師對(duì)于學(xué)生整體學(xué)習(xí)水平與狀態(tài)的估計(jì)難度。

5. 課業(yè)后期乏力。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)需要師生投入較多的課下時(shí)間和精力，而模電課程教學(xué)周期較長(zhǎng)，到了課程后期，由于課業(yè)壓力增大，部分學(xué)生疲于奔命，導(dǎo)致課業(yè)虎頭蛇尾。

因此，如何實(shí)現(xiàn)豐富的線上資源和線下教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，促進(jìn)師生之間線上線下全方位的互動(dòng);如何提高學(xué)習(xí)效果反饋的實(shí)時(shí)性，更好地在全教學(xué)周期內(nèi)激勵(lì)學(xué)生等是打造模電線上線下混合式“金課”所面臨的突出問題，而BOPPPS模式作為一種較為先進(jìn)的教學(xué)理論，為我們提供一種可行的解決方案。

三、基于BOPPPS模型的線上線下混合教學(xué)模式

（一）BOPPPS模型簡(jiǎn)介

BOPPPS理論是由加拿大教師技能培訓(xùn)工作坊提出的一種教學(xué)模式，由于教學(xué)效果顯著，已被全世界超過(guò)33個(gè)國(guó)家中100多所大學(xué)和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)引進(jìn)采用，這一模式也得到我國(guó)學(xué)術(shù)界、教育界的廣泛關(guān)注。BOPPPS教學(xué)模型以認(rèn)知理論和建構(gòu)主義為理論依據(jù)，以使學(xué)生在課堂上最大限度的掌握知識(shí)為關(guān)注重點(diǎn)，以教學(xué)互動(dòng)和反饋為典型特點(diǎn)。強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，注重教學(xué)過(guò)程的參與互動(dòng);同時(shí)追求“立即獲得檢驗(yàn)成果”的教學(xué)效果，強(qiáng)調(diào)教學(xué)效果的及時(shí)性反饋?？梢钥闯觯珺OPPPS模型充分契合了金課的標(biāo)準(zhǔn)與內(nèi)涵。

BOPPPS將課堂教學(xué)分為6個(gè)環(huán)節(jié)，即課堂導(dǎo)入、學(xué)習(xí)目標(biāo)、課前測(cè)試、參與式學(xué)習(xí)、課后檢測(cè)和總結(jié)。在教學(xué)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)上，BOPPPS模型構(gòu)建了“教學(xué)目標(biāo)→教學(xué)行為→學(xué)習(xí)活動(dòng)→教學(xué)評(píng)估→教學(xué)目標(biāo)”的教學(xué)循環(huán)過(guò)程，教師通過(guò)反饋信息可有效地組織與調(diào)整課程教學(xué)目標(biāo)難度。

然而，在基于BOPPPS模型的傳統(tǒng)課堂改革過(guò)程中，還遇到一些問題。如個(gè)別學(xué)生課前預(yù)習(xí)不充分，難以形成有效的學(xué)習(xí)目標(biāo)，而使得后續(xù)環(huán)節(jié)難以有效開展。大班教學(xué)中，參與式學(xué)習(xí)階段學(xué)生的參與深度和廣度受限，學(xué)習(xí)效果不理想。測(cè)試環(huán)節(jié)反饋滯后，導(dǎo)致難以及時(shí)掌握學(xué)生的整體狀態(tài)。而得益于現(xiàn)有豐富的教學(xué)資源與功能齊全的信息化平臺(tái)，通過(guò)線上線下的充分融合，可以使這種先進(jìn)的教學(xué)方法發(fā)揮出更好的效果。

（二）基于BOPPPS模型的線上線下混合教學(xué)模式

本教學(xué)團(tuán)隊(duì)通過(guò)將MOOC課程、SPOC和雨課堂、口袋實(shí)驗(yàn)室等平臺(tái)引入到基于BOPPPS模型的教學(xué)過(guò)程中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了BOPPPS每一環(huán)節(jié)線上與線下的混合，相應(yīng)的教學(xué)實(shí)施流程如圖1所示。

1. 引入階段

目的是吸引學(xué)生關(guān)注，誘導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。

基于SPOC和雨課堂等信息化平臺(tái)，提前發(fā)布公告和導(dǎo)學(xué)單。明確前導(dǎo)內(nèi)容，學(xué)習(xí)內(nèi)容，預(yù)習(xí)要求、思考題等，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有目的的預(yù)習(xí)。同時(shí)，在相關(guān)平臺(tái)發(fā)布課程資源，如課件、視頻、隨堂測(cè)、參考文獻(xiàn)、思維導(dǎo)圖等等，滿足學(xué)生一站式預(yù)習(xí)需求。并通過(guò)SPOC跟進(jìn)學(xué)生課前預(yù)習(xí)的情況（圖2，建立監(jiān)督、激勵(lì)、答疑解惑機(jī)制。從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高自學(xué)效率。

進(jìn)入線下課堂，以線上平臺(tái)所提問題為出發(fā)點(diǎn)，引發(fā)學(xué)生思考與討論，并通過(guò)口袋實(shí)驗(yàn)等平臺(tái)進(jìn)行演示，加深學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的理解（圖3）。例如，通過(guò)搭建固定偏置和分壓偏置實(shí)物放大電路，調(diào)整元器件并記錄電路參數(shù)的變化，因而引導(dǎo)同學(xué)透過(guò)現(xiàn)象認(rèn)識(shí)本質(zhì)，形成以興趣為驅(qū)動(dòng)的知識(shí)內(nèi)化方式。

2. 形成課程目標(biāo)

明確課程目標(biāo)，使目標(biāo)可觀可測(cè)。

老師通過(guò)信息化平臺(tái)發(fā)布每個(gè)知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)前后的認(rèn)知程度要求，細(xì)化、量化每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)目標(biāo)。同時(shí)，以布魯姆認(rèn)知領(lǐng)域的教育目標(biāo)為框架，引導(dǎo)學(xué)生自定義具體、可評(píng)估的學(xué)習(xí)目標(biāo)，為后續(xù)環(huán)節(jié)的展開奠定基礎(chǔ)。

3. 前測(cè)階段

了解學(xué)生認(rèn)知基礎(chǔ)，聚焦學(xué)習(xí)目標(biāo)，動(dòng)態(tài)調(diào)整課程進(jìn)度和深度。

基于MOOC或SPOC實(shí)現(xiàn)課程前測(cè)，根據(jù)測(cè)試結(jié)果總結(jié)學(xué)生預(yù)學(xué)效果和存在的共性問題。同時(shí)，利用雨課堂開展隨堂測(cè)，實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)并反饋測(cè)驗(yàn)結(jié)果（圖4），使老師與學(xué)生對(duì)前導(dǎo)知識(shí)的掌握情況有清楚的認(rèn)識(shí)。針對(duì)共性的錯(cuò)誤問題進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注和講解，使同學(xué)們做好課題熱身。

4. 參與式學(xué)習(xí)

作為BOPPPS模型的核心環(huán)節(jié)，重點(diǎn)開展參與式教學(xué)，積極鼓勵(lì)參與。

基于雨課堂、SPOC等多維信息化資源和手段，開展實(shí)時(shí)的問答和互動(dòng)， 以問題為驅(qū)動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生提出問題、發(fā)散思維、展開研討。首先，引導(dǎo)學(xué)生提問題、找方案、畫電路（圖5），了解電路設(shè)計(jì)的來(lái)龍去脈，知其然知其所以然，并培養(yǎng)其分析問題和解決問題的能力。進(jìn)而，結(jié)合實(shí)驗(yàn)演示，加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。在原理分析的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生從環(huán)境要素、成本要素等角度，討論器件選型、參數(shù)配置、電路改進(jìn)等工程問題，實(shí)現(xiàn)“紙上談兵”到“學(xué)以致用”的轉(zhuǎn)化。完成以學(xué)生為中心的多模式智慧課堂的構(gòu)建。

5. 后測(cè)階段

了解學(xué)生學(xué)習(xí)成效以及是否達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。

依據(jù)前期指定的教學(xué)目標(biāo)，分層次進(jìn)行后測(cè)：針對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)，基于雨課堂開展客觀題與主觀題相結(jié)合的課后測(cè)，了解知識(shí)的內(nèi)化程度（圖6）;針對(duì)擴(kuò)展知識(shí)，基于口袋實(shí)驗(yàn)平臺(tái)布置實(shí)驗(yàn)科目，使學(xué)生利用課上或課下碎片時(shí)間完成實(shí)驗(yàn)，并提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

6. 總結(jié)階段

輔助學(xué)生整合學(xué)習(xí)內(nèi)容與過(guò)程。

學(xué)生依托信息化平臺(tái)形成線上學(xué)習(xí)日志，并以此反思學(xué)習(xí)過(guò)程。老師實(shí)時(shí)獲取課程考核數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)結(jié)果（圖6），分析各教學(xué)環(huán)節(jié)的作用和不足，并調(diào)整后續(xù)課程的開展模式。同時(shí)，借助思維導(dǎo)圖使學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容在整個(gè)知識(shí)體系中所處位置有清晰的認(rèn)識(shí)，變點(diǎn)為網(wǎng)（圖7）。最后，可以通過(guò)案例演示、暴露問題等方法引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)新問題，形成新的導(dǎo)學(xué)單，進(jìn)入下一個(gè)BOPPPS模型循環(huán)周期。

四、教學(xué)反思

在現(xiàn)代信息技術(shù)的支持下，構(gòu)建了基于BOPPPS模型的線上線下混合式教學(xué)模式，借助MOOC課程、SPOC、雨課堂、口袋實(shí)驗(yàn)室等功能齊備的平臺(tái)與工具，將傳統(tǒng)課堂和翻轉(zhuǎn)課堂有機(jī)結(jié)合，使教學(xué)活動(dòng)從課上延伸到課下，從線下延伸到線上，實(shí)現(xiàn)了“物理空間（線下課堂）-資源空間（線上資源）-社交空間（互動(dòng)平臺(tái)）”的深度融合，有效地解決了傳統(tǒng)教學(xué)中的諸多問題，切實(shí)提高了教學(xué)質(zhì)量。

該模式的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下方面：

1. 通過(guò)課前預(yù)學(xué)、課上研討，有效地解決了傳統(tǒng)教學(xué)中課上滿堂灌，研討時(shí)間少的問題。由于課前在SPOC上進(jìn)行了較為充分的自學(xué)，學(xué)生具備了對(duì)知識(shí)點(diǎn)的初步理解，同時(shí)也將遇到的問題帶到課上，通過(guò)問題引導(dǎo)進(jìn)行重點(diǎn)串講，充分激發(fā)了學(xué)生的研討積極性，提高了知識(shí)的內(nèi)化率。

2. 通過(guò)課上實(shí)時(shí)問答和線上測(cè)試，有效地解決了課堂激勵(lì)差和教學(xué)反饋不及時(shí)的問題。通過(guò)SPOC和雨課堂的實(shí)時(shí)問答和在線測(cè)試，老師和同學(xué)都可以實(shí)時(shí)知曉當(dāng)前知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，學(xué)生可以及時(shí)調(diào)整學(xué)習(xí)重點(diǎn)和狀態(tài)，老師則動(dòng)態(tài)調(diào)整教學(xué)的內(nèi)容和進(jìn)度，使教學(xué)變成一個(gè)動(dòng)態(tài)開放的過(guò)程。

3. 通過(guò)口袋實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)理實(shí)一體教學(xué)，有效地解決了理論和實(shí)踐脫節(jié)的問題。在引入階段，通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示，激發(fā)學(xué)生的興趣;在參與式學(xué)習(xí)階段，利用實(shí)驗(yàn)實(shí)操，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論展開分析、驗(yàn)證、演示研討，強(qiáng)化了理論對(duì)實(shí)踐的指導(dǎo)和實(shí)踐對(duì)理論的引領(lǐng)作用，并在實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)。

4. 通過(guò)分組研討和辯論提高了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)，表達(dá)能力和辯證思維，實(shí)現(xiàn)學(xué)生綜合素質(zhì)的升華。

五、結(jié)束語(yǔ)

以建設(shè)模電“金課”為目標(biāo)，本文探索了一種基于BOPPPS模型的線上線下混合教學(xué)模式。教學(xué)團(tuán)隊(duì)依托國(guó)家精品模電MOOC課程、SPOC和雨課堂、口袋實(shí)驗(yàn)室等平臺(tái)與資源，將線上線下混合教學(xué)理念貫徹到BOPPPS模型的每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，并形成了系統(tǒng)的教學(xué)流程。該教學(xué)模式有效地解決了傳統(tǒng)教學(xué)中研討時(shí)間少、反饋不及時(shí)、理論與實(shí)踐脫節(jié)等諸多問題，切實(shí)提高了模電課程的教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]Z. Fu et al. Assessing the Active Learning in Engineering Education Based on BOPPPS Model[C].In proceedings of American Society for Engineering Education Conference， 2018.

[2]A. Sirutis， M. Ha. The Handbook on Large Classroom Engagement[M]. McMaster Engineering Faculty Development Academy， 2014.

[3]Yen， S.， Lo， Y.， Lee， A. et al. Learning online， offline， and in-between： comparing student academic outcomes and course satisfaction in face-to-face， online， and blended teaching modalities[J]. Educ Inf Technol 23， 2141-2153 （2018）. https：//doi.org/10.1007/s10639-018-9707-5.

[4]魏曙寰，耿俊豹，劉曉威.BOPPPS教學(xué)模型的內(nèi)涵及運(yùn)用方法探析[J].教育教學(xué)論壇，2018（11）：18-22.

[5]曹丹平，印興耀.加拿大BOPPPS教學(xué)模式及其對(duì)高等教育改革的啟示[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2016，35（02）：196-200+249.