基于BOPPPS與教研相長理念的《先進(jìn)制造技術(shù)》教學(xué)模式探索

范增華　司馬中文

摘? 要：隨著工業(yè)制造技術(shù)的發(fā)展以及新的教學(xué)理念的出現(xiàn)，《先進(jìn)制造技術(shù)》課程的教學(xué)模型遇到了新的挑戰(zhàn)。該文針對傳統(tǒng)教學(xué)模式下學(xué)生興趣不足、主動性低的普遍問題，以BOPPPS教學(xué)模式為載體，結(jié)合教研相長理念，提出基于BOPPPS與教研相長結(jié)合的《先進(jìn)制造技術(shù)》教學(xué)模式。將“增材制造技術(shù)”教學(xué)環(huán)節(jié)分為6個(gè)階段進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，可有效激發(fā)學(xué)生的主動性，拓展學(xué)生視野，提高教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：BOPPPS? 先進(jìn)制造技術(shù)? 教研相長

中圖分類號：G642 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）07（b）-0102-02

根據(jù)《中國制造2025》強(qiáng)國戰(zhàn)略的行動綱領(lǐng)，我國要加快從制造大國向制造強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變。作為制造業(yè)的基礎(chǔ)學(xué)科專業(yè)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)是普通理工科院校的熱門專業(yè)，其培育的機(jī)械設(shè)計(jì)制造人才是國家工業(yè)進(jìn)程的重要組成部分?！断冗M(jìn)制造技術(shù)》課程是理工科院校機(jī)械類專業(yè)的一門專業(yè)必修課[1]，主要講授現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法及先進(jìn)制造工藝技術(shù)。高校的傳統(tǒng)教學(xué)模式常以課堂講授和教材為中心，以教師理論講授與學(xué)生被動接受為主，一方面無法體現(xiàn)學(xué)生參與式的主體學(xué)習(xí)地位，另一方面難以掌握先進(jìn)制造技術(shù)的最新科研發(fā)展動態(tài)。因此，傳統(tǒng)模式的教學(xué)活動降低了課程的教學(xué)效率，限制了學(xué)生參與課堂的主動性。

在制造業(yè)不斷轉(zhuǎn)型升級的時(shí)代，高校教師需不斷更新自身知識，把握學(xué)科專業(yè)前沿動態(tài)，將新型制造工藝技術(shù)融入教學(xué)環(huán)節(jié)，探索新型教學(xué)模式。該文將BOPPPS教學(xué)方法和模塊化教研相長的教學(xué)策略結(jié)合，以期調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，并掌握前沿制造工藝技術(shù)的研究成果。

1? BOPPPS教學(xué)模式

BOPPPS教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)面向?qū)W習(xí)目標(biāo)的評價(jià)體系，在教學(xué)過程中引導(dǎo)學(xué)習(xí)者主動思考、參與，通過教學(xué)反思評價(jià)學(xué)習(xí)者的目標(biāo)達(dá)成度。BOPPPS教學(xué)模式將課堂教學(xué)劃分為6個(gè)階段，即導(dǎo)言（Bridge-in）、教學(xué)目標(biāo)（Objective）、前測（Preassessment）、參與式學(xué)習(xí)（Participatory Learning）、后測（Post assessment）、總結(jié)（Summary）[2，3]。各階段課堂組織如下。

（1）導(dǎo)言（Bridge-in）。通過將與學(xué)生生活相關(guān)的興趣案例引入教學(xué)內(nèi)容，如生活中的常識、國家重大新聞與政策、該領(lǐng)域知名高水平學(xué)術(shù)成果等，可有效吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的好奇心和主動學(xué)習(xí)的興趣。

（2）教學(xué)目標(biāo)（Objective）。在導(dǎo)言引起學(xué)生主動學(xué)習(xí)驅(qū)動力的基礎(chǔ)上，教師明確地指出此次課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)，包括需要達(dá)到的知識目標(biāo)、能力和素質(zhì)目標(biāo)。

（3）前測（Preassessment）。該教學(xué)階段首先進(jìn)行前序評價(jià)，回顧與該堂課學(xué)習(xí)目標(biāo)相關(guān)的前序知識。從教師引導(dǎo)前序知識回顧中，由學(xué)生主動思考如何才能實(shí)現(xiàn)教學(xué)任務(wù)，并由學(xué)生闡述解決問題的途徑和方法。教師可有效掌握學(xué)生對前序知識的掌握情況，以便對新知識的講解進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到有效教學(xué)。

（4）參與式學(xué)習(xí)（Participatory Learning）。該階段是整個(gè)教學(xué)進(jìn)程的核心，該實(shí)施過程中要考慮讓學(xué)生先行展開實(shí)際學(xué)習(xí)、探索，教師觀察學(xué)生參與學(xué)習(xí)情況，進(jìn)行指導(dǎo)，師生互動，保證課堂學(xué)習(xí)有效性。

（5）后測（Post assessment）。針對參與式學(xué)習(xí)階段的新知識傳授，由教師提出問題，學(xué)生通過個(gè)人陳述、小組互助的形式展示解答問題的步驟，并進(jìn)行演示，以此測試學(xué)生是否已達(dá)到課程的教學(xué)目標(biāo)。

（6）總結(jié)（Summary）。再次帶領(lǐng)學(xué)生回顧“導(dǎo)言（Bridge-in）”中提出的問題以及教學(xué)目標(biāo)，對提出問題的進(jìn)行有效解答，概述此次課程的知識點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)、難點(diǎn)，布置作業(yè)，并告知下次課的教學(xué)內(nèi)容。

2? 教研相長模塊化教學(xué)理念

站穩(wěn)講臺是一名高校教師的基本素質(zhì)，某些高校考核機(jī)制往往造成“重科研，輕教學(xué)”的現(xiàn)象，作為高等教育的兩大職能，教學(xué)和科研不能簡單割裂，應(yīng)有機(jī)結(jié)合。錢偉長院士曾指出“教學(xué)沒有科研做底蘊(yùn)，就是一種沒有觀點(diǎn)的教育”，具有科研學(xué)術(shù)背景的教師，對專業(yè)課程教學(xué)內(nèi)容的理解更為透徹，對知識的把握也更為全面、準(zhǔn)確，可使教學(xué)組織富有邏輯性，專業(yè)知識的講解易做到深入淺出，有助于學(xué)生的理解。此外，教研相長模式下教學(xué)內(nèi)容不局限于既定教材內(nèi)容，教師能將與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的最新研究成果充實(shí)到課堂，彌補(bǔ)原有知識的斷層，創(chuàng)造教學(xué)知識的第一時(shí)效性，有助于與實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)接軌，極大地引起學(xué)生的興趣。不僅傳授知識，也拓展學(xué)生的視野，以及培養(yǎng)其思考問題的方式[4，5]。

模塊化教學(xué)是指將課程中幾個(gè)并行的授課環(huán)節(jié)采用專題報(bào)告的形式開展教學(xué)組織，如《先進(jìn)制造技術(shù)》課程中的“先進(jìn)制造工藝技術(shù)”內(nèi)容部分，其包含“高速加工技術(shù)”“增材制造技術(shù)”“微細(xì)加工技術(shù)”“表面工程技術(shù)”等，針對該部分內(nèi)容的教學(xué)組織，可把每項(xiàng)技術(shù)點(diǎn)作為一個(gè)專題模塊，結(jié)合BOPPPS教學(xué)模式和教研相長理念，實(shí)現(xiàn)“教學(xué)帶科研、科研促教學(xué)”，提升教學(xué)質(zhì)量。

3? 基于BOPPPS與教研相長理念的教學(xué)模式實(shí)施

現(xiàn)以《先進(jìn)制造技術(shù)》課程中的“增材制造技術(shù)”為例，進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，力求體現(xiàn)目標(biāo)導(dǎo)向和教研相長的教學(xué)目的。該部分內(nèi)容是先進(jìn)制造工藝技術(shù)的重要組成部分，顛覆了傳統(tǒng)的減材（如車削、銑削、磨削等）和等材（如鍛造、鑄造）制造工藝模式，是一種革命性的新型制造工藝技術(shù)，學(xué)生掌握該部分內(nèi)容，能建立起新的設(shè)計(jì)思維，為增材制造工藝路線的制定打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（1）導(dǎo)言（Bridge-in）。教學(xué)內(nèi)容導(dǎo)入伊始，首先結(jié)合國家重大戰(zhàn)略需求和國家重大事件，如嫦娥四號登月計(jì)劃、國產(chǎn)大飛機(jī)項(xiàng)目，引出其中所用到的關(guān)鍵復(fù)雜零部件，即航空發(fā)動機(jī)的噴油嘴，并介紹該零件的功能，及其對整個(gè)航空發(fā)動機(jī)的重要性。在此基礎(chǔ)上，提出問題——制造該零部件的工藝技術(shù)，快速獲取學(xué)生對新知識的注意力，引起共鳴。

（2）教學(xué)目標(biāo)（Objective）。教師在該階段明確提出此次課的學(xué)習(xí)目標(biāo)，以及所要掌握的技能。學(xué)習(xí)目標(biāo)：運(yùn)用分層技術(shù)解釋增材制造的基本原理;掌握增材制造常用工藝方法的加工原理和特點(diǎn);了解典型應(yīng)用領(lǐng)域。技能目標(biāo)：基于一種增材制造工藝方法能夠完成產(chǎn)品的快速制樣設(shè)計(jì)。

（3）前測（Preassessment）。該階段主要回顧與此次教學(xué)相關(guān)的前序知識，并評價(jià)學(xué)生的掌握情況。回顧常用的機(jī)加工方法，如車削、銑削、磨削、刨削、鉆削、鑄造、鍛造，并依據(jù)材料去除特性對其進(jìn)行分類?；仡櫦す馊鄹布夹g(shù)的工作原理，并讓學(xué)生確認(rèn)材料的增減性。由此掌握學(xué)生對相關(guān)前序知識的掌握情況，以便調(diào)控教學(xué)過程。

（4）參與式學(xué)習(xí)（Participatory Learning）。教師通過包含圖片和動畫的PPT課件，首先講解“增材制造的基本原理”，然后結(jié)合講解的分層制造原理，由學(xué)生陳述4種常見的增材制造工藝方法（立體光固化成型、分層實(shí)體制造、選擇性激光燒結(jié)、熔融沉積制造）的各自加工原理。教師針對學(xué)生的表述，對每種工藝方法補(bǔ)充實(shí)際應(yīng)用案例，并引導(dǎo)學(xué)生對比不同工藝方法的特點(diǎn)，概要國內(nèi)外學(xué)者的研究情況和典型應(yīng)用領(lǐng)域。最后，給出綜述性參考文獻(xiàn)，加深學(xué)生的認(rèn)識，極大地提高課堂的互動性。

（5）后測（Post assessment）。該階段主要是案例測試，鞏固所學(xué)新知識，并評價(jià)學(xué)生的掌握情況，進(jìn)行教學(xué)反思。教師提供一個(gè)復(fù)雜零部件的制造需求，讓學(xué)生基于選擇性激光燒結(jié)的工藝方法，制定該零件的基本加工工藝路線，根據(jù)學(xué)生的陳述，教師可掌握學(xué)生對增材制造工藝方法的學(xué)習(xí)效果。

（6）總結(jié)（Summary）。再次回顧“導(dǎo)言（Bridge-in）”階段提出的噴油嘴零件的加工方法，并解釋增材制造技術(shù)對該零件加工的有效性。再次明確此次課程學(xué)習(xí)目標(biāo)，概要核心知識點(diǎn)，布置作業(yè)（以一種增材制造工藝方法為例，探討影響成型加工的工藝因素及其影響規(guī)律，小組進(jìn)行，撰寫論文，PPT匯報(bào)）。最后，延伸出下次課的教學(xué)內(nèi)容。

4? 結(jié)語

教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)證明，基于BOPPPS與教研相長理念的教學(xué)模式可有效提高課堂教學(xué)效率，激發(fā)學(xué)生參與課堂的主動性和興趣。教師和學(xué)生在教學(xué)進(jìn)程中能達(dá)到教學(xué)目標(biāo)一致性，教學(xué)環(huán)節(jié)協(xié)同進(jìn)行、重點(diǎn)突出。學(xué)生在主動獲取教學(xué)知識中，通過研究案例拓展視野，有助于學(xué)生形成科學(xué)的思維方式，激發(fā)教師的科研靈感。因此，基于BOPPPS于教研相長理念的教學(xué)模式能夠有效提高《先進(jìn)制造術(shù)》課程的教學(xué)效果，對學(xué)生的高質(zhì)量培養(yǎng)具有重要意義，也對其他理工課程教學(xué)起到良好的借鑒作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 霍逸飛.先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展趨勢[J].南方農(nóng)機(jī)， 2018，49（23）：195-197.

[2] 楊昔陽，姚承佳.基于BOPPPS教學(xué)模型的數(shù)學(xué)實(shí)踐課堂教學(xué)[J].教育教學(xué)論壇，2019（7）：201-202.

[3] 陳元.基于BOPPPS模式的《網(wǎng)絡(luò)美工》有效教學(xué)設(shè)計(jì)[J].科技資訊，2019，17（2）：188-190.

[4] 肖井華，楊胡江，李海紅.探索課程教學(xué)與科學(xué)研究的融合，促進(jìn)教研相長[J].大學(xué)物理，2014，33（6）：33-40.

[5] 王金發(fā)，王宏斌.寓教于研做學(xué)問 教研相長站講臺[J].中國高等教育，2014（7）：34-36.