基于BOPPPS模型的材料力學(xué)混合式教學(xué)改革與實(shí)踐

王敏容，謝華慧，王小蔚

（五邑大學(xué)土木建筑學(xué)院，廣東 江門 529020）

2018年教育部提出，“推動(dòng)課堂革命，積極推廣混合式教學(xué)，構(gòu)建線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式”[1]。各高校進(jìn)行了一系列的教學(xué)改革，經(jīng)過近幾年持續(xù)建設(shè)和發(fā)展，在線教學(xué)、線上線下混合式教學(xué)已逐步成為高校教學(xué)新常態(tài)?；旌鲜浇虒W(xué)是將結(jié)合在線資源和傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)勢，形成線上線下兩種教學(xué)形式，引導(dǎo)學(xué)生自主地由淺入深的學(xué)習(xí)?；旌鲜浇虒W(xué)不是簡單的利用信息化技術(shù)平臺(tái)，將教學(xué)內(nèi)容分為線上線下，關(guān)鍵在于如何在整個(gè)教學(xué)過程中，將教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)活動(dòng)、教學(xué)評價(jià)進(jìn)行線上線下教學(xué)有機(jī)融合[2]。因此，有必要探索一種教學(xué)模式，充分發(fā)揮線上和線下兩種教學(xué)的優(yōu)勢，以學(xué)生為中心，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的深度。

BOPPPS教學(xué)模型是諸多學(xué)校采取的一種教學(xué)模型，體現(xiàn)以教育目標(biāo)為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，是將教學(xué)過程分解為多個(gè)環(huán)節(jié)，注重教學(xué)互動(dòng)和反思的閉環(huán)反饋課程設(shè)計(jì)模式[3]。目前該模型被全球超過100所學(xué)校和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)所采用，實(shí)踐證明BOPPPS教學(xué)模型在幫助教師進(jìn)行合理的教學(xué)設(shè)計(jì)，在促進(jìn)學(xué)生積極自主學(xué)習(xí)、提高教學(xué)效果等方面有很好的作用[4]。

材料力學(xué)是土木工程、機(jī)械工程等專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，為學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)提供力學(xué)支撐，對學(xué)生邏輯思維能力的培養(yǎng)起著重要的作用。課程內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)多、公式多、理論抽象、邏輯性強(qiáng)，傳統(tǒng)以教師講授為主的教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性差，教學(xué)效果不理想，學(xué)生普遍反映課程難學(xué)，甚至有些學(xué)生還產(chǎn)生了畏懼情緒。基于BOPPPS教學(xué)模型，開展課前、課堂和課后三階段的線上線下混合式教學(xué)，拓展學(xué)生學(xué)習(xí)的時(shí)間和空間，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的深度，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力和工程實(shí)踐能力，提升課程教學(xué)質(zhì)量。

1 BOPPPS教學(xué)模型概述

BOPPPS模型將課程教學(xué)分為6個(gè)階段，依次為B（Bridge-in）引入—O（Objective）學(xué)習(xí)目標(biāo)—P（Pre-test）前測—P（Participatory learning）參與式學(xué)習(xí)—P（Post-assessment）后測—S（Summary）總結(jié)，每個(gè)小的教學(xué)環(huán)節(jié)都起承轉(zhuǎn)合，進(jìn)而組合稱為一節(jié)課堂。BOPPPS模型的每一環(huán)節(jié)需要師生共同完成，突出學(xué)生的主體，教師設(shè)計(jì)整個(gè)教學(xué)過程以引導(dǎo)、啟發(fā)、評價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)。在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)中也會(huì)有類似的BOPPPS教學(xué)環(huán)節(jié)，比如“導(dǎo)入—回顧、目標(biāo)—教學(xué)提綱、前測—預(yù)先提問、參與式學(xué)習(xí)—講授、后測—課堂練習(xí)、總結(jié)—小結(jié)”[2-5]。但BOPPPS教學(xué)模型更強(qiáng)調(diào)幾個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)在課堂實(shí)施中的地位，突出學(xué)生的參與式學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體，注重教學(xué)互動(dòng)和反思。BOPPPS模型為混合式教學(xué)提供了有效的教學(xué)設(shè)計(jì)思路，將課前、課堂和課后三階段教學(xué)，線上和線下兩個(gè)維度，與6個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)有機(jī)結(jié)合，充分利用線上線下教學(xué)資源，開展各個(gè)環(huán)節(jié)教學(xué)活動(dòng)。在實(shí)際的課程教學(xué)中，根據(jù)課程的內(nèi)容有針對性地組設(shè)計(jì)各教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)活動(dòng)和教學(xué)評價(jià)。

2 BOPPPS模型在材料力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

BOPPPS模型從學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的角度出發(fā)，生動(dòng)有趣的引入教學(xué)內(nèi)容，制定明確的教學(xué)目標(biāo)，通過前測了解學(xué)生課前的學(xué)習(xí)情況，根據(jù)重點(diǎn)和難點(diǎn)有針對性講解，采取合適的教學(xué)方法調(diào)到學(xué)生積極參與課堂學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，后測學(xué)生對知識(shí)的掌握情況，最后梳理和總結(jié)教學(xué)內(nèi)容。下面根據(jù)BOPPPS模型的組織流程，闡述其在材料力學(xué)課程中的具體應(yīng)用。

2.1 引入（Bridge-in）

此環(huán)節(jié)的目的是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，與工程實(shí)際、生活相結(jié)合，使學(xué)生關(guān)注即將展開的教學(xué)內(nèi)容。解答學(xué)生“為什么要學(xué)”，“在實(shí)際工程中有什么用”，“這節(jié)課上什么內(nèi)容”等問題，闡述此次課程學(xué)習(xí)的重要性。講述與教學(xué)內(nèi)容密切相關(guān)的工程案例、生活中的實(shí)例、工程事故等來引發(fā)學(xué)生的思考，導(dǎo)入課程的教學(xué)內(nèi)容；或者講述上次課教學(xué)內(nèi)容與此次課內(nèi)容的關(guān)聯(lián)性，對已有的知識(shí)總結(jié)并引出將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容；提出與教學(xué)主題相關(guān)的問題等來引導(dǎo)帶著問題進(jìn)入課程內(nèi)容教學(xué)環(huán)節(jié)。如在講述“軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度”知識(shí)點(diǎn)時(shí)，以粉筆的扭轉(zhuǎn)破壞為例，要求學(xué)生觀察粉筆的斷裂并思考粉筆扭斷是什么原因？為什么斷裂口是45°的斜截面？順利引出要講解的內(nèi)容。

2.2 課堂學(xué)習(xí)目標(biāo)（Objective）

根據(jù)課程教學(xué)目標(biāo)，細(xì)化課堂學(xué)習(xí)目標(biāo)。以布魯姆教育目標(biāo)分類對課堂學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)具體、可測試、可衡量的描述，使學(xué)生清楚學(xué)習(xí)的目標(biāo)并能評估自己是否達(dá)到了要求。課堂學(xué)習(xí)目標(biāo)以學(xué)生為主體，明確學(xué)生需要理解什么原理、應(yīng)用什么公式，分析什么問題，獲得什么知識(shí)、能力、素質(zhì)等，同時(shí)給出目標(biāo)相應(yīng)的明確的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)以便學(xué)生能夠進(jìn)行有效評估學(xué)習(xí)效果。如要求學(xué)生判斷桿件的變形、繪制內(nèi)力圖、分析應(yīng)力、計(jì)算強(qiáng)度等。

2.3 課堂前測（Pre-test）

前測可以在課堂前或課堂開始中進(jìn)行，通過測試、作業(yè)、提問等各種方式來開展。通過這一環(huán)節(jié)，教師一方面準(zhǔn)確掌握學(xué)生對已學(xué)知識(shí)的掌握程度，另一方面了解學(xué)生對即將講授內(nèi)容的熟悉程度，教師可以及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容的深度和進(jìn)度。

2.4 課堂參與式學(xué)習(xí)（Participatory learning）

課堂教學(xué)中以教師為主導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生參與課堂思考、練習(xí)、討論等互動(dòng)活動(dòng)，提升課堂講授的接受度。以實(shí)際工程案例，設(shè)置合適的力學(xué)問題，引導(dǎo)學(xué)生思考。例題講解前，要求學(xué)生自己讀題、自己分析并在草稿紙上完成求解；例題講解過程中，要求學(xué)生在黑板上演練，并請其他同學(xué)進(jìn)行評分，教師再重點(diǎn)講解學(xué)生錯(cuò)誤的地方；整個(gè)教學(xué)過程要求學(xué)生邊講邊練，將重要的知識(shí)點(diǎn)和練習(xí)中錯(cuò)誤的地方標(biāo)示出來以供課后復(fù)習(xí)。

2.5 課堂后測（Post-assessment）

與課堂學(xué)習(xí)目標(biāo)相呼應(yīng)，針對不同目標(biāo)設(shè)計(jì)相應(yīng)的測試題目，可選用判斷題、作圖題、計(jì)算題等題型進(jìn)行課堂小測試檢測學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，可在課堂教學(xué)內(nèi)容講授結(jié)束后進(jìn)行。課堂測試要求學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成后上交，反映最真實(shí)的學(xué)生課堂學(xué)習(xí)效果，既可作為學(xué)生的平時(shí)成績，還能記錄學(xué)生的出勤情況。在這一階段檢查學(xué)生對課堂教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)情況，如果部分知識(shí)點(diǎn)未達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)掌握情況，有針對性地布置課后作業(yè)。

2.6 課堂總結(jié)（Summary）

在此階段，簡要回顧本次課堂的教學(xué)內(nèi)容，理清知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系，梳理難點(diǎn)和重點(diǎn)的求解方法，引出下次課的內(nèi)容，讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)。采用口述或PPT講授，也可以在黑板畫個(gè)總結(jié)圖等方式。學(xué)生課后在完成知識(shí)點(diǎn)的梳理和總結(jié)，形成課程筆記和思維導(dǎo)圖。

3 基于BOPPPS模型的混合式教學(xué)設(shè)計(jì)

以材料力學(xué)中壓桿穩(wěn)定知識(shí)點(diǎn)為例，闡述基于 BOPPPS模式的混合式教學(xué)設(shè)計(jì)的具體應(yīng)用。教學(xué)過程分為課前、課堂和課后三個(gè)階段，教學(xué)活動(dòng)采取線上和線下兩種方式實(shí)施，線上教學(xué)基于超星學(xué)習(xí)通教學(xué)平臺(tái)。

3.1 課前教學(xué)設(shè)計(jì)

教師根據(jù)課程教學(xué)進(jìn)度，提前將教學(xué)視頻、教學(xué)課件、參考學(xué)習(xí)資料等發(fā)布到教學(xué)平臺(tái)，并發(fā)布課前學(xué)習(xí)任務(wù)清單，讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)的目標(biāo)、內(nèi)容、任務(wù)要求等，并進(jìn)行拓展學(xué)習(xí)，查找魁北克大橋事故資料，分析事故的原因及對我們的啟示。再發(fā)布臨界壓力歐拉公式的運(yùn)用課前測試題。學(xué)生觀看視頻、查閱相關(guān)教學(xué)資料、完成課前測試。通過線上教學(xué)平臺(tái)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析，對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行跟蹤和反饋，對沒有按時(shí)完成各項(xiàng)活動(dòng)的同學(xué)及時(shí)提醒通知，及時(shí)掌握細(xì)長壓桿歐拉公式中學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，進(jìn)行課前學(xué)情分析，明確課堂教學(xué)內(nèi)容并設(shè)計(jì)相應(yīng)的教學(xué)活動(dòng)。

3.2 課堂教學(xué)設(shè)計(jì)

基于BOPPPS模型，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容分為六個(gè)階段，每一階段根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整教學(xué)進(jìn)度并進(jìn)行課堂互動(dòng)，具體教學(xué)過程見下表1（P158）。

表1 基于BOPPPS模式的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)

3.3 課后教學(xué)設(shè)計(jì)

課后，教師發(fā)布課后學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生先整理課堂測試，再次觀看SPOC視頻，對課堂講解的重難點(diǎn)和例題進(jìn)行梳理，總結(jié)分析和求解方法以及課堂中的錯(cuò)誤點(diǎn)，形成課程筆記。再完成學(xué)習(xí)平臺(tái)中的作業(yè)，并提交到學(xué)習(xí)平臺(tái)。最后制作結(jié)構(gòu)模型桿件、計(jì)算模型受力，將所有力學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際的結(jié)構(gòu)模型中，提升教學(xué)內(nèi)容的高階性。

4 結(jié)語

BOPPPS教學(xué)模型強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，將教學(xué)過程分解為6個(gè)環(huán)節(jié)，構(gòu)成一個(gè)完整的教學(xué)設(shè)計(jì)。將BOPPPS模型與混合式教學(xué)相結(jié)合，運(yùn)用到材料力學(xué)的課堂教學(xué)中，實(shí)施了材料力學(xué)課堂、課堂和課后三階段、線上線下兩個(gè)維度的教學(xué)改革與實(shí)踐。通過2020級(jí)學(xué)生的問卷調(diào)查顯示，86%的同學(xué)對材料力學(xué)課程線上線下混合式教學(xué)滿意，88%的同學(xué)認(rèn)為課前和課后借助教學(xué)平臺(tái)視頻學(xué)習(xí)有助于課堂知識(shí)的理解，特別是作業(yè)視頻的講解，更有助于學(xué)生課后自主學(xué)習(xí)。在課程難度相同的條件下，2020級(jí)學(xué)生相比于2019級(jí)，優(yōu)良率大幅提升，課程目標(biāo)達(dá)成也提升?；贐OPPPS模型的混合式教學(xué)，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性明顯得到提升，教學(xué)效果也得到了顯著的提高，為線上線下混合式一流課程建設(shè)提供了有效的實(shí)施途徑。