基于雨課堂與BOPPPS模型的分層混合教學(xué)模式建構(gòu)與實(shí)踐
——以“工程制圖”課程為例

劉 晶，趙勝華

(桂林理工大學(xué)土木與建筑工程學(xué)院，廣西桂林，541004)

一、引言

隨著近年來現(xiàn)代教育信息技術(shù)的快速發(fā)展，線上網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)全面鋪開，越來越多的高校將優(yōu)秀的教學(xué)資源搬上網(wǎng)絡(luò)。一方面，這不僅豐富了課程教學(xué)的手段與資源，而且拓展了課程教學(xué)的時空范圍。另一方面，這也使作為“數(shù)字原住民”的當(dāng)代大學(xué)生獲取知識方式不再僅限于課本與教師，借助電子產(chǎn)品在網(wǎng)絡(luò)平臺獲取信息與知識的多元化學(xué)習(xí)方式已趨于常態(tài)。這兩方面的影響勢必對傳統(tǒng)課堂教學(xué)帶來巨大的沖擊。如何提高自身課堂的吸引力、守住自身課堂、拓展課程參與度與挑戰(zhàn)度，如何將優(yōu)秀的線上資源與智慧工具融入教學(xué)，這是每一名高校教師都必須面對的現(xiàn)實(shí)問題。此外，教育部陸續(xù)出臺文件，將打造具有高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度的“金課”作為高校課程建設(shè)的改革目標(biāo)。[1-2]這些都極大地推動了高校對當(dāng)前大學(xué)課程教學(xué)進(jìn)行深入的變革，傳統(tǒng)單一課堂教學(xué)模式不再是高等教育唯一的選擇。而以MOOC、SPOOC為代表的在線課程，突破了時空的限制，以其自主、開放、優(yōu)質(zhì)、豐富、碎片化的學(xué)習(xí)資源受到了廣大師生的歡迎。然而，其自主化、碎片化、監(jiān)督力不夠等特點(diǎn)容易造成課程內(nèi)容缺乏系統(tǒng)性、學(xué)習(xí)者很難實(shí)現(xiàn)深層次學(xué)習(xí)。[3]因此，基于智慧教學(xué)工具、線上線下平臺與資源的混合教學(xué)模式成為研究的熱點(diǎn)。[4-7]工程圖學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)(以下簡稱團(tuán)隊(duì))以工科專業(yè)基礎(chǔ)課程“工程制圖”為例，依托在線SPOOC課程，依據(jù)布魯姆二維認(rèn)知框架，構(gòu)建了以雨課堂一體化平臺為基礎(chǔ)、以BOPPPS模型為指導(dǎo)的線上線下混合教學(xué)模式。此外，基于圖學(xué)社團(tuán)的課堂內(nèi)外結(jié)合與衍生，進(jìn)一步深化圖學(xué)知識的能力轉(zhuǎn)化，在課程教學(xué)實(shí)踐中取得了一定的教學(xué)效果。

二、基于雨課堂一體化平臺與BOPPPS模型的混合教學(xué)模式構(gòu)建

工程制圖是一門工科類專業(yè)必修的基礎(chǔ)課程。本課程旨在培養(yǎng)學(xué)生閱讀與繪制工程圖樣的成圖能力、空間建構(gòu)想象能力、形象思維能力及工程表達(dá)的能力。隨著課程學(xué)時大幅壓縮，傳統(tǒng)圖學(xué)課堂普遍存在學(xué)生成圖訓(xùn)練與空間建構(gòu)能力養(yǎng)成的時間不夠，又缺乏及時有效的反饋與指導(dǎo)的問題，很容易使學(xué)生逐漸失去對課程學(xué)習(xí)的興趣。傳統(tǒng)的“教師講解，學(xué)生課下繪圖訓(xùn)練”的教學(xué)模式已經(jīng)無法滿足多元化學(xué)生群體的個性化需求，并且開始制約學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性。[7]因此，團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了基于雨課堂一體化平臺與BOPPPS模型的混合教學(xué)模式。

(一)基于布魯姆理論重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容與目標(biāo)

為更好地開展混合教學(xué)，提高課程教學(xué)活動安排與評價的可操作性，團(tuán)隊(duì)依據(jù)布魯姆教育目標(biāo)分類理論，在滿足教學(xué)大綱要求的基礎(chǔ)上，同時考慮學(xué)生認(rèn)知能力與探究水平，知識與認(rèn)知兩個維度將課程內(nèi)容拆分為彼此獨(dú)立又相互聯(lián)系的知識點(diǎn)。以工程制圖課程中“剖視圖”這一節(jié)為例，團(tuán)隊(duì)按照知識維度將本節(jié)知識內(nèi)容分別劃分為四類。

事實(shí)性知識(A)：剖面線、剖切符號、剖切平面，概念性知識。

概念性知識(B)：剖視圖概念、剖視圖種類、剖切方法分類，程序性知識。

程序性知識(C)：剖視圖的畫法，元認(rèn)知知識。

元認(rèn)知知識(D)：一般思考與解決剖視圖的策略知識——“建構(gòu)法”。

然后對每類知識，按照教學(xué)大綱要求掌握的程度，進(jìn)行認(rèn)知維度劃分。如事實(shí)性知識，在記憶與理解剖面線內(nèi)涵(A1、A2)的基礎(chǔ)上，能夠加以應(yīng)用規(guī)范繪制剖面線(A3)并評價繪制的剖面線是否規(guī)范(A5)。如概念性知識(剖視圖種類)，在記憶與理解每種剖視圖概念(B1、B2)的基礎(chǔ)上，能夠結(jié)合剖視類型特點(diǎn)與視圖表達(dá)，針對同一種形體想出多種表達(dá)組合方式(B6)，并對其不同表達(dá)組合進(jìn)行分析(B4)，作出合理的評價(B5)。再如元認(rèn)知知識，將前面零散的事實(shí)性、概念性與程序性進(jìn)行整合、提煉與升華，得到一般的策略知識，能夠理解并應(yīng)用到一般的剖視圖表達(dá)的問題(D3、D4)，同時能夠分析不同情況的適用性與作出調(diào)整(D5)。具體的對應(yīng)關(guān)系如表1所示。

表1 剖視圖二維矩陣圖

基于課程重構(gòu)的二維認(rèn)知框架，團(tuán)隊(duì)針對每一個知識點(diǎn)，科學(xué)制訂有效的教學(xué)活動與評價手段。例如，A1、A2屬于事實(shí)/記憶、理解維度知識點(diǎn)，該教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生記住剖面線、剖切符號等的規(guī)范要求，理解其內(nèi)涵。因此，針對該低階目標(biāo)知識點(diǎn)，其教學(xué)活動可以設(shè)計成線上自主學(xué)習(xí)、線上雨課堂自測相結(jié)合的形式。具體教學(xué)活動安排如表2所示。

表2 二維框架下的教學(xué)活動安排

(二)基于BOPPPS模型與雨課堂一體化平臺的混合模式構(gòu)建

BOPPPS模型以學(xué)生為中心，教師是學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的引導(dǎo)者、陪伴者與鼓舞者。該模型強(qiáng)調(diào)學(xué)生的全方位參與且及時有效的反饋。團(tuán)隊(duì)依據(jù)BOPPPS模型將“工程制圖”課程劃分為六個環(huán)節(jié)，即課程引入(bridge)、學(xué)習(xí)目標(biāo)(objective)、課前摸底(pre-assessment)、參與式學(xué)習(xí)(participatory learning)、課后測驗(yàn)(post-assessment)和總結(jié)(summary)。

課程引入環(huán)節(jié)通常以實(shí)際工程形體案例或者小故事導(dǎo)入，激發(fā)學(xué)生興趣，繼而提出科學(xué)問題，引發(fā)學(xué)生思考。

學(xué)習(xí)目標(biāo)環(huán)節(jié)通過任務(wù)驅(qū)動法指明本節(jié)學(xué)習(xí)的目標(biāo)，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)。

課前摸底環(huán)節(jié)通過雨課堂練習(xí)檢測學(xué)生自主學(xué)習(xí)的效果，作為課堂教學(xué)調(diào)整的參考。

參與式學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)通常采取分組討論、角色扮演等參與性活動調(diào)動全體學(xué)生參與，促進(jìn)學(xué)生對知識從記憶、理解、應(yīng)用低階目標(biāo)向分析、評價、創(chuàng)造等高階目標(biāo)躍升。

課后測驗(yàn)環(huán)節(jié)借助雨課堂限時練習(xí)檢測學(xué)生對知識的理解與應(yīng)用分析程度。

總結(jié)環(huán)節(jié)通常采用思維導(dǎo)圖方式等方式總結(jié)本節(jié)的要點(diǎn)與注意事項(xiàng)，并推送本節(jié)課程作業(yè)、拓展性的問題及課后討論的話題，從而進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生對所學(xué)知識的內(nèi)化與遷移。

BOPPPS模型的六環(huán)節(jié)并不是一個個孤立的個體，而是環(huán)環(huán)相扣，促使學(xué)生逐漸從低階向高階螺旋成長的有機(jī)整體。具體課程架構(gòu)如圖1所示。

圖1 基于雨課堂與BOPPPS模型的混合教學(xué)模型

課程引入、學(xué)習(xí)目標(biāo)、課前摸底三個教學(xué)環(huán)節(jié)主要在課前完成。具體來說，教師基于知識與認(rèn)知兩個維度重構(gòu)認(rèn)知框架，并依據(jù)前面拆分好的知識點(diǎn)，制作長度在15分鐘之內(nèi)的微課視頻和兼具導(dǎo)學(xué)功能的雨課件。按照課前需要掌握認(rèn)知維度，設(shè)計雨課堂課前練習(xí)和討論話題，以此作為課前學(xué)生自主學(xué)習(xí)掌握程度的評估，并提前一周將所有的課前活動發(fā)布在雨課堂一體化平臺上。之后，學(xué)生在上課前一天完成平臺上微課、雨課堂課件、課前雨練習(xí)、討論等線上任務(wù)，教師通過統(tǒng)計雨課堂平臺任務(wù)完成情況、討論區(qū)熱點(diǎn)及各小組長收集的學(xué)習(xí)難點(diǎn)報告，在進(jìn)行深入分析與總結(jié)的基礎(chǔ)上，對課前反饋的熱點(diǎn)問題進(jìn)行有針對性的教學(xué)設(shè)計，為接下來精準(zhǔn)的課堂教學(xué)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參與式學(xué)習(xí)與課后測驗(yàn)兩個環(huán)節(jié)主要放在課堂上完成。具體來說，教師根據(jù)課前預(yù)習(xí)反饋，有針對性地精講學(xué)生在課前理解不透徹的知識點(diǎn)，緊接著再次進(jìn)行雨課堂前測，以此了解學(xué)生在開展參與互動學(xué)習(xí)前對本節(jié)知識的理解和初步應(yīng)用能力。之后，教師結(jié)合前測問題反饋和本節(jié)知識的特點(diǎn)，借助參與性活動，包括圖樣找茬、圖樣評審、正反典型展示、圖樣合理性討論、一圖多形、原型多樣、構(gòu)型設(shè)計等，深入開展課堂教學(xué)。這些活動旨在為學(xué)生提供自由表達(dá)、質(zhì)疑、探究、討論的機(jī)會，讓學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，運(yùn)用問題導(dǎo)向、合作探究、歸納總結(jié)、對比分析等形式解決課前問題。在課前問題解決的基礎(chǔ)上，參與性活動應(yīng)層級遞進(jìn)，從初階向高階目標(biāo)深入，讓學(xué)生的思維活躍起來，不斷提升成圖與空間想象等高階能力。最后，教師在課堂開展過程中融入雨課堂限時測練，有針對性地借助雨課堂投稿投屏、限時測練、投票等功能檢驗(yàn)學(xué)生對關(guān)鍵知識的認(rèn)知程度，為課后的針對性練習(xí)與總結(jié)打下基礎(chǔ)。

總結(jié)在課后完成。教師通過思維導(dǎo)圖等形式，歸納總結(jié)本節(jié)知識點(diǎn)與繪圖誤區(qū)，并在雨課堂上推送課程總結(jié)、課后拓展作業(yè)、圖學(xué)文獻(xiàn)。課堂學(xué)習(xí)活動完成之后，要求學(xué)生在課后修改第一版作業(yè)并提交，以此實(shí)現(xiàn)知識與能力內(nèi)化、提升。針對部分較難的繪圖作業(yè)，教師可以預(yù)先錄制好繪圖解答視頻，定時發(fā)給學(xué)生，以此幫助學(xué)生進(jìn)行反思。

(三)基于圖學(xué)社團(tuán)的課堂內(nèi)外結(jié)合與衍生

為進(jìn)一步深化圖學(xué)知識向能力的轉(zhuǎn)化，團(tuán)隊(duì)以校級圖學(xué)社團(tuán)為平臺，開辟了圖學(xué)第二課堂，社團(tuán)骨干成員由全國成圖大賽獲獎的學(xué)長擔(dān)任。在教師指導(dǎo)安排下，參考課程典型習(xí)題、競賽真題及實(shí)際工程，根據(jù)工程制圖課程進(jìn)度，學(xué)生在圖學(xué)社團(tuán)中由淺入深、由面到體地進(jìn)行二維、三維計算機(jī)與尺規(guī)繪圖實(shí)戰(zhàn)化培訓(xùn)與訓(xùn)練，提高空間想象能力與成圖能力?；凇耙再惔俳獭⒁再惔賹W(xué)”理念，圖學(xué)社團(tuán)每年都會積極組織與選拔學(xué)生參與各級各類圖學(xué)競賽，以此培養(yǎng)學(xué)生以圖學(xué)解決實(shí)際問題能力，錘煉學(xué)生認(rèn)真負(fù)責(zé)、一絲不茍的品質(zhì)。此外，借助圖學(xué)社團(tuán)力量，團(tuán)隊(duì)還將圖學(xué)職業(yè)資格證書與圖學(xué)教育結(jié)合起來，積極組織與指導(dǎo)學(xué)生參加全國CAD等級考試、全國BIM等級考試等相關(guān)技能證書，為學(xué)生將來就業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

三、教學(xué)改革效果評價

(一)混合教學(xué)改革方式評價

針對工程制圖混合教學(xué)課程改革課程教學(xué)目標(biāo)、課前預(yù)習(xí)效果、學(xué)習(xí)氛圍及高階能力提升等方面的效果，團(tuán)隊(duì)通過學(xué)校教學(xué)質(zhì)量管理平臺進(jìn)行了問卷調(diào)查，共發(fā)送調(diào)查問卷186份，收回166份。調(diào)查結(jié)果顯示，有92.3%的學(xué)生認(rèn)為課前任務(wù)能使自己有更明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)、制訂更合理的自主學(xué)習(xí)計劃，為后續(xù)教學(xué)環(huán)節(jié)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過課堂有針對性的精講，相較課前，學(xué)生對理解與記憶層級的教學(xué)目標(biāo)的掌握提高了8%，說明針對性精講能夠有效解決學(xué)生課前低階的問題。同時，通過參與式學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，對應(yīng)用及以上的高階目標(biāo)從51%提高到了72%，說明參與式學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)能夠讓學(xué)生對所學(xué)知識內(nèi)化和遷移為應(yīng)用能力。如圖2所示，83%的學(xué)生(20%非常同意，63%同意)認(rèn)同工程制圖混合教學(xué)模式營造的課堂氛圍有助于自身學(xué)習(xí)的進(jìn)步。如圖3所示，超過一半的學(xué)生認(rèn)為工程制圖混合教學(xué)模式能夠提升其自主學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、成圖能力以及創(chuàng)新思維能力，但對溝通表達(dá)能力與分析評價能力提升力度不大。這說明工程制圖混合教學(xué)模式對評價、分析等高階能力的提升需要進(jìn)一步改進(jìn)。

圖2 課堂氛圍

圖3 能力提升圖

(二)學(xué)生學(xué)習(xí)效果

為更為直觀地分析改革前的傳統(tǒng)教學(xué)模式和改革后的混合教學(xué)模式的區(qū)別，本研究采用同專業(yè)同學(xué)期的平行班作為參照。如圖4所示，對比傳統(tǒng)班與實(shí)驗(yàn)班的結(jié)課考試的成績可知，實(shí)驗(yàn)班較傳統(tǒng)班的優(yōu)秀有了明顯的增長，且不及格率有了顯著降低，整體成績向良、中靠攏。由此可見，混合教學(xué)模式能夠幫助在傳統(tǒng)課堂教學(xué)有困難的學(xué)生，至少達(dá)到合格的要求，也能讓學(xué)有余力的學(xué)生更進(jìn)一步。

圖4 傳統(tǒng)班和混合班成績對照

(三)學(xué)生評教與同行評價

工程制圖課程混合教學(xué)創(chuàng)新改革從2018年開始初步探索到2021年，在學(xué)生群體中得到了廣泛好評。圖5為歷年學(xué)生期末評價，得分都在優(yōu)秀以上。從縱向發(fā)展趨勢來看，改革后學(xué)生評教分?jǐn)?shù)有了一定的遞增趨勢；從同行橫向?qū)Ρ葋砜?，改革后學(xué)生評教分?jǐn)?shù)都高于全校和全院的平均水平。學(xué)生匿名反饋數(shù)據(jù)的詞頻統(tǒng)計，最多的是認(rèn)為課堂“有活力、有趣、認(rèn)真、關(guān)心、想象力”等?？梢?，大部分學(xué)生認(rèn)可混合教學(xué)能夠改善課堂氣氛、陪伴與幫助個人成長。

圖5 歷年學(xué)生期末評教統(tǒng)計

四、結(jié)語

為有效、精準(zhǔn)開展教學(xué)活動，團(tuán)隊(duì)按照布魯姆知識與認(rèn)知維度，建立課程二維認(rèn)知框架。結(jié)合該框架，有針對性地設(shè)計、安排不同維度知識點(diǎn)對應(yīng)的教學(xué)活動。以此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了以雨課堂一體化平臺為基礎(chǔ)、以BOPPPS模型為指導(dǎo)的線上線下混合教學(xué)模式，在教學(xué)的過程中做到難點(diǎn)、問題點(diǎn)精準(zhǔn)定位并持續(xù)改進(jìn)教學(xué)，開展有針對性的教學(xué)活動。實(shí)踐表明，該教學(xué)模式能夠使學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，提高學(xué)生的主觀能動性與學(xué)習(xí)效率，有效實(shí)現(xiàn)學(xué)生從低階目標(biāo)向高階目標(biāo)的躍升。