基于BOPPPS模式的機(jī)械原理高效課堂建設(shè)和實施

陸倩倩 吳央芳

摘? 要 高效課堂是建設(shè)金課的核心。為打造具有高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度的課堂，滿足新工科培養(yǎng)未來人才的需求，分析專業(yè)課堂存在的問題，提出高效課堂建設(shè)需重塑教學(xué)內(nèi)容、精設(shè)教學(xué)過程和構(gòu)建創(chuàng)新教學(xué)模式，通過教學(xué)案例展示融合多種教學(xué)方法于BOPPPS教學(xué)模型，從課前、課中和課后三個環(huán)節(jié)打造螺旋提升式高效課堂。

關(guān)鍵詞 新工科;金課;BOPPPS;機(jī)械原理;高效課堂

中圖分類號：G642? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2021）18-0068-03

Construction and Implementation of High-Efficiency Classroom of Mechanical and Machine Principles based on BOPPPS//LU Qianqian， WU Yangfang

Abstract Efficient classrooms are the core of the construction of

golden courses. In order to create a high-level， innovative and cha-llenging classroom to meet the needs of new engineering disciplines to train future talents， problems are analyzed which exist in higher education professional classrooms and requirements are proposed to

construct efficient classroom which consist of reshaping teaching content， designing teaching processes and constructing innovative teaching models. An innovation teaching pedagogy which combines varieties of teaching methods with the BOPPPS teaching model is presented to construct an efficient classroom by using a core chapter of the course of mechanical and machine principles to achieve spiral promotion.

Key words new engineering; golden courses; BOPPPS; mechanical and machine principles; high-efficiency classroom

0? 引言

隨著我國科技和工業(yè)的快速發(fā)展，全球競爭力水平不斷提高，迫切需要大量工程技術(shù)創(chuàng)新人才[1]。新工科是以立德樹人為引領(lǐng)，培養(yǎng)終身具有可持續(xù)國際競爭力、創(chuàng)造力、實踐力和領(lǐng)導(dǎo)力的卓越工程創(chuàng)新人才[2]。因此，發(fā)展和推進(jìn)新工科教育，是滿足未來工程行業(yè)人才需求的重要舉措。新工科建設(shè)包括新理念、新結(jié)構(gòu)、新模式、新質(zhì)量和新體系，但是，新工科教育的貫徹離不開高質(zhì)量課程的建設(shè)[3]，即高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度的金課。因此，高品質(zhì)的課堂是確保落實以本為本高質(zhì)量工程教育的基石。

機(jī)械原理是機(jī)械專業(yè)非常重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，比基礎(chǔ)課更貼近工程實踐。在新工科背景下，要培養(yǎng)機(jī)械與微電子、計算機(jī)等多學(xué)科交叉的未來人才，使學(xué)生在掌握專業(yè)基礎(chǔ)理論、知識和技能的基礎(chǔ)上具有創(chuàng)新意識并掌握創(chuàng)新方法，具備解決復(fù)雜工程問題的應(yīng)用能力[4]和科學(xué)研究能力[5]。因此，在新工科建設(shè)環(huán)境下，需要重新構(gòu)建以能力目標(biāo)為導(dǎo)向的課程[6]，打造滿足金課標(biāo)準(zhǔn)的高品質(zhì)課堂。

1? 課堂教學(xué)存在的問題和高效課堂建設(shè)的基本需求

1.1? 課堂教學(xué)存在的問題

課堂教學(xué)是以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體，以傳授有用知識為載體的互動交流，目的是培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣、提升能力、啟迪智慧和養(yǎng)成健全人格[5]。高效課堂建設(shè)目標(biāo)以學(xué)生為中心，以能力培養(yǎng)和成果為導(dǎo)向，并持續(xù)改進(jìn)。當(dāng)前，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，高等教育的課堂教學(xué)除了傳統(tǒng)的線下模式，線上線下混合和線上模式得到快速推廣和應(yīng)用。雖然借助網(wǎng)絡(luò)平臺，教學(xué)模式和方法發(fā)生了演變，推進(jìn)了教育的公平，但是仍然存在一些亟待解決的問題。

1.1.1? 課堂知識源單一? 無論是線下課堂還是線上教學(xué)視頻資源，絕大多數(shù)的教學(xué)知識主要來源于教材，課堂的專業(yè)理論知識尚未能與當(dāng)前行業(yè)的新技術(shù)、新領(lǐng)域的研究成果進(jìn)行有機(jī)嫁接，因此仍然存在傳統(tǒng)課堂知識來源途徑單一的弊端，不能滿足培養(yǎng)行業(yè)未來人才的需求。

1.1.2? 課堂模式簡單平移? 豐富的線上資源為專業(yè)學(xué)習(xí)者提供了便捷的學(xué)習(xí)環(huán)境，但是對學(xué)習(xí)者個體的素質(zhì)要求很高。絕大多數(shù)的線上課程是將傳統(tǒng)課堂模式和內(nèi)容移植到網(wǎng)絡(luò)平臺，而對標(biāo)金課的標(biāo)準(zhǔn)，要實現(xiàn)在專業(yè)知識的高階性、課堂的挑戰(zhàn)度和學(xué)生的創(chuàng)新能力三方面的提升，仍然需要推動進(jìn)一步的改革和嘗試。

1.1.3? 缺乏系統(tǒng)性和科學(xué)性評價體系? 近年來，雖然課程的考核方式改變了傳統(tǒng)的以考試為主，逐步增加了學(xué)習(xí)過程和階段性考核比重，但是對學(xué)習(xí)者能力和素質(zhì)的科學(xué)性評價缺乏考核標(biāo)準(zhǔn)，而且通過一門課程的考核結(jié)果對學(xué)生的專業(yè)能力進(jìn)行評價也有失偏頗。

1.2? 高效課堂建設(shè)的基本需求

1.2.1? 重構(gòu)課程內(nèi)容架構(gòu)? 課堂教學(xué)首要任務(wù)是知識傳授。高效課堂的知識應(yīng)跟蹤行業(yè)發(fā)展動態(tài)和產(chǎn)業(yè)需求，確保教學(xué)內(nèi)容的前沿性和應(yīng)用性。重新構(gòu)建專業(yè)課程體系和課堂知識體系，將專業(yè)領(lǐng)域的科學(xué)研究和技術(shù)成果與教材基礎(chǔ)知識巧妙嫁接，在知識和能力培養(yǎng)的過程中體現(xiàn)高階性、挑戰(zhàn)度和創(chuàng)新性。

1.2.2? 課堂的前中后三階段并重? 課堂的教學(xué)設(shè)計包括課前、課中和課后三個環(huán)節(jié)，單純地依靠課堂講授，不僅無法確保課堂教學(xué)質(zhì)量，而且缺乏提升課堂品質(zhì)和持續(xù)改進(jìn)的激勵因素。在明確課堂教學(xué)目標(biāo)后，課堂的設(shè)計和準(zhǔn)備是確保以成果為導(dǎo)向的課堂教學(xué)的先決條件，課后的效果反饋是促使課堂品質(zhì)持續(xù)提升的動力。因此，打造持續(xù)改進(jìn)的高效課堂，教師應(yīng)精心設(shè)計課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，充分準(zhǔn)備課堂教學(xué)資料，構(gòu)建參與式的課堂教學(xué)，及時反饋課堂效果和客觀反思課堂存在的問題，這樣才能逐步推進(jìn)課堂達(dá)到金課品質(zhì)。

1.2.3? 突出“做中學(xué)、學(xué)中思”的重要性? 課堂教學(xué)以教師為主講的模式已經(jīng)充分顯示其弊端，構(gòu)建以學(xué)生為中心的高效課堂，需要突出學(xué)生主動參與和思考的重要作用。做中學(xué)，不僅讓學(xué)生了解所學(xué)知識的作用，而且在做和學(xué)的同時，激發(fā)學(xué)生不斷地主動思考和深入學(xué)習(xí)。

2? 多教學(xué)法融合的BOPPPS課堂教學(xué)案例

2.1? BOPPPS課堂教學(xué)模式

BOPPPS模式是一個課堂教學(xué)組織過程中強(qiáng)調(diào)學(xué)生參與互動和反饋的閉環(huán)教學(xué)活動模型，主要包括課堂導(dǎo)入、課堂目標(biāo)、課堂前測、課堂參與、課堂后測和課堂總結(jié)六個環(huán)節(jié)，受到全球超過100所大學(xué)和產(chǎn)業(yè)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的推崇[7]。與傳統(tǒng)的教學(xué)模式項目相比，該模式更加強(qiáng)調(diào)課前準(zhǔn)備、學(xué)生參與過程和教學(xué)過程的反思，符合高效課堂建設(shè)宗旨。浙大城市學(xué)院工程學(xué)院機(jī)械原理課堂教學(xué)中以“做中學(xué)、學(xué)中思”的理念，通過BOPPPS模式融合多種教學(xué)方法，獲得非常好的教學(xué)效果。

2.2? 機(jī)械原理教學(xué)案例

以機(jī)械原理中重要知識點之一“周轉(zhuǎn)輪系傳動比計算”為例，介紹BOPPPS模式在課堂教學(xué)中的應(yīng)用。

2.2.1? 課前? 重新整合課堂內(nèi)容，設(shè)計將案例融入專業(yè)知識的基本架構(gòu)，如圖1所示，并準(zhǔn)備好課堂授課環(huán)節(jié)的課前測試、教學(xué)設(shè)計、課堂練習(xí)、課堂討論和課堂效果反饋統(tǒng)計等課程資料。

2.2.2? 課中? 運用BOPPPS架構(gòu)設(shè)計教學(xué)策略流程，如圖2所示。

1）案例導(dǎo)入（Bridge-in）。通過共享經(jīng)濟(jì)的典型代表摩拜單車，引出經(jīng)典款單車中的軸傳動（錐齒輪傳動）（圖3），吸引學(xué)生進(jìn)入課程內(nèi)容，建立齒輪傳動的應(yīng)用場景。

2）學(xué)習(xí)目標(biāo)（Objective）。明確本次課的學(xué)習(xí)目標(biāo)：周轉(zhuǎn)輪系傳動比計算。強(qiáng)調(diào)課堂教學(xué)的重點和難點，為課程后測和總結(jié)做標(biāo)尺。

3）前測（Pre-assessment）。通過網(wǎng)絡(luò)平臺設(shè)計線上測試題目，檢測學(xué)生對前一次課后布置的自學(xué)和預(yù)習(xí)知識點的掌握情況（圖4），為靈活調(diào)整課堂上的參與式學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)做準(zhǔn)備。

4）參與式學(xué)習(xí)（Participatory Learning）。

①以摩拜單車中的定軸錐齒輪傳動為例，討論定軸輪系結(jié)構(gòu)特點、傳動比計算和齒輪轉(zhuǎn)動方向判別方法。

②通過練習(xí)法，活學(xué)活用，計算平面定軸輪系，及時鞏固重點知識。

③繼續(xù)案例討論，提出自行車爬坡難的問題，引出軸傳動系統(tǒng)中如何實現(xiàn)變速以解決爬坡費力的問題，引出周轉(zhuǎn)輪系。

④討論周轉(zhuǎn)輪系和定軸輪系結(jié)構(gòu)和運動關(guān)系，通過反轉(zhuǎn)原理，建立周轉(zhuǎn)輪系和定軸輪系運動關(guān)系，經(jīng)過計算后，驗證周轉(zhuǎn)輪系可以用于解決軸傳動自行車兩級變速的問題。

⑤進(jìn)一步提出問題：如果有多級變速的需求，如何解決？引發(fā)討論，引出下節(jié)課的知識：復(fù)合輪系傳動比計算。

5）后測（Post-assessment）。運用復(fù)合輪系傳動比計算題進(jìn)行提升式知識點考核;學(xué)習(xí)效果調(diào)查，評估學(xué)習(xí)效果是否達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)。思考和討論共享單車文明使用的問題，如何看待摩拜單車被美團(tuán)收購事件。

6）總結(jié)（Summary）。課堂重點內(nèi)容整合與回顧，布置課后作業(yè)，預(yù)告下次課前任務(wù)：學(xué)習(xí)教學(xué)視頻和教材關(guān)于復(fù)合輪系的指定內(nèi)容。

2.2.3? 課后? 總結(jié)課堂效果并撰寫教學(xué)反思，調(diào)整下次課和下一輪課的教學(xué)方式。

此教學(xué)案例通過摩拜單車案例和精心設(shè)計的教學(xué)過程，以BOPPPS教學(xué)模式為媒介，融合了案例法、討論法、練習(xí)法、循環(huán)提問等教學(xué)方法，實現(xiàn)學(xué)生在課堂上的全過程參與。課堂改革的主要特點：簡單易懂的知識點，讓學(xué)生通過自學(xué)掌握，課上檢測;通過一個案例不斷挖掘，貫穿課堂的核心知識點;借助互聯(lián)網(wǎng)平臺，提高課堂效率;設(shè)置課堂反饋和反思環(huán)節(jié)，達(dá)到持續(xù)提高課堂教學(xué)質(zhì)量的目的。

3? 結(jié)論

本文剖析了新工科背景下高效課堂建設(shè)的必要性和迫切性，運用先進(jìn)的BOPPPS模式融合多種教學(xué)方法的課堂改革，以機(jī)械原理課程中周轉(zhuǎn)輪系傳動比計算內(nèi)容為例，通過一個案例貫穿，重塑教材上內(nèi)容的知識架構(gòu)，引發(fā)學(xué)生課堂上層層思考和討論，驗證了通過創(chuàng)新的教學(xué)方法，結(jié)合精心設(shè)計的教學(xué)案例，可以實現(xiàn)以學(xué)生為中心的高效課堂?！?/p>

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