BOPPPS教學(xué)模式在互換性與測量技術(shù)實驗教學(xué)中的實踐

摘要：實驗教學(xué)作為工科專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實踐能力的重要組成環(huán)節(jié)，不斷探索新的實驗教學(xué)方法是十分必要的。為適應(yīng)國家“新工科”人才培養(yǎng)的要求，必須對互換性與測量技術(shù)實驗教學(xué)進(jìn)行改革，提出了基于BOPPPS新的實驗教學(xué)模式，并在“直線度誤差的檢測”實驗教學(xué)中進(jìn)行應(yīng)用。實踐表明，BOPPPS教學(xué)模式融入傳統(tǒng)實驗教學(xué)，實現(xiàn)以學(xué)生為中心的理念，更好地調(diào)動學(xué)生的主觀能動性和參與度，大幅提升學(xué)生的拓展思維，為課堂教學(xué)的有效補(bǔ)充，教學(xué)效果凸顯。

關(guān)鍵詞：BOPPPS教學(xué)模式;互換性與測量技術(shù);實驗教學(xué)設(shè)計;以學(xué)生為中心的理念

中圖分類號：G642.0????????????文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Practice?of?BOPPPS?teaching?mode?in?the?experiment?teaching?of?interchangeability?and?measurement?technology

Yang?Ying

School?of?Mechanical?Engineering，?Hunan?University?of?Arts?and?Science???HunanChangde???415000

Abstract：Experimental?teaching?is?an?important?part?of?cultivating?students'?innovative?ability?and?practical?ability，?it?is?necessary?to?explore?new?experimental?teaching?methods.?In?order?to?meet?the?requirements?of?the?cultivation?of?national?"new?engineering"?talents，?it?is?necessary?to?reform?the?experimental?teaching?of?interchangeability?and?measurement?technology，?a?new?experiment?teaching?mode?based?on?BOPPPS?is?put?forward?and?applied?in?the?experiment?teaching?of?"measurement?of?straightness?error"?.The?practice?of?two?teaching?periods?shows?that?the?BOPPPS?teaching?model?integrates?the?traditional?experimental?teaching，?realizes?the?student-centered?idea，?better?mobilizes?the?student's?subjective?initiative?and?participation，?and?improves?the?student's?expanding?thinking?greatly，?for?the?effective?complement?of?classroom?teaching，?the?teaching?effect?is?prominent.

Keywords：BOPPPS?teaching?model;?interchangeability?and?measurement?technology;?experimental?teaching?design;?student-centered?idea

隨著我國“中國制造2025”計劃、“互聯(lián)網(wǎng)+”“一帶一路”倡議等的組織實施，以新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新模式、新產(chǎn)業(yè)為代表的新經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展[1]，對工程技術(shù)人才提出了更高要求，要求高等工程教育應(yīng)主動對接新經(jīng)濟(jì)、高科技和大工程時代發(fā)展的需要，培養(yǎng)大批具有實踐創(chuàng)新能力和人文情懷的復(fù)合型、創(chuàng)新型“新工科”人才。實驗教學(xué)作為我國高校工科專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力和綜合素養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，對實驗教學(xué)的改革也迫在眉睫[2]。

“互換性與測量技術(shù)”課程是機(jī)械類和近機(jī)械類專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，主要培養(yǎng)學(xué)生幾何量精度設(shè)計的初步能力和檢測操作技能，重點強(qiáng)調(diào)理論與實踐的結(jié)合，也是聯(lián)系設(shè)計類課程與制造工藝類課程的紐帶[3]。本文指出機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)互換性與測量技術(shù)實驗教學(xué)中所存在的問題，將BOPPPS教學(xué)模式融入實驗教學(xué)，以“直線度誤差的檢測”為例，進(jìn)行實驗教學(xué)創(chuàng)新改革及實踐，實現(xiàn)了教學(xué)效果和學(xué)生參與度的明顯提升。

1傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式存在的問題

實驗類型單一化，缺乏創(chuàng)新性

根據(jù)機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)人才培養(yǎng)方案的要求，互換性與測量技術(shù)實驗課時為6學(xué)時，共安排4個實驗，分別為直線度誤差的檢測、平面度誤差的檢測、用正弦規(guī)測量錐角、立式光學(xué)計測量塞規(guī)尺寸[4]。大部分實驗內(nèi)容為機(jī)械零件的檢驗，實驗類型單一，操作過程簡單，無法激發(fā)學(xué)生思考問題、分析問題，嚴(yán)重限制了學(xué)生的思維，并在一定程度上制約了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和發(fā)展[5]。

實驗教學(xué)模式太制式化，學(xué)生參與度不高

互換性與測量技術(shù)實驗教學(xué)模式一直采用的是教師為主，學(xué)生為輔。實驗教學(xué)基本上都分為三個階段：第一階段，指導(dǎo)教師準(zhǔn)備好實驗所需的儀器或設(shè)備，并進(jìn)行調(diào)試，為實驗的順利開展做好準(zhǔn)備;第二階段，指導(dǎo)教師對實驗內(nèi)容進(jìn)行講解，然后根據(jù)已驗證的操作步驟，完成實驗所需數(shù)據(jù)的測量，而學(xué)生只需要按照同樣的步驟操作一遍即可。第三階段，實驗結(jié)束后，學(xué)生完成實驗報告并交給指導(dǎo)教師進(jìn)行成績評定。整個過程中，留給學(xué)生主動解決問題的空間很少，嚴(yán)重束縛了學(xué)生對實驗的參與度和積極性。

實驗教學(xué)與思政教育“兩張皮”

長期以來，互換性與測量技術(shù)實驗教學(xué)比較注重實驗內(nèi)容及影響實驗結(jié)果的關(guān)鍵步驟的傳授，較少涉及實驗過程中操作人員的自身素養(yǎng)和職業(yè)道德的培養(yǎng)，使得培養(yǎng)的人才都只是各懷技能的“技藝人”，這嚴(yán)重偏離了“新工科”人才培養(yǎng)目標(biāo)。

2?BOPPPS教學(xué)模式

BOPPPS教學(xué)模式作為教學(xué)技巧工作坊（instructional?skills?workshop，ISW）國際教學(xué)培訓(xùn)采用的唯一教學(xué)法，主要強(qiáng)調(diào)學(xué)生在課堂教學(xué)過程中的參與互動及反饋，體現(xiàn)以學(xué)生為中心的理念[5]。BOPPPS是一種閉環(huán)教學(xué)模式，依據(jù)“起承轉(zhuǎn)合”切分為6個階段，依序為：B-導(dǎo)言（bridge-in）、O-學(xué)習(xí)目標(biāo)（objective）、P-前測（pre-assessment）、P-參與式學(xué)習(xí)（participatory?learning）、P-后測（post-assessment）、S-總結(jié)（summary）。強(qiáng)調(diào)學(xué)生的全方位參與式學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，是目前高等教學(xué)教學(xué)改革中切實可行的有效途徑[6]。

3?BOPPPS教學(xué)模式在實驗教學(xué)中的實踐

直線度誤差是形狀誤差中非常重要的一類，它主要用來描述實際直線允許的變動全量。為了較好地控制平面或者空間直線的形狀誤差，提高設(shè)備制造、安裝精度，延長設(shè)備的使用壽命，對工件的直線度誤差進(jìn)行測量并控制具有重要的意義。本文以機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的“直線度誤差的檢測”實驗項目為例，介紹BOPPPS教學(xué)模式的設(shè)計與實踐情況。

3.1?B-導(dǎo)言（bridge-in）

導(dǎo)言的功能主要是為了激發(fā)學(xué)生對本次實驗教學(xué)內(nèi)容的參與興趣和積極性，架構(gòu)課程內(nèi)容與學(xué)生之間的橋梁[7]。在實驗正式開始之前，向?qū)W生展示一張圖片（如圖1），并配有一段有效的導(dǎo)言。以榴彈炮為例，它是我國軍事力量中重要的兵器之一。榴彈炮內(nèi)膛的炮管直線度直接影響實戰(zhàn)中射擊的精度、發(fā)射的安全性和火炮的使用壽命[8]，進(jìn)而引申對零件進(jìn)行直線度誤差檢測的重要性，使學(xué)生快速進(jìn)入實驗狀態(tài)以及激發(fā)他們的愛國之情和使命感。

3.2?O-學(xué)習(xí)目標(biāo)（objective）

學(xué)習(xí)目標(biāo)是指學(xué)生通過學(xué)習(xí)應(yīng)達(dá)到的預(yù)期要求和水平[10-11]。學(xué)習(xí)目標(biāo)的制定是否全面、可行將直接影響課堂的教學(xué)效果。本次實驗教學(xué)堅持知識、能力、素質(zhì)有機(jī)融合，制定如下學(xué)習(xí)目標(biāo)：（1）知識目標(biāo)：掌握直線度的特點及誤差評定方法;（2）能力目標(biāo)：掌握百分表測量直線度誤差的方法，掌握作圖法求解直線度誤差;（3）素養(yǎng)目標(biāo)：培養(yǎng)規(guī)范操作實驗儀器的素養(yǎng)。

3.3?P-前測（pre-assessment）

前測是有效開展課程教學(xué)活動的重要前提[12-13]。通過學(xué)情調(diào)查，指導(dǎo)教師準(zhǔn)確掌握學(xué)生的知識儲備以及實驗的預(yù)習(xí)情況，同時為參與式學(xué)習(xí)提供資源性選擇?！爸本€度誤差的檢測”實驗教學(xué)的前測環(huán)節(jié)通過提問、討論等形式進(jìn)行，如表1所示。這樣可以較好地把握學(xué)生對直線度理論知識的掌握情況，進(jìn)而方便設(shè)計實驗教學(xué)的深度和廣度。

3.4?P-參與式學(xué)習(xí)（participatory?learning）

參與式學(xué)習(xí)是BOPPPS教學(xué)模式的精華所在，它是通過師生的良好互動來實現(xiàn)課程教學(xué)核心內(nèi)容的學(xué)習(xí)，讓學(xué)習(xí)真正發(fā)生，人人互學(xué)[14]。實驗教學(xué)中，參與式學(xué)習(xí)的設(shè)計就顯得尤為重要，既要體現(xiàn)學(xué)生的參與以及師生、生生之間的互動，又要鼓勵學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題。如在實驗操作過程中，學(xué)生用百分表測量直線上各點的變化時，詢問學(xué)生“測量第一個點時，百分表為什么要進(jìn)行調(diào)零？”、“百分表指針的擺動方向不同，所測量的點之間在位置上有什么關(guān)系？”等一系列問題，逐步引導(dǎo)學(xué)生思考下一步實驗該如何調(diào)控，體現(xiàn)以學(xué)生為中心的教學(xué)理念。

3.5?P-后測（post-assessment）

后測環(huán)節(jié)是在實驗操作完成之后，對學(xué)生的實驗結(jié)果進(jìn)行及時檢驗或評估[15]，與前測相呼應(yīng)。“直線度誤差的檢測”實驗操作安排2-3人為一小組，學(xué)生根據(jù)實驗結(jié)果分別進(jìn)行小組討論，分析所得實驗數(shù)據(jù)的規(guī)律以及代表的含義，同時討論數(shù)據(jù)的處理方法。如果發(fā)現(xiàn)個別小組所測數(shù)據(jù)誤差較大，引導(dǎo)學(xué)生分析誤差存在的原因，并強(qiáng)調(diào)規(guī)范?操作實驗儀器的重要性和作為未來工程師必備的職業(yè)修養(yǎng)。說明問題存在的原因，返回上個環(huán)節(jié)重新測量。

3.6?S-總結(jié)（summary）

總結(jié)是實驗教學(xué)結(jié)束之際，對本次實驗教學(xué)進(jìn)行總結(jié)，并指導(dǎo)學(xué)生完成實驗報告的撰寫和預(yù)習(xí)下次實驗教學(xué)內(nèi)容[16]。該環(huán)節(jié)主要是給教師和學(xué)生提供一個共同反思的機(jī)會，它不是一個簡單的課堂教學(xué)總結(jié)，可以擴(kuò)展到實際的工程應(yīng)用。如實驗數(shù)據(jù)的處理，引導(dǎo)學(xué)生思考：采用最小包容區(qū)域法處理數(shù)據(jù)有哪些不足之處？如果用MATLAB軟件對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，應(yīng)該怎樣實現(xiàn)？工程上大型、超大型零件的直線度誤差檢測應(yīng)該怎樣進(jìn)行操作？對學(xué)生而言，留下更大的思考空間;對教師而言，充分反思本次實驗教學(xué)存在的問題，改進(jìn)下次實驗教學(xué)設(shè)計。

4結(jié)語

BOPPPS教學(xué)模式是一種符合教學(xué)曲線的課程教學(xué)模式，強(qiáng)調(diào)師生之間、生生之間的良性互動，體現(xiàn)以學(xué)生為中心的理念。我們將BOPPPS模型中的固定模塊與互換性與測量技術(shù)的實驗教學(xué)相融合，為實驗教學(xué)改革提供新視角。實踐表明，BOPPPS教學(xué)模式的應(yīng)用，加深了學(xué)生對實驗原理及實驗儀器操作的掌握程度，更好地調(diào)動了學(xué)生的主觀能動性和參與度，大幅提升學(xué)生的拓展

思維，教學(xué)效果凸顯。由于BOPPPS在互換性與測量技術(shù)實驗教學(xué)中的實施處于初始階段，還存在部分學(xué)生主動參與的意識不夠強(qiáng)、前測環(huán)節(jié)不夠理想等現(xiàn)象，希望通過BOPPPS實驗教學(xué)設(shè)計的優(yōu)化與改進(jìn)，讓實驗課堂更加豐富多彩。

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基金項目：湖南省社會科學(xué)成果評審委員會課題（XSP21YBC187）;湖南省普通高等學(xué)校教學(xué)改革研究項目（HNJG-2020-0716）;湖南省教育科學(xué)規(guī)劃課題“新工科背景下地方高校工程人才人文精神培養(yǎng)路徑研究”階段研究成果（XJK21BF031）;湖南省教育廳“機(jī)電工程大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育基地”項目（湘教通[2019]333號）

作者簡介：楊瑩（1977—??），女，回族，山東濟(jì)寧人，博士，副教授，從事機(jī)械設(shè)計與制造的教學(xué)與科研工作。