互聯(lián)網(wǎng)＋經(jīng)典BOPPPS的《儀器分析》課程教學(xué)模式改革探索

闞鴻，王詩涵，陳維佳，何忠梅，趙巖，徐晨，董凱

（吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)中藥材學(xué)院，吉林 長春 130118）

《儀器分析》是中藥學(xué)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，主要培養(yǎng)學(xué)生掌握大型分析儀器的基本原理、操作技能和應(yīng)用。吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)中藥材學(xué)院中藥學(xué)專業(yè)考研率較高（據(jù)吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)資料統(tǒng)計(jì)，吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)中藥材學(xué)院中藥學(xué)專業(yè)2021年本科畢業(yè)生的研究生升學(xué)率為64.8%），且畢業(yè)后從事“藥企”、“高?！焙汀翱蒲性核钡认嚓P(guān)藥品研發(fā)行業(yè)的比重也比較大[1,2]，因此這門課程無論是對(duì)學(xué)生以后專業(yè)知識(shí)的鋪墊還是對(duì)未來工作技能的支撐都起著舉足輕重的作用?！秲x器分析》課程匯集了多學(xué)科的最新理論知識(shí)和最新成果，具有理論深、教學(xué)內(nèi)容涉及面廣、實(shí)踐性強(qiáng)、更新快、難度大和知識(shí)點(diǎn)較分散的特點(diǎn)，除此以外，本課程對(duì)儀器設(shè)備要求較高，受教學(xué)時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本的限制，學(xué)生動(dòng)手操作高端儀器的機(jī)會(huì)較少，因此對(duì)抽象理論知識(shí)的認(rèn)知和理解具有一定的局限性[3]。

BOPPPS模型是加拿大教師技能培訓(xùn)（instructional skill workshop，簡稱ISW）機(jī)構(gòu)提出的教學(xué)方法模型，該教學(xué)模式分為6個(gè)階段，包括導(dǎo)入（bridge-in）、學(xué)習(xí)目標(biāo)（learning objective）、前測（pre-test）、參與式學(xué)習(xí)（participatory learning）、后測（post-assessment）和總結(jié)（summary）[4,5]。該教學(xué)方法模型的特點(diǎn)是教學(xué)過程標(biāo)準(zhǔn)化和流程化，核心在于以學(xué)生為中心，激發(fā)學(xué)生課堂參與的積極性和主動(dòng)性。BOPPPS教學(xué)模式中知識(shí)結(jié)構(gòu)的分割性、及時(shí)反饋和可靈活調(diào)整教學(xué)策略等特點(diǎn)與《儀器分析》課程知識(shí)點(diǎn)分散、難點(diǎn)和重點(diǎn)多的特點(diǎn)高度契合，可有效提升學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)質(zhì)量。

當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代是新媒體快速崛起的時(shí)代，不僅給各行各業(yè)帶來了機(jī)遇和挑戰(zhàn)，同時(shí)也為教學(xué)改革開辟了一條全新的道路。信息化應(yīng)運(yùn)而生的小程序、自媒體及線上課程以其短小凝練的特點(diǎn)為學(xué)生的碎片化學(xué)習(xí)和個(gè)性化培養(yǎng)提供了可能。線上的互聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)與線下經(jīng)典BOPPPS課堂相輔相成，教師可有針對(duì)性地為學(xué)生篩選、共享豐富的學(xué)習(xí)素材，使其在海量資源中有的放矢，同時(shí)在資源共享中做到教學(xué)相長。

隨著智慧課堂理念的不斷深入，教學(xué)手段呈現(xiàn)多元化的特點(diǎn)，互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代學(xué)生獲取信息也呈現(xiàn)多途徑化的態(tài)勢。因此，為迎合新時(shí)代學(xué)生的學(xué)習(xí)、就業(yè)需求，培養(yǎng)符合新時(shí)代中醫(yī)藥事業(yè)發(fā)展需求的創(chuàng)新型人才，吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)中藥材學(xué)院將互聯(lián)網(wǎng)+經(jīng)典BOPPPS教學(xué)模式有機(jī)整合在一起，根據(jù)中藥學(xué)專業(yè)生源的特點(diǎn)和培養(yǎng)方向?qū)Α秲x器分析》課程進(jìn)行一系列教學(xué)改革。

1 教學(xué)改革措施

1.1 經(jīng)典BOPPPS課程設(shè)計(jì)

1.1.1 學(xué)情分析 本項(xiàng)目將根據(jù)本專業(yè)學(xué)生的基礎(chǔ)課程設(shè)置、專業(yè)發(fā)展定位以及生源質(zhì)量等信息進(jìn)行多方面、多渠道分析，把學(xué)生的原有認(rèn)知水平、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和學(xué)習(xí)興趣等作為學(xué)情分析的重點(diǎn)考察內(nèi)容，根據(jù)分析結(jié)果制定學(xué)習(xí)目標(biāo)，選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容和方法。

進(jìn)行學(xué)情分析不應(yīng)僅僅局限于課程開設(shè)之前，還應(yīng)隨著學(xué)習(xí)過程信息的收集和反饋，為教師調(diào)整教學(xué)方向、方法和考核提供動(dòng)態(tài)參考，從而了解學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，尊重不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性，為個(gè)性化深度學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。

本次參與課程改革的班級(jí)由中藥學(xué)創(chuàng)新班級(jí)和一本班級(jí)組成，根據(jù)歷年各科成績及相關(guān)教學(xué)數(shù)據(jù)可知，學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度較為積極，具有較好理論基礎(chǔ)，主觀能動(dòng)性較強(qiáng)，同時(shí)從事科研的熱情也較為高漲。另外，班級(jí)人數(shù)規(guī)模較小，有利于討論教學(xué)模式的進(jìn)行。

開課前對(duì)學(xué)生的化學(xué)成績進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，見圖1，本班學(xué)生的相關(guān)基礎(chǔ)課程中無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)以及物理化學(xué)的成績均比較優(yōu)秀，80分以上成績占比在50%以上。本次課程開課前還對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了調(diào)研，統(tǒng)計(jì)結(jié)果發(fā)現(xiàn)班級(jí)92.1%的學(xué)生有考研的目標(biāo)，有47.4%的學(xué)生因《儀器分析》為考研科目而學(xué)習(xí)目的明確，39.8%的學(xué)生為充實(shí)自身專業(yè)水平、有利于未來就業(yè)發(fā)展而對(duì)本課程有比較高的學(xué)習(xí)熱情，另外有12.8%的學(xué)生出于《儀器分析》課程對(duì)其他專業(yè)課的承接、鋪墊，有意愿將本門課程學(xué)習(xí)好。

圖1《儀器分析》相關(guān)學(xué)科分?jǐn)?shù)段百分比Fig.1 Percentage of scores of related subjects for instrument analysis

另外，還對(duì)兩個(gè)班級(jí)學(xué)生的學(xué)習(xí)偏好方式進(jìn)行了調(diào)查，由圖2可以看出，多數(shù)學(xué)生更愿意通過視頻教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)等比較直觀的方式學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容。調(diào)查中，學(xué)生認(rèn)為將知識(shí)點(diǎn)融入生活中，從實(shí)際經(jīng)驗(yàn)中獲得的知識(shí)記憶更為深刻，因此對(duì)案例分析內(nèi)容也均具有較高的興趣。

圖2 學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)方式的偏好Fig.2 Students'learning style preferences

開課后，本項(xiàng)目利用課間及課后時(shí)間與不同層次的學(xué)生進(jìn)行溝通，收集課程的難易程度、存在困難及建議等反饋信息；課程進(jìn)行一半后，采用線上考核的方式，考察學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和運(yùn)用能力。

然而，僅僅根據(jù)調(diào)查問卷和學(xué)習(xí)通反饋的學(xué)情分析是相對(duì)刻板和不全面的，想要獲得更加立體的學(xué)情分析，需要授課教師利用學(xué)校其他部門整合資源，運(yùn)用大數(shù)據(jù)對(duì)學(xué)生基本情況進(jìn)行精準(zhǔn)描繪，才能獲得相對(duì)比較準(zhǔn)確的結(jié)果。

1.1.2 BOPPPS教學(xué)模式在《儀器分析》課堂中的應(yīng)用 BOPPPS教學(xué)模式可以將教學(xué)內(nèi)容有效分解，以生活常識(shí)、時(shí)事新聞等具體信息作為手段進(jìn)行“導(dǎo)入”，吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。例如本團(tuán)隊(duì)將大家耳熟能詳或熱點(diǎn)新聞作為切入點(diǎn)，提煉新聞內(nèi)容，提高學(xué)生的興趣，隨即引入“學(xué)習(xí)目標(biāo)”，使學(xué)生清楚自己的學(xué)習(xí)方向及課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)，再通過“前測”內(nèi)容進(jìn)行精準(zhǔn)學(xué)情分析，使教師及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)能力，通過以上鋪墊，與學(xué)生共同進(jìn)行“參與式學(xué)習(xí)”，利用學(xué)習(xí)通提高課堂師生互動(dòng)頻率，有效提高教學(xué)質(zhì)量；教學(xué)主體內(nèi)容完成后，通過“后測”部分檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)成果和教學(xué)目標(biāo)的完成情況，可將“后測”部分與“導(dǎo)入”部分巧妙聯(lián)系在一起，首尾呼應(yīng)，使得整個(gè)課程設(shè)計(jì)更加完整、符合邏輯；最后通過“總結(jié)延伸”部分系統(tǒng)梳理、反思知識(shí)點(diǎn)，并做適當(dāng)延伸和展望。

研究發(fā)現(xiàn)，同伴互動(dòng)顯著影響學(xué)習(xí)效果[6,7]。因此在本次教學(xué)活動(dòng)中，為增加良性的同伴互動(dòng)，促進(jìn)學(xué)習(xí)的積極性，在課堂中通過經(jīng)典BOPPPS設(shè)立真實(shí)情境，引入了不同主題的討論。討論前，教師對(duì)討論的知識(shí)點(diǎn)應(yīng)做好充分的引導(dǎo)和準(zhǔn)備，發(fā)放評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)細(xì)則，以便把控討論的主題方向和基本內(nèi)容，鼓勵(lì)學(xué)生成立學(xué)習(xí)小組。引出話題后，給學(xué)生一周的時(shí)間去準(zhǔn)備，隨后在課堂上進(jìn)行展示，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情[8]，同時(shí)加強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，拓展審辯式思維。

BOPPPS模式是一個(gè)以學(xué)生為主導(dǎo)、反饋及時(shí)、針對(duì)性強(qiáng)、強(qiáng)調(diào)學(xué)生參與和反饋的閉環(huán)教學(xué)模型。課程內(nèi)容將學(xué)習(xí)通作為輔助工具，通過兩個(gè)測試過程即“前測”和“后測”收集學(xué)生的反饋信息，幫助教師靈活調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，知識(shí)結(jié)構(gòu)被適度切割，可有效促進(jìn)師生互動(dòng)，有助于教師動(dòng)態(tài)組織教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，大幅提高教學(xué)效率。

1.1.3《儀器分析》課堂中思政課程的嵌入 把思想政治教育貫穿人才培養(yǎng)體系，發(fā)揮好每門課程的育人作用，提高高校人才培養(yǎng)質(zhì)量，是培養(yǎng)高素質(zhì)人才的根本。在《儀器分析》的課堂上，本團(tuán)隊(duì)在情感意識(shí)上重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的思維模式，并通過教學(xué)案例讓學(xué)生時(shí)刻保持行業(yè)責(zé)任心和職業(yè)認(rèn)同感。另外，課程中還通過《儀器分析》中的名人軼事以及我國近年來科技發(fā)展方面的時(shí)事新聞堅(jiān)定學(xué)生的文化自信，培養(yǎng)學(xué)生的國際視野，使其能夠高瞻遠(yuǎn)矚，理解時(shí)代賦予他們的使命和責(zé)任。

1.2 互聯(lián)網(wǎng)+平臺(tái)助力教學(xué)內(nèi)容的多樣性和個(gè)性化

1.2.1 基于“互聯(lián)網(wǎng)快餐”式的教學(xué)補(bǔ)充 以線上共享資源為主的泛在線學(xué)習(xí)方式可以彌補(bǔ)線下教學(xué)中時(shí)間和空間的限制、解決學(xué)生個(gè)體化差異導(dǎo)致的學(xué)習(xí)效果參差不齊的現(xiàn)象，提高教學(xué)效率；互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的高速發(fā)展使得學(xué)習(xí)方式具有碎片化、多樣化的特點(diǎn)，教師需要在學(xué)習(xí)過程中為不同的學(xué)生提供多種形式的“腳手架”。因此，推薦個(gè)性化學(xué)習(xí)資源，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化深度學(xué)習(xí)是當(dāng)下智慧課程的有效手段。

世界上沒有兩片完全相同的樹葉，學(xué)生之間的個(gè)體差異也不同。早在春秋戰(zhàn)國時(shí)期，孔子就提出了“因材施教”的教育理念，然而，傳統(tǒng)的教學(xué)方式受教學(xué)時(shí)間和空間的限制，很難實(shí)現(xiàn)差異化教學(xué)。目前隨著互聯(lián)網(wǎng)+的高速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)與教育相互融合形成的多樣化的線上學(xué)習(xí)途徑使“精準(zhǔn)教育”成為可能。

身處互聯(lián)網(wǎng)高度發(fā)達(dá)、信息爆炸的時(shí)代，雖然大學(xué)本科生可以通過各種渠道和方式進(jìn)行個(gè)性化學(xué)習(xí)，但是由于資源的品質(zhì)良莠不齊、種類繁多，也會(huì)無形中浪費(fèi)和消耗學(xué)生的精力，因此，教師的“腳手架”作用還應(yīng)該體現(xiàn)在眾多的學(xué)習(xí)資源中，篩選優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)信息化工具供學(xué)生輔助學(xué)習(xí)，例如推薦專業(yè)的微信公眾號(hào)、中國大學(xué)慕課等優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)平臺(tái)，保證每一位同學(xué)的學(xué)習(xí)深度和廣度，讓學(xué)生在潛移默化中建立起終身學(xué)習(xí)的思維模式。

1.2.2 教學(xué)平臺(tái)端 本項(xiàng)目采用BOPPPS教學(xué)中的“前測”和“后測”等內(nèi)容，主要通過學(xué)習(xí)通教學(xué)平臺(tái)端的輔助作用，全面統(tǒng)計(jì)、記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)狀態(tài)和學(xué)習(xí)效果（圖3），分析每個(gè)學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)情況，發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)中的問題，可以靈活調(diào)整課程內(nèi)容。共性問題放到課堂中解決，個(gè)性問題放到課后通過學(xué)習(xí)通私信交流講解或額外提供學(xué)習(xí)材料等多種途徑解決。

圖3 學(xué)習(xí)通對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)次數(shù)和學(xué)習(xí)時(shí)段的統(tǒng)計(jì)情況Fig.3 Students'study times and study periods according to the Super Star System

《儀器分析》的知識(shí)點(diǎn)主要圍繞著用于科研、生產(chǎn)的大型儀器，但由于本科教學(xué)條件的限制，實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中只能通過觀摩的方式來了解大型儀器。因此本項(xiàng)目充分利用各類虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)端，包括線下的吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)自建的虛擬仿真平臺(tái)及線上的國家虛擬仿真平臺(tái)，讓學(xué)生模擬操作大型儀器，完善其認(rèn)知結(jié)構(gòu)，打破現(xiàn)實(shí)教學(xué)條件中大型儀器配備不足的困境。目前所使用的虛擬仿真教學(xué)資源得到了大多數(shù)同學(xué)的認(rèn)可，通關(guān)式的學(xué)習(xí)方式也讓他們?cè)谟螒蛑袑⒅R(shí)真正地融會(huì)貫通。

1.3《儀器分析》課程考核的改革

史靜寰老師指出，教育的過程與結(jié)果之間并非是簡單線性關(guān)系[9]，傳統(tǒng)的考核方式只能片面地從分?jǐn)?shù)上考察學(xué)生的記憶能力和學(xué)習(xí)態(tài)度，并不能全面、系統(tǒng)地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和綜合能力，因此，考核過程應(yīng)該摒棄傳統(tǒng)的卷面考核，提高過程考核比例和改變考核形式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，增加內(nèi)驅(qū)力。

美國21世紀(jì)學(xué)習(xí)聯(lián)盟提出了21世紀(jì)核心素養(yǎng)4C模型，即審辨思維、創(chuàng)新素養(yǎng)、溝通素養(yǎng)及合作素養(yǎng)。本項(xiàng)目將上述4C能力作為一項(xiàng)重點(diǎn)考核指標(biāo)，利用現(xiàn)有的條件結(jié)合教學(xué)內(nèi)容引入符合學(xué)生需求的情景問題考核?？己诉^程中鼓勵(lì)建立同伴合作小組，從團(tuán)隊(duì)的角度對(duì)問題通過頭腦風(fēng)暴、想象等方式進(jìn)行分析、評(píng)估和探討，最終提出解決方案，通過多種形式匯報(bào)給各組成員，隨后在組間通過對(duì)比、辯論等方式培養(yǎng)學(xué)生的合作能力、溝通能力、創(chuàng)新能力和批判性思維。教師在活動(dòng)中充當(dāng)引導(dǎo)者和輔助者的角色，設(shè)立情景、確定問題、提供支架、發(fā)布成果和評(píng)價(jià)反思。真實(shí)情景考核過程以問題為導(dǎo)向，能夠引導(dǎo)學(xué)生自主調(diào)查研究，合作交流，鍛煉其邏輯思維能力，在問題中感知教學(xué)過程中的知識(shí)體系，建立新舊知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)結(jié)，促進(jìn)學(xué)科交叉和知識(shí)的的遷移應(yīng)用。

本項(xiàng)目從教學(xué)伊始和教學(xué)結(jié)束均對(duì)學(xué)生的綜合素養(yǎng)進(jìn)行全面考核。考核內(nèi)容包括傳統(tǒng)的出勤率和課堂互動(dòng)、借助學(xué)習(xí)通統(tǒng)計(jì)的學(xué)習(xí)頻率和時(shí)長以及上述的情景問題考核等，可以靈活地檢測學(xué)生對(duì)知識(shí)水平的掌握，通過多元化的過程考核強(qiáng)化學(xué)習(xí)目標(biāo)，促進(jìn)學(xué)生4C能力的培養(yǎng)。

考核體系是改革成功與否的試金石。此次教學(xué)實(shí)踐過程中，通過成績分布（圖4）可看出，高分?jǐn)?shù)段的成績較上一年度有大幅度提升。經(jīng)課后交流反饋，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力有所提升，學(xué)習(xí)態(tài)度也有所轉(zhuǎn)變，能夠自主完成一些拓展性知識(shí)的學(xué)習(xí)。

圖4《儀器分析》課程改革前后期末成績統(tǒng)計(jì)Fig.4 Comparison of final scores before and after the instrument analysis course reform

2 討論

單一、教條的教學(xué)模式已經(jīng)不能滿足當(dāng)代大學(xué)生的需求，靈活、多維度的教學(xué)改革才是順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的必經(jīng)之路。目前我國的在線教育產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，學(xué)習(xí)通、云課堂、雨課堂、微助教、中國大學(xué)慕課和愛課程等多種形式的學(xué)習(xí)軟件層出不窮，除此之外，以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的開放性學(xué)習(xí)資源突破了教學(xué)時(shí)空的限制，豐富了課堂形式，提升了學(xué)習(xí)的趣味性和情景性，為學(xué)生課后自主學(xué)習(xí)提供了有效的途徑。因此將資源豐富的互聯(lián)網(wǎng)+模式與經(jīng)典、成熟的BOPPPS教學(xué)模型相融合，多維度、多途徑、多角度地實(shí)現(xiàn)師生聯(lián)動(dòng)，有助于構(gòu)建師生多元化學(xué)習(xí)共同體，提升《儀器分析》課堂的教學(xué)質(zhì)量，有助于培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)和終身發(fā)展能力。

教學(xué)三要素的多樣性和差異化決定了教學(xué)改革過程的復(fù)雜性，深度的教學(xué)改革任重道遠(yuǎn)，在信息化時(shí)代，依賴互聯(lián)網(wǎng)使教與學(xué)與時(shí)俱進(jìn)，建立以學(xué)習(xí)者為主體、具有包容性和彈性的高質(zhì)量課堂[10]將是順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的教學(xué)改革方向。將不同的個(gè)體因材施教培養(yǎng)成符合社會(huì)需求的創(chuàng)新型人才需要各門專業(yè)課程的合力。未來吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)中藥材學(xué)院將進(jìn)行校企聯(lián)合，結(jié)合中藥材學(xué)院創(chuàng)辦的“參茸道地藥材現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院”改善“重實(shí)驗(yàn)，輕實(shí)踐”的現(xiàn)狀，關(guān)注社會(huì)市場需求，為形成良性供需產(chǎn)業(yè)鏈奠定基礎(chǔ)。