基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的材料類課程“BOPPPS+對分”教學(xué)設(shè)計與實(shí)踐

賈 換，李玉峰，馮 需

（1.西安思源學(xué)院，陜西 西安 710038；2.機(jī)械工業(yè)勘察設(shè)計研究院，陜西 西安 710000）

材料類課程教學(xué)對培養(yǎng)應(yīng)用型人才運(yùn)用理論知識解決實(shí)際問題的能力、創(chuàng)新能力、科學(xué)思維方法以及搭建整體知識結(jié)構(gòu)具有奠基作用，能為地方經(jīng)濟(jì)、社會建設(shè)服務(wù)。然而，材料類課程內(nèi)容具有種類多、知識點(diǎn)多、知識結(jié)構(gòu)變動大、知識邏輯性差等特點(diǎn)。BOPPPS教學(xué)模式由導(dǎo)言（Bridge-in）、學(xué)習(xí)目標(biāo)（Objective/Outcome）、前測（Pre-assessment）、參與式學(xué)習(xí)（Participatory Learning）、后測（Post-assessment）和總結(jié)（Summary）6個教學(xué)環(huán)節(jié)構(gòu)成。由于理論課時的限制，本研究針對應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，提出從“BOPPPS+對分教學(xué)”互動培養(yǎng)的角度出發(fā)，緊扣課前、課中、課后3個教學(xué)環(huán)節(jié)，充分利用雨課堂教學(xué)平臺的線上教學(xué)優(yōu)勢，更新教學(xué)理念、創(chuàng)新教學(xué)活動、變革學(xué)習(xí)方法，呈現(xiàn)一種以學(xué)生為中心的新型教學(xué)與學(xué)習(xí)狀態(tài)[1-3]，使學(xué)生在有限的課堂教學(xué)時間內(nèi)既能牢固掌握材料類課程的基礎(chǔ)知識，又能獲得較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。本研究以“建筑材料”課程為例，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)對象、教學(xué)改革實(shí)施過程及教學(xué)評價等方面進(jìn)行了具體的實(shí)踐與分析。

1 教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)對象

“建筑材料”課程是土木工程、工程造價、建筑學(xué)、工程管理等專業(yè)的必修課程，也是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，課程共48個學(xué)時（包括16學(xué)時實(shí)踐課），包含材料的基本性質(zhì)、無機(jī)氣硬性膠凝材料、水泥、混凝土、砂漿、鋼材、墻體材料、高分子材料、瀝青及其混合料、木材等10個章節(jié)。針對“建筑材料”課程內(nèi)容多、知識點(diǎn)多、涵蓋面廣，并且每章內(nèi)容相對獨(dú)立、章節(jié)之間銜接性不強(qiáng)等特點(diǎn)，希望學(xué)生能從“被動學(xué)習(xí)”向“主動學(xué)習(xí)”轉(zhuǎn)變，多一些“討論、評價與應(yīng)用”，少一些“聽與講”。

為了實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為主、教師引導(dǎo)的高質(zhì)量教學(xué)，采用多種教學(xué)方法、多元化評價機(jī)制進(jìn)行高校教學(xué)改革，需要找到一整套系統(tǒng)化、有科學(xué)依據(jù)的方案，實(shí)現(xiàn)課程的系統(tǒng)化設(shè)計，供相關(guān)研究者或教師參考[4]。依據(jù)圖1的學(xué)習(xí)金字塔效率分析[5]，教學(xué)方法要由傳統(tǒng)的“注入式應(yīng)試教育”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皡⑴c式素質(zhì)教育”，進(jìn)行理論一體化的“BOPPPS+對分”線上線下混合式教學(xué)改革具有必要性和緊迫性。

圖1 學(xué)習(xí)金字塔效率分析

2 “BOPPPS+對分”教學(xué)實(shí)施

2.1 “BOPPPS+對分”教學(xué)的必要性

教師可以采用BOPPPS教學(xué)法將“建筑材料”課程內(nèi)容重構(gòu)，總結(jié)出無機(jī)氣硬性膠凝材料、水泥、混凝土、砂漿、鋼材等內(nèi)容之間的關(guān)聯(lián)，如無機(jī)膠凝材料分為氣硬性膠凝材料（第二章“石灰、石膏及水玻璃”）與水硬性膠凝材料（第三章“水泥”），鋼筋混凝土由不同類型的鋼筋（第六章“鋼材”）和纖維、泡沫混凝土（第四章“混凝土”）等組成，不同品種的混凝土由水泥、石灰砂漿（第五章“砂漿”）和粗骨料組成，砂漿是由礦渣水泥、硅酸鹽水泥、白色水泥等（第三章“水泥”）和細(xì)骨料攪拌而成。同時，對比水泥、砂漿、混凝土三者之間的性能關(guān)系，如和易性、強(qiáng)度等；對比細(xì)骨料、粗骨料與鋼材的性能關(guān)系，如抗壓強(qiáng)度、耐磨性能等。對課程內(nèi)容的剖析有助于推進(jìn)教學(xué)改革。上課時，通過提問的方式總結(jié)與回顧上次課內(nèi)容，掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，控制本節(jié)課的講課進(jìn)度；講解本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)，讓學(xué)生清楚重難點(diǎn)內(nèi)容；采用案例導(dǎo)入+啟發(fā)式、提問式、討論式教學(xué)方法引導(dǎo)學(xué)生思考、表達(dá)自己的想法，對水泥、砂漿、混凝土等重要知識點(diǎn)進(jìn)行對比和總結(jié)（見圖2），有助于理解獨(dú)立章節(jié)之間的性能特點(diǎn)與異同點(diǎn)，學(xué)生在習(xí)得知識的同時也培養(yǎng)了創(chuàng)新思維。

圖2 “建筑材料”課程部分章節(jié)重點(diǎn)內(nèi)容

在第三章“水泥”授課結(jié)束后，教師可以在理論課與課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)后安排一次“對分課堂”，提前安排學(xué)生制作PPT講解“水泥”章節(jié)中“水泥強(qiáng)度等級評定”或“水泥細(xì)度”等實(shí)驗(yàn)操作與心得。整個“水泥”章節(jié)教學(xué)緊扣課前、課中、課后3個環(huán)節(jié)，積極發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用，強(qiáng)化學(xué)生對重難點(diǎn)的掌握，提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。

2.2 “BOPPPS+對分”教學(xué)實(shí)施過程

針對“00后”本科生群體特點(diǎn)，建立學(xué)生自主學(xué)習(xí)、教師引導(dǎo)輔助的教學(xué)方式。如在第二章“無機(jī)膠凝材料”中，先采用BOPPPS教學(xué)模式講授石灰和石膏的特性、生產(chǎn)及應(yīng)用，完成課后實(shí)踐與作業(yè)后，隔堂要求學(xué)生進(jìn)行工程案例分析及資料查閱分享。因此，隔堂對分是對理論與實(shí)踐內(nèi)容的深度理解和檢驗(yàn)，也是對整個學(xué)習(xí)過程的深化。對每個教學(xué)環(huán)節(jié)的內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計，形成BOPPPS教學(xué)與“對分”相融合的活動流程框架，如圖3所示。該教學(xué)模式充分利用雨課堂平臺，緊扣課前自主學(xué)習(xí)、課中合作學(xué)習(xí)和課后反思拓展3個階段，實(shí)現(xiàn)線上教學(xué)和線下課堂教學(xué)的有機(jī)結(jié)合。

圖3 課程教學(xué)方案流程

2.2.1 課前學(xué)生做好預(yù)習(xí)

以第四章“混凝土”教學(xué)為例，教師利用雨課堂發(fā)布2～3個現(xiàn)場澆筑混凝土的工程案例視頻，讓學(xué)生提出自己的看法，引導(dǎo)學(xué)生思考；學(xué)生帶著問題預(yù)習(xí)“混凝土”的分類、性能、應(yīng)用，為課堂教學(xué)作鋪墊。必要時，教師可組織“混凝土”章節(jié)知識測驗(yàn)，或安排章節(jié)思維導(dǎo)圖分享、混凝土拌合物和易性以及混凝土抗壓強(qiáng)度測定等實(shí)驗(yàn)的PPT制作、視頻拍攝分享等，其他學(xué)生進(jìn)行討論、評價級優(yōu)化改進(jìn)。例如在第六章“鋼材”中，以“低碳鋼的拉伸性能”實(shí)驗(yàn)為例，在理論知識學(xué)習(xí)與實(shí)踐環(huán)節(jié)后，讓學(xué)生以小組為單位進(jìn)行視頻拍攝與制作，并在下一次理論課中講解實(shí)驗(yàn)，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、設(shè)備操作步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及結(jié)論總結(jié)，讓學(xué)生更好地掌握重難點(diǎn)。又如在第八章“高分子材料”中，準(zhǔn)備礦泉水瓶、水杯、奶瓶、一次性碗等，讓學(xué)生辨別，以生活中常見的問題引導(dǎo)學(xué)生思考，使其深刻理解高分子材料的重點(diǎn)內(nèi)容，提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，同時從自身健康與環(huán)保角度進(jìn)行課程思政。

2.2.2 課中開展“以學(xué)生學(xué)為中心”的教學(xué)

教師做好BOPPPS教學(xué)設(shè)計，根據(jù)學(xué)生提出的問題進(jìn)行知識講解的主次分級，有的放矢，精煉歸納易懂的基本知識，詳細(xì)講解重難點(diǎn)。結(jié)合常見的具體案例，基于“核心模塊+學(xué)習(xí)興趣”提出多樣化問題，引導(dǎo)學(xué)生思考、探究問題，從學(xué)習(xí)者角度梳理問題，知之者甚明、不知者解疑。

例如在第八章“高分子材料”中，教師可以將新冠肺炎防疫中使用的防護(hù)服、口罩作為案例，提出問題：醫(yī)用防護(hù)服、口罩是用什么材料制成的？用即棄型、限次型與可重復(fù)使用型防護(hù)服有何區(qū)別？由此展開聚丙烯和聚酯纖維的性能、加工和應(yīng)用的教學(xué)；也可以圍繞學(xué)生課前搜集的生活案例進(jìn)行討論，由教師引導(dǎo)，有利于學(xué)生積極參與課堂教學(xué)，活躍課堂氣氛，提高學(xué)生的語言表達(dá)能力，培養(yǎng)學(xué)生合作、交流溝通的能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，實(shí)現(xiàn)“以學(xué)生學(xué)為中心”。又如在第五章“混凝土”中，重點(diǎn)講解減水劑、速凝劑、緩凝劑、引氣劑、抗凍劑等外加劑的巧用。引入情境：當(dāng)現(xiàn)澆的混凝土到達(dá)施工現(xiàn)場，混凝土流動性不達(dá)標(biāo)或者無法凝固時，外加劑工程師如何化腐朽為神奇？由此引出外加劑的成分及作用機(jī)理。通過課中教學(xué)內(nèi)容安排與設(shè)計、教學(xué)方法的優(yōu)化，可以提高學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)興趣，同時強(qiáng)化學(xué)生對核心知識點(diǎn)的掌握，學(xué)生在理解知識點(diǎn)的同時將其轉(zhuǎn)化運(yùn)用，學(xué)習(xí)效果明顯提高。

2.2.3 課后鞏固課中重難點(diǎn)

第七章“墻體材料”理論教學(xué)結(jié)束后，教師可以布置一次調(diào)研報告、調(diào)研PPT制作任務(wù)，要求學(xué)生以2～3人為1個小組，明確分工進(jìn)行市場調(diào)研，下次課進(jìn)行課內(nèi)分享，小組其他成員協(xié)作完成，讓學(xué)生最大范圍地搜集資料、主動解決問題，使學(xué)生對粉煤灰混凝土小型空心砌塊、蒸壓加氣混凝土砌塊的尺寸、性能應(yīng)用有更深的認(rèn)識。本研究以課后作業(yè)的工程案例分析為例，在混凝土拌合物的和易性不滿足設(shè)計要求時，圍繞和易性，從流動性、黏聚性、保水性3個方面進(jìn)行分析，考慮其聯(lián)系及區(qū)別，將整個混凝土拌合物和易性的知識體系融會貫通，提高知識運(yùn)用能力。

3 實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)改革

“建筑材料”是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，因此，教師需要加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，包括水泥的細(xì)度檢測、防水材料的不透水性實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⑴菽炷僚浜媳仍O(shè)計實(shí)驗(yàn)過程、鋼筋拉伸實(shí)驗(yàn)與數(shù)據(jù)分析、實(shí)驗(yàn)報告的撰寫等，不斷提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和分析與解決問題的能力，進(jìn)一步鞏固學(xué)生對材料類課程核心內(nèi)容的掌握。為了強(qiáng)化理論與實(shí)踐的聯(lián)系，學(xué)生的理論知識學(xué)習(xí)與實(shí)踐課同步進(jìn)行。在完成理論與實(shí)踐課程教學(xué)之后，教師進(jìn)行一次對分課堂教學(xué)，讓學(xué)生進(jìn)行知識分享、總結(jié)、評價。在觀看別人作品、評價別人成果的同時，讓學(xué)生領(lǐng)悟每一步的內(nèi)在道理，真正學(xué)懂弄通，提高學(xué)生的思維能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和解決實(shí)際問題的能力，使其“知其然，知其所以然”。

4 考核方式改革

教師要提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使其通過解決實(shí)際問題實(shí)現(xiàn)自我成長，這就要探索一套學(xué)生學(xué)習(xí)多元化評價機(jī)制。通過匯報個人與小組的學(xué)習(xí)成果，賦予組長打分的權(quán)利，且需完成評價成果優(yōu)缺點(diǎn)書面報告，建立定期研討機(jī)制，形成個人打分、小組打分、組長點(diǎn)評的多元評價體系，鍛煉學(xué)生的反思能力，有利于學(xué)生形成科學(xué)價值觀。

教學(xué)實(shí)踐表明，“BOPPPS+對分”課堂教學(xué)模式充分利用雨課堂平臺，緊扣課前自主學(xué)習(xí)、課中合作學(xué)習(xí)和課后反思拓展3個階段，體現(xiàn)了“以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”的理念，不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)成績與實(shí)踐操作能力，還培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，很好地鍛煉了學(xué)生交流和自主掌握知識的能力，是一種行之有效的教學(xué)模式。然而，“BOPPPS+對分”課堂教學(xué)模式改革不是一朝一夕的事情，對提高教師綜合教學(xué)能力而言也是一個巨大的挑戰(zhàn)，需要教師不斷地探索和學(xué)習(xí)。