BOPPPS模型在軍校專業(yè)技術(shù)課程教學(xué)中的理論與實踐研究

周仁來，任建存，婁樹理

(海軍航空工程學(xué)院 控制工程系，山東 煙臺 264001)

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BOPPPS模型在軍校專業(yè)技術(shù)課程教學(xué)中的理論與實踐研究

周仁來，任建存，婁樹理

(海軍航空工程學(xué)院 控制工程系，山東 煙臺 264001)

針對目前軍隊院校專業(yè)技術(shù)課程教學(xué)中存在的教學(xué)方法單一、學(xué)習(xí)主動性難以調(diào)動和應(yīng)用知識分析解決問題能力不足等問題，在深入分析BOPPPS模型理論基礎(chǔ)上，將課堂導(dǎo)入、明確目標(biāo)、課堂前測、參與式學(xué)習(xí)和課堂后測、課堂總結(jié)等環(huán)節(jié)應(yīng)用于光電子技術(shù)課程教學(xué)設(shè)計和課堂實踐中。結(jié)果表明，該方法能有效解決上述存在的問題，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，取得較好教學(xué)效果。

教學(xué)方法；BOPPPS模型；專業(yè)課程；教學(xué)改革

一、引言

當(dāng)前，軍隊院校教育既要進(jìn)行扎實的理論基礎(chǔ)學(xué)習(xí)，又要滿足向部隊實戰(zhàn)聚焦的要求。根據(jù)這一培養(yǎng)目標(biāo)和特點，軍隊院校開設(shè)的專業(yè)技術(shù)課程不僅包括完備基本理論知識學(xué)習(xí)，還要偏重一些典型實際裝備學(xué)習(xí)，以此來提高學(xué)生分析和解決實際問題的能力，向部隊實裝靠攏。故學(xué)生在專業(yè)技術(shù)課程學(xué)習(xí)中涉及概念多，知識面寬、廣、雜，且實踐性強，這給新時期軍隊院校教育提出新的要求和挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的以“教”為中心的教學(xué)模式強調(diào)知識的傳授，教師在教學(xué)過程中起主導(dǎo)地位、是知識的傳授者，實際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，該教學(xué)模式效果不好，學(xué)生的積極性和主動性均不好；而建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論強調(diào)以學(xué)生為中心，教師在教學(xué)過程中激發(fā)學(xué)生的積極性、主動性和能動性，同時對學(xué)生學(xué)習(xí)過程進(jìn)行指導(dǎo)和幫助，其教學(xué)思想從重視教師向重視學(xué)生轉(zhuǎn)變，從重視教法向重視學(xué)法轉(zhuǎn)變[1-2]。那么，在實際的教學(xué)過程中，如何將這些新的教學(xué)思想貫徹教學(xué)過程中，如何組織教學(xué)過程中各個環(huán)節(jié)來突出學(xué)員的中心地位，調(diào)動他們的積極性，使得教學(xué)效果事半功倍，是擺在任課教師面前的亟須解決問題。

BOPPPS是近年來加拿大諸多學(xué)校流行的一種教學(xué)模式，它是以建構(gòu)主義和交際法為理論依據(jù)推出的以學(xué)員為中心的導(dǎo)學(xué)互動模式[3]。目前一些高校教師在經(jīng)過ISW(Instructional Skills Workshop)培訓(xùn)后，將該理念應(yīng)用于課程教學(xué)設(shè)計中，如植物生殖生態(tài)學(xué)、算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機網(wǎng)絡(luò)原理和信息安全數(shù)學(xué)等基礎(chǔ)課程的實際教學(xué)中[4-8]，并取得一定的效果，但在專業(yè)技術(shù)課程中的研究相對較少，如光電子技術(shù)課程等。

二、軍校專業(yè)技術(shù)課程教學(xué)中存在的問題

專業(yè)技術(shù)課程是軍校學(xué)歷教育中的主干課程，在整個培養(yǎng)體系中占有非常重要的地位。與傳統(tǒng)基礎(chǔ)理論課程培養(yǎng)目標(biāo)不同，專業(yè)技術(shù)課程培養(yǎng)目標(biāo)不僅要求學(xué)生掌握扎實的理論基礎(chǔ)，還要具有較強的運用知識分析和解決問題的能力。針對專業(yè)技術(shù)課程特點和培養(yǎng)目標(biāo)，盡管國內(nèi)院校嘗試過多種教學(xué)方法改革和設(shè)計，取得了不錯的效果；同樣海軍航空工程學(xué)院也不斷探索新型教學(xué)方法與理論，但在專業(yè)技術(shù)課程教學(xué)中仍存在一些共性的問題，歸納起來如下。

(一) 灌輸式為主，教學(xué)方法與手段單一

專業(yè)技術(shù)課程不僅涉及理論知識，還涉及大量實際應(yīng)用，如光電子技術(shù)課程，它涵蓋了光源、調(diào)制、傳輸、探測、成像、顯示及存儲等諸多方面理論知識，還包括其在實際裝備中應(yīng)用，且各部分內(nèi)容是相對獨立的，聯(lián)系性較小。目前對專業(yè)技術(shù)課程中大部分知識，教師均以課堂講授為主，教學(xué)過程中多采用黑板板書或PPT放映為主，教學(xué)方法相對單一。在實際課程教學(xué)中，無論是抽象復(fù)雜理論還是具體裝備應(yīng)用，均采用以教師為中心的理論推導(dǎo)或知識講解傳統(tǒng)教學(xué)模式，學(xué)生在聽課過程中被動地汲取知識，不能充分地調(diào)動學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性，對所學(xué)知識不能深層次的理解和認(rèn)識，從而達(dá)不到理想的教學(xué)效果。

(二) 知識面寬且雜，學(xué)生主體能動性難以調(diào)動

專業(yè)技術(shù)課程一般開設(shè)在有一定知識儲備的大三、四本科，處在該階段的學(xué)生基本適應(yīng)了學(xué)習(xí)、訓(xùn)練和生活的節(jié)奏，但其對新鮮知識的求知欲有所降低，很多學(xué)生已經(jīng)將重心放在考研或者未來工作選擇上，對專業(yè)技術(shù)課程的學(xué)習(xí)存在只為了拿到學(xué)分而求知甚少的心理；另外專業(yè)技術(shù)課程涉及的知識面寬，知識點雜，具有一定理論深度，故隨著課程學(xué)習(xí)的深入，學(xué)生在學(xué)習(xí)中易出現(xiàn)煩躁厭學(xué)情緒，學(xué)習(xí)效率低下。因此，若專業(yè)技術(shù)課程教學(xué)過程缺乏豐富的互動環(huán)節(jié)，課堂不具有雙向性和趣味性的話，教師就很難調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性[9]。

(三) 應(yīng)用性強，學(xué)生運用知識分析和解決問題能力不足

專業(yè)技術(shù)課程的開設(shè)一般都帶有較強目的性，是為了培養(yǎng)未來需要的專業(yè)人才，具有很強應(yīng)用性，通過該課程的學(xué)習(xí)應(yīng)該使學(xué)生具備應(yīng)用所學(xué)知識分析和解決實際問題的能力。課程中會涉及較深的理論基礎(chǔ)，涵蓋高數(shù)、物理、化學(xué)和材料等多方面知識。完備系統(tǒng)的理論知識固然重要，但在教學(xué)過程中只對這些理論知識進(jìn)行推導(dǎo)和講解，直接給出結(jié)果和相關(guān)應(yīng)用裝備，沒有誘導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生對理論知識的理解和應(yīng)用，學(xué)生應(yīng)用知識解決和分析問題的能力得不到提高[10]。

三、BOPPPS模型理論內(nèi)涵和意義

BOPPPS教學(xué)模型是一種有效的教師組織課堂教學(xué)模式，強調(diào)教學(xué)過程的反思和多層次互動，學(xué)生是全方位參與式學(xué)習(xí)而非傳統(tǒng)式聽講，教師及時反饋學(xué)習(xí)效果，并調(diào)整后續(xù)教學(xué)內(nèi)容和方法[11],目前國內(nèi)不少地方高校和軍隊院校都在嘗試其在相關(guān)教學(xué)方面的改革與應(yīng)用。BOPPPS模型將課堂教學(xué)的過程劃分為引入(Bridge-in)、目標(biāo)(Learning Objective)、前測(Pre-test/ assessment)、參與式學(xué)習(xí)(Participatory Learning)、后測(Post-test/assessment)和總結(jié)(Summary)共6個階段[12-13]，其模型要素和對應(yīng)的教學(xué)要素如表1所示。

首先，引入(Bridge-in)是對上堂所學(xué)知識進(jìn)行簡要回顧，通過問題延伸和提出，導(dǎo)入本堂課所學(xué)內(nèi)容，目的是引起學(xué)生對本堂課的學(xué)習(xí)興趣，使其心理放松，開拓思路。問題引入方式可采取多種樣式，比如提出具有挑戰(zhàn)性的問題，通過知名的案例提出問題，以及新型裝備試驗視頻等。目標(biāo)(Learning Objective)，即明確課堂學(xué)習(xí)所要達(dá)成的目標(biāo)。這里強調(diào)一下，BOPPPS模型里學(xué)習(xí)目標(biāo)的描述必須具體明確，且是可觀察或進(jìn)行衡量的，易于讓學(xué)生在課堂前后對其進(jìn)行比較，明確在哪些方面還存在不足。前測(Pre-test/assessment)是在本堂課學(xué)習(xí)之前檢驗學(xué)生對相關(guān)知識的認(rèn)知程度，包括與本堂課相關(guān)基礎(chǔ)知識掌握或課前預(yù)習(xí)情況等，據(jù)此來調(diào)整課堂授課內(nèi)容的深度、廣度與進(jìn)度。前測方法比較多，主要有課前提問、頭腦風(fēng)暴、試卷測驗等。參與式學(xué)習(xí)(Participatory Learning)，它強調(diào)鼓勵學(xué)生參與到課堂學(xué)習(xí)過程中，讓學(xué)習(xí)者成為課堂主導(dǎo)者，主要包括教師與學(xué)習(xí)者之間的交互和學(xué)習(xí)者之間的交互兩種類型。后測(Post-test/assessment)就是檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，是否達(dá)成課前的學(xué)習(xí)目標(biāo)，若沒達(dá)到，明確存在不足的方面。根據(jù)授課內(nèi)容和對象的不同，可采取小測試、短論文和場景分析等多種不同測試方法，讓學(xué)生在輕松活躍環(huán)境認(rèn)清不足，爭取在下次課堂學(xué)習(xí)中改進(jìn)?？偨Y(jié)(Summary)，即對課堂內(nèi)容進(jìn)行小結(jié)，進(jìn)一步明確課堂所講解的知識點，理清本堂課思路和脈絡(luò)。總結(jié)的方法有多種，如內(nèi)容回顧、課堂反饋、對學(xué)習(xí)者努力與成果的肯定等。

表1 BOPPPS模型與教學(xué)要素

四、 以光電子技術(shù)課程為例進(jìn)行BOPPPS模型教學(xué)過程設(shè)計

下面以光電子技術(shù)課程中“激光在大氣中傳輸特性”為例，闡述BOPPPS模型教學(xué)法在實際專業(yè)技術(shù)課程教學(xué)中的綜合運用和嘗試。

(一) 引入階段(Bridge-in)

首先課堂播放了美軍在2014年11月份公布艦載激光武器海上試驗視頻，接著引出我國著名軍事專家張召忠先生在一期海峽兩岸中對美軍艦載激光器的點評，他說：“在沒有霧霾下，激光武器攻擊距離為10km；在有霧霾下，激光武器攻擊距離約為1km”。在通過該視頻播放，并結(jié)合專家的點評，提出“無論是激光通信、探測、成像和制導(dǎo)技術(shù)，它們均以大氣作為傳輸通道，那么激光在大氣傳輸過程中受到哪些因素影響？這些因素又是如何影響激光傳輸？為什么霧霾對激光武器攻擊距離影響那么大？”等具有實際應(yīng)用背景的問題來引出教學(xué)內(nèi)容，這樣既讓學(xué)生直觀認(rèn)識和了解現(xiàn)代激光武器發(fā)展現(xiàn)狀和作戰(zhàn)效能，又大大激發(fā)學(xué)生對本堂課的學(xué)習(xí)興趣。

(二)學(xué)習(xí)目標(biāo)(Learning Objective)

學(xué)習(xí)目標(biāo)既是學(xué)生學(xué)習(xí)的目標(biāo)，也是教師課堂的教學(xué)目標(biāo)，還是教學(xué)后測階段知識學(xué)習(xí)的評估標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)習(xí)目標(biāo)的設(shè)定是十分關(guān)鍵的，一定程度上會影響學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和教師課前準(zhǔn)備情況，要結(jié)合學(xué)生實際情況和教學(xué)要求，關(guān)注Who、do What、under What和How well等因素，客觀的反映在一定條件下，本堂課所達(dá)到認(rèn)知水平、技能表現(xiàn)、情感態(tài)度等。下面以本堂課教學(xué)為案例，其學(xué)習(xí)目標(biāo)主要包括以下幾點：1.理解和描述激光束在大氣中傳輸效應(yīng)，知道大氣傳輸線性效應(yīng)和非線性效應(yīng)內(nèi)容及產(chǎn)生條件；2.掌握哪些是大氣對激光的吸收效應(yīng)的主要考慮因素，以及推導(dǎo)大氣吸收衰減的朗博定律；3.理解激光在大氣中散射衰減效應(yīng)，明確散射衰減分類和產(chǎn)生條件，結(jié)合實際生活中一些自然現(xiàn)象，如太空宇航員看見太空是黑色的，為什么地球人類看見天空是藍(lán)色？一天之中不同時刻看見太陽的顏色為什么有所區(qū)別？云和霧為什么是白色且形狀不規(guī)則？等，提高學(xué)生理論聯(lián)系實際，運用知識分析和解決問題的能力；4.了解激光在大氣中傳輸?shù)耐牧餍?yīng)，知道湍流效應(yīng)分類和產(chǎn)生條件，分析大氣湍流對空間激光通信誤碼率影響，以及如何減小其影響；5.通過學(xué)習(xí)，讓學(xué)生明確本堂課學(xué)習(xí)重點，即激光在大氣中傳輸吸收效應(yīng)和散射效應(yīng)；本堂課學(xué)習(xí)難點是激光在大氣中傳輸湍流效應(yīng)，并利用上述兩種效應(yīng)對生活中自然現(xiàn)象和實際裝備性能進(jìn)行分析。

(三)課前測試(Pre-test)

在進(jìn)行本堂課學(xué)習(xí)之前，通過課堂提問方法來進(jìn)行課前摸底：1.與普通光源相比，激光光源有哪些特點？2.大氣主要成分是什么？它們含量是多少？3.目前常見激光器有哪些？分別工作在那個波段？4.什么是大氣窗口？5.海水的顏色為什么是藍(lán)色的？路口交通燈為什么選擇紅色？通過上述幾個問題摸底學(xué)生基礎(chǔ)知識、課前預(yù)習(xí)情況，對生活中一些日?，F(xiàn)象的觀察與思考等。

(四)參與式學(xué)習(xí)(Participatory Learning)

該階段主要是讓學(xué)生主動加入到課堂教學(xué)過程中，改變傳統(tǒng)的被動式學(xué)習(xí)方式，體現(xiàn)“以學(xué)生為中心”的教育理念，拋出一些簡單而又啟發(fā)的問題，調(diào)動學(xué)生主動思考的積極性，例如：1.目前常見激光器工作波長是否處于大氣窗口范圍內(nèi)？能否利用大氣對某些激光波長吸收特性進(jìn)行一些應(yīng)用研究？如CO2氣體和一些有毒氣體檢測？2.在激光大氣傳輸中瑞利散射和米氏散射發(fā)生條件？光散射方向分布如何？散射強度與激光波長關(guān)系如何？，然后接著對日常生活中自然現(xiàn)象進(jìn)行提問，通過一系列問題進(jìn)行引導(dǎo)和驅(qū)動學(xué)生獨立思考，不斷深入學(xué)習(xí)課堂知識。

(五)課堂評估(Post-assessment)

根據(jù)課前設(shè)定學(xué)習(xí)目標(biāo)， 設(shè)定一些不同層次問題，要求涵蓋了基本概念、基本原理、原理應(yīng)用、解決實際裝備問題等，問題綜合性逐步遞增，從基于書本至脫離書本，最后到實際應(yīng)用，例如：激光束在大氣中傳輸時受到哪些因素的影響？大氣湍流效應(yīng)如何影響空間激光器通信誤碼率？如果你是工程師，你打算從哪些方面減弱其對誤碼率的影響？這里要說明一下，課后評估問題要根據(jù)授課對象作一些相應(yīng)的調(diào)整，讓其在學(xué)生可接受范圍內(nèi)，充分調(diào)動其積極性。

(六)總結(jié)(Summary)

在總結(jié)階段，簡要回顧本堂課的教學(xué)內(nèi)容，理清教學(xué)脈絡(luò)，點出難點和重點內(nèi)容，可以適當(dāng)插入針對這些問題，回顧以前科學(xué)家們是如何思考和解決的，開拓學(xué)生思路，同時提升人文素養(yǎng)，開展勵志教育。

基于BOPPPS模型教學(xué)法，以“激光在大氣中傳輸特性”為例，上面詳細(xì)給出了每個階段設(shè)計內(nèi)容，為了更加清晰理清本堂課設(shè)計脈絡(luò)，表2給出了本堂課教學(xué)過程設(shè)計，望能為其他專業(yè)技術(shù)課程設(shè)計提供一些有益的參考價值和教學(xué)思路。

基于BOPPPS模型教學(xué)法在光電子課程教學(xué)中處于探索嘗試階段，在每次課堂教學(xué)中，利用分組的方式對一些實際問題和應(yīng)用裝備進(jìn)行討論，將討論結(jié)果與問題初始導(dǎo)向進(jìn)行比較分析，對學(xué)員學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評估。對2015-2016學(xué)年兩個班次的“軍用光電子技術(shù)”課堂效果進(jìn)行檢測，學(xué)生的理論知識掌握率分別達(dá)到85.3%和87.5%；對課程的學(xué)習(xí)興趣問卷反饋中，選擇“非常感興趣”的人員比例分別為90%和95%，結(jié)果表明該方法能有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

表2 “激光大氣傳輸特性”的教學(xué)過程設(shè)計

五、結(jié)語

對軍校學(xué)生來說，專業(yè)技術(shù)課程是一門理論性與應(yīng)用性結(jié)合較強專業(yè)課程，會涉及大量實際裝備應(yīng)用，如何提高學(xué)員學(xué)習(xí)積極性和提高分析解決問題能力，這給教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)提出更高要求。在分析BOPPPS模型理論基礎(chǔ)上，嘗試將引入階段、學(xué)習(xí)目標(biāo)、課堂前測、參與式學(xué)習(xí)和課堂評估、課堂總結(jié)等環(huán)節(jié)應(yīng)用于專業(yè)技術(shù)課程教學(xué)中，并以“激光大氣傳輸特性”為例，利用上述環(huán)節(jié)設(shè)計了完整而豐富的教學(xué)過程。通過在“軍用光電子技術(shù)”課程中實踐表明，綜合靈活的運用BOPPPS模型對專業(yè)技術(shù)課程進(jìn)行教學(xué)過程設(shè)計，能夠有效調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動性，取得了顯著的學(xué)習(xí)效果。

[1] 王若涵，張志翔.BOPPPS式教學(xué)在植物生殖生態(tài)學(xué)課程中的探索與實踐[J].中國林業(yè)教育，2011(6)：55-57.

[2] 門葆紅，龔有亮，閆曉東.翻轉(zhuǎn)課堂用于軍校教學(xué)的實踐與探討[J].高等教育研究學(xué)報，2015(4)：53-56.

[3] Janice B J.Instructional skills workshop handbook for participants [EB/OL].[2016-10-20]. http://www.brocku.ca/print/ 3354.

[4] 王若涵，張志翔.BOPPPS式教學(xué)在植物生殖生態(tài)學(xué)課程中的探索與實踐[J].中國林業(yè)教育，2011(6)：55-57.

[5] 袁恩，劉鵬，齊望東，等.基于BOPPPS模式的計算機網(wǎng)絡(luò)原理教學(xué)改革[J].計算機教育，2015(6)：26-29.

[6] 陳衛(wèi)衛(wèi)，鮑愛華，李清，等.基于BOPPPS模型和問題驅(qū)動教學(xué)法培養(yǎng)計算思維的教學(xué)設(shè)計[J].工業(yè)和信息化教育，2014(6)：8-11.

[7] 付紹靜，劉丹，趙文濤，等.BOPPPS模型在信息安全數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課堂中的應(yīng)用[J].計算機教育，2015(6)：22-25.

[8] 鄭倩冰，劉洋，朱培棟，等.面向多層次認(rèn)知域教學(xué)目標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)課程教學(xué)研究與設(shè)計[J].計算機教育，2014(23)：92-95.

[9] 曾振武，肖榮輝.“321”互動課堂教學(xué)模式的構(gòu)建與實踐——以《光電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程為例[J]. 高教學(xué)刊，2015(10)：75-76.

[10] 董軍，劉繼紅，楊祎，等.光電信息科學(xué)與工程專業(yè)高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的改革與實踐[J].科教文匯，2015(10)：50-52.

[11] Janice B J.Instructional skills workshop handbook for participants [EB/OL].[2016-10-20]. http://www.brocku.ca/print/ 3354.

[12] Janice B J.Instructional skills workshop handbook for participants [EB/OL].[2016-10-20]. http://www.brocku.ca/print/ 3354.

[13] King C，Morrison D，Wils C.Instructional skills workshop manual[M].Vancounver：Vancouver University of British Columbia Press，2006：22-37.

(責(zé)任編輯：胡志剛)

A Theoretical and Practical Research on BOPPPS Model in Professional Courses Teaching of Military Academies

ZHOU Ren-lai，REN Jian-cun，LOU Shu-li

(DepartmentofControlEngineering，NavalAeronautical&AstronauticalUniversity，Yantai264001，China)

For the problems of teaching methods simplified，learning initiative weakened，analyzing-and-solving-problem ability lacking in professional courses teaching of military academies，under in-depth analysis of the BOPPPS model，i.e. the Bridge-in，learning Objective，Pre-test/assessment，Participatory learning，Post-test/assessment，and Summary are successfully practiced in classroom teaching design and practice of professional courses. The result indicates that the teaching methods based on BOPPPS model can effectively solve the above problems，with the student’s learning initiative boosted，and achieve a better teaching result.

teaching method；BOPPPS model；professional courses；reform in education

2016-10-24

周仁來(1983-)，男，安徽肥東人。海軍航空工程學(xué)院控制工程系講師，博士，主要從事光纖激光器、固體激光器和光纖傳感器等方面的研究。

G642

A

1672-8874 (2016) 04-0093-05