基于BOPPPS模型的物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)計(jì)

摘要：物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)課程多采用項(xiàng)目教學(xué)和任務(wù)驅(qū)動，學(xué)生學(xué)習(xí)動力不足。針對高等院校物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)課程的教學(xué)現(xiàn)狀和特點(diǎn)，基于現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)平臺，在教學(xué)設(shè)計(jì)中引入BOPPPS教學(xué)模式。以“環(huán)境監(jiān)測模塊”項(xiàng)目為例，闡述BOPPPS模型的具體實(shí)施過程，并在參與式學(xué)習(xí)和后測環(huán)節(jié)，結(jié)合敏捷開發(fā)模式，模擬企業(yè)開發(fā)流程。實(shí)踐證明，BOPPPS模型應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)，有利于教師設(shè)計(jì)可行的教學(xué)活動、及時(shí)得到學(xué)生反饋和提高教學(xué)水平，同時(shí)學(xué)生課堂參與度較高，注重培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和自主探究能力。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);BOPPPS模型：教學(xué)設(shè)計(jì);敏捷開發(fā)

中圖分類號：TP311

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）03-0278-02

《物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn)》是高職物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)中核心課，綜合軟硬件知識，實(shí)現(xiàn)完整的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用[1]?，F(xiàn)在的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)類課程多采用項(xiàng)目化教學(xué)，由任務(wù)驅(qū)動。由于學(xué)生并未接觸過實(shí)際的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用，理解性較差，缺乏動力，導(dǎo)致學(xué)習(xí)積極性低。

本文針對現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)課程中存在的問題，引入BOPPPS教學(xué)模式，探索基于BOPPPS模型的物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)計(jì)。在參與式學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，基于敏捷開發(fā)模式，模擬企業(yè)環(huán)境，引導(dǎo)學(xué)生自行查找解決方案，注重培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力、自主探究能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

1 BOPPPS教學(xué)模型簡介

BOPPPS模型起源北美地區(qū)，近年來成為北美高校所推崇的一種教學(xué)模型，教師可以進(jìn)行有效的教學(xué)設(shè)計(jì)。BOPPPS模型將整個(gè)教學(xué)過程分為六個(gè)階段（模型六要素）：Bridge-in（導(dǎo)入）、Objective（目標(biāo)）、Pre-Assessment（前測）、Participatory Learn-ing（參與式教學(xué)活動）、Post-Assessment（后測）、Summary（總結(jié)）[2]。表l給出了BOPPPS模型的基本要素及作用[3]。

BOPPPS模型特別強(qiáng)調(diào)學(xué)生全方位參與式學(xué)習(xí)和師生之間的教學(xué)反饋機(jī)制，體現(xiàn)了“以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生為主體”的教育理念[4]。在課堂教學(xué)中，教師關(guān)注的重點(diǎn)是學(xué)生“學(xué)到了什么”，而不是教師“教了什么”;在教學(xué)方法上，借鑒BOPPPS模型，強(qiáng)調(diào)學(xué)生全方位參與學(xué)習(xí)，充分利用多種信息化手段，使學(xué)生能深刻地掌握所學(xué)知識與技能。

2 BOPPPS模型在物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)訓(xùn)課程中的應(yīng)用

本文以《物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn)》課程中的“環(huán)境監(jiān)測模塊”項(xiàng)目為例，闡述如何基于BOPPPS模型進(jìn)行課程的教學(xué)設(shè)計(jì)。

2.1 導(dǎo)入（Bridge-in）

設(shè)計(jì)了智能家居中的“環(huán)境監(jiān)測模塊”項(xiàng)目，用實(shí)際項(xiàng)目引出教學(xué)內(nèi)容，通過視頻導(dǎo)入激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。環(huán)境監(jiān)測模塊主要有溫度與濕度的傳感數(shù)值，傳感數(shù)值是由物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)平臺中的網(wǎng)關(guān)獲取得來的，勾選“保存采集數(shù)據(jù)”，溫度與濕度的傳感數(shù)值才會保存到數(shù)據(jù)庫中，并且可以按日期查詢溫度和濕度。物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)平臺以網(wǎng)關(guān)為樞紐，銜接嵌入式無線模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及控制，并將數(shù)據(jù)通過SDK傳遞給上位機(jī)或移動終端，從而完成整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

2.2 學(xué)習(xí)目標(biāo)（Objective）

學(xué)習(xí)目標(biāo)是學(xué)生學(xué)習(xí)的目標(biāo)，也是教師教學(xué)的目標(biāo)。設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)目標(biāo)需要關(guān)注學(xué)生在教學(xué)結(jié)束前，應(yīng)該能在什么條件下理解、思考、判斷或操作哪些內(nèi)容，達(dá)到哪種程度f認(rèn)知、技能、態(tài)度等）?！碍h(huán)境監(jiān)測模塊”項(xiàng)目的學(xué)習(xí)目標(biāo)包括以下幾點(diǎn)：

1）學(xué)生能夠熟練使用Visual Studio、SQL Server等軟件開發(fā)平臺;

2）學(xué)生能夠完成“環(huán)境監(jiān)測模塊”代碼的正確編寫;

3）在工程實(shí)踐中，學(xué)生可以根據(jù)實(shí)際問題，正確進(jìn)行需求分析、概要設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、代碼實(shí)現(xiàn)、功能測試等。

2.3 前測（Pre-Assessment）

確定學(xué)習(xí)目標(biāo)之后，依托職教云課堂，教師通過在線問卷調(diào)查的方式進(jìn)行前測，教師根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況優(yōu)化教學(xué)策略。在前測部分，我們需考查學(xué)生以下三方面的知識水平：

1）熟練掌握界面的布局和基本控件的使用;

2）熟練掌握數(shù)據(jù)庫操作開發(fā)功能;

3）使用.NET Framework中提供的SerialPort類實(shí)現(xiàn)串口數(shù)據(jù)通信。

通過這些知識，體現(xiàn)了前后知識的關(guān)聯(lián)關(guān)系，也便于教師決定在授課時(shí)，是否需要強(qiáng)化界面設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫操作、1/0操作等相關(guān)內(nèi)容。

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

參與式教學(xué)是BOPPPS模型的重要環(huán)節(jié)，強(qiáng)調(diào)了“以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生為主體”的教學(xué)理念，突出學(xué)生主體地位;以“項(xiàng)目教學(xué)”“任務(wù)驅(qū)動”的教學(xué)模式為依托，靈活采用分組教學(xué)、討論教學(xué)等教學(xué)手段實(shí)施教學(xué)。通過一系列設(shè)計(jì)過的學(xué)習(xí)項(xiàng)目，幫助學(xué)生達(dá)到先前訂立的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

敏捷開發(fā)在大量IT公司中得到應(yīng)用，將敏捷開發(fā)引入課堂中，由任課教師擔(dān)任產(chǎn)品負(fù)責(zé)人（PO），開發(fā)團(tuán)隊(duì)的規(guī)模是3人一組。由產(chǎn)品負(fù)責(zé)人公布“環(huán)境監(jiān)測模塊”的企業(yè)需求，由開發(fā)團(tuán)隊(duì)共同完成需求分析、環(huán)境搭建、代碼編寫、功能測試等工作，學(xué)生真實(shí)體驗(yàn)IT企業(yè)開發(fā)真實(shí)流程。在課堂教學(xué)中，教師轉(zhuǎn)變成產(chǎn)品負(fù)責(zé)人，如果學(xué)生出現(xiàn)問題，引導(dǎo)學(xué)生自行通過云故障庫或網(wǎng)絡(luò)查找解決方案，注重培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和自主探究能力。教師應(yīng)該關(guān)注小組開發(fā)過程，對參與式學(xué)習(xí)過程中學(xué)生付出的努力和成績給予肯定。

2.5 后測（Post-Assessment）

與學(xué)習(xí)目標(biāo)呼應(yīng)，檢驗(yàn)學(xué)生是否已經(jīng)掌握教學(xué)內(nèi)容，充分達(dá)成設(shè)定的學(xué)習(xí)目標(biāo)。在本例中，呼應(yīng)導(dǎo)人的“環(huán)境監(jiān)測模塊”的需求，在評審會議上以小組為單位演示本團(tuán)隊(duì)的完成的任務(wù)，由產(chǎn)品負(fù)責(zé)人（即任課教師）檢視是否合格。從需求分析、界面設(shè)計(jì)、功能設(shè)計(jì)、代碼實(shí)現(xiàn)、功能測試等不同方面，由教師和學(xué)生共同選出最優(yōu)方案。通過后測環(huán)節(jié)，整個(gè)課堂教學(xué)前后呼應(yīng)，強(qiáng)化了課堂教學(xué)的整體性。

2.6 總結(jié)（Summary）

總結(jié)階段讓學(xué)生有機(jī)會簡短回顧教學(xué)內(nèi)容，并再次加深和整合。由最優(yōu)解決方案的團(tuán)隊(duì)總結(jié)發(fā)言，介紹設(shè)計(jì)思路和關(guān)鍵代碼。各開發(fā)團(tuán)隊(duì)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提出進(jìn)一步措施，并且在下一階段改進(jìn)。由任課教師進(jìn)行點(diǎn)評，并請學(xué)生將發(fā)現(xiàn)的問題和解決方案更新至云故障庫。

3 教學(xué)效果

我們在高職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)第五學(xué)期課程《物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn)》引入BOPPPS教學(xué)模式，《物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn)》主要考查學(xué)生的動手實(shí)踐能力。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)有四個(gè)班共124人，實(shí)踐證明，使用BOPPPS模型進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，教學(xué)效果明顯，獲得學(xué)生較高的評價(jià)。學(xué)生在參與式教學(xué)過程中，逐漸培養(yǎng)學(xué)生的自主探究能力，完成從知識堆砌型向高技術(shù)技能型人員的轉(zhuǎn)變[5]。學(xué)生對《物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn)》課程的教學(xué)評價(jià)為98.52分。其中，有97. 89%的學(xué)生認(rèn)為教學(xué)“因材施教，能激發(fā)學(xué)生興趣，注意學(xué)生個(gè)性發(fā)展”，98.54%的學(xué)生認(rèn)為“課堂氣氛活躍，能引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生邏輯思維”，97.15%的學(xué)生認(rèn)為教學(xué)“能綜合運(yùn)用多種信息化教學(xué)手段，激發(fā)學(xué)生的興趣”。98.37%的學(xué)生認(rèn)為“學(xué)生能初步運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題”。

4 結(jié)束語

依據(jù)“以學(xué)生為中心”的教育理念，針對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程中存在的問題，將BOPPPS教學(xué)模型應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，取得較好的教學(xué)效果。實(shí)踐證明，在物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn)課程中，通過BOPPPS教學(xué)模型，能增強(qiáng)教師與學(xué)生之間、學(xué)生與學(xué)生之間在課堂教學(xué)的有效互動，使學(xué)生得到全面的發(fā)展。教師可根據(jù)BOPPPS模型的六要素，規(guī)范教學(xué)流程，設(shè)計(jì)可行的教學(xué)活動，注重學(xué)生的課堂參與度，及時(shí)進(jìn)行師生間反饋，根據(jù)及時(shí)反饋不斷提高其教學(xué)水平。

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