基于BOPPPS模型的催化課程教學(xué)探索*

李 倩，宋克農(nóng)，彭翠娜，齊 蕾，辛 穎，張昭良

(1 濟(jì)南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，山東 濟(jì)南 250022；2 山東城市建設(shè)職業(yè)學(xué)院，山東 濟(jì)南 250103)

隨著高校的不斷擴(kuò)招，如何保證人才培養(yǎng)質(zhì)量成為教育的重中之重。因此，在課堂教學(xué)實(shí)踐中出現(xiàn)了多樣化的教學(xué)方法和各種先進(jìn)的教學(xué)理念，在此過程中，有些行之有效且易于課堂操作的教學(xué)模式應(yīng)運(yùn)而生并得到逐步推廣。催化課程中涉及的催化劑和催化反應(yīng)種類較多、催化作用理論難度較大、學(xué)科交叉性較強(qiáng)，導(dǎo)致該課程在教學(xué)內(nèi)容上存在知識(shí)點(diǎn)多和深的特點(diǎn)。而傳統(tǒng)教學(xué)模式主要以“教師講、學(xué)生聽”為主，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣欠佳且學(xué)習(xí)過程中不易抓住重點(diǎn)，不能有效地消化、吸收和理解課程難點(diǎn)，因而難以達(dá)到將理論與實(shí)踐相結(jié)合的最終目的。針對(duì)這些不足，諸多研究從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、講授方法、考核方式等方面進(jìn)行了改進(jìn)和探討，提出了問題導(dǎo)向式教學(xué)、案例式教學(xué)、模塊式教學(xué)等教學(xué)方法，極大地提升了課程的教學(xué)質(zhì)量。

為了繼續(xù)優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)以進(jìn)一步提升教學(xué)效果，我們借鑒國際先進(jìn)教育理念，引入BOPPPS教學(xué)模型以組織催化課程教學(xué)。BOPPPS教學(xué)模型又稱“導(dǎo)學(xué)互動(dòng)的加式教育”，它是以建構(gòu)主義、交際法為理論依據(jù)，以學(xué)生為中心，將教學(xué)環(huán)節(jié)劃分為六部分：Bridge-in(導(dǎo)言)、Objective(目標(biāo))、Pre-assessment(前測)、Participatory learning(參與式學(xué)習(xí))、Post-assessment(后測)和Summary(小結(jié))。通過以上六個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)施，可以引導(dǎo)學(xué)生分析問題并探尋學(xué)習(xí)難點(diǎn)，強(qiáng)化學(xué)生全方位參與學(xué)習(xí)的能力，并及時(shí)獲取學(xué)生學(xué)習(xí)效果的信息反饋，從而幫助教師有效地分析教學(xué)過程，找到教學(xué)瓶頸以改善教學(xué)效果并調(diào)整后續(xù)教學(xué)活動(dòng)[1]。

為了實(shí)現(xiàn)有效教學(xué)并切實(shí)提高教學(xué)效果，基于BOPPPS模型的催化課程教學(xué)設(shè)計(jì)的理念是：緊密圍繞課程目標(biāo)，凸顯以學(xué)生為中心，注重知識(shí)的啟發(fā)性思考，強(qiáng)調(diào)案例引入的互動(dòng)式教學(xué)。因此，根據(jù)催化課程教學(xué)實(shí)際，我們?cè)诿恳还?jié)次的教學(xué)內(nèi)容中，通過“引入：案例導(dǎo)入、學(xué)習(xí)目標(biāo)：PPT展示、前測：在線學(xué)習(xí)平臺(tái)、參與式學(xué)習(xí)：實(shí)驗(yàn)室參觀、后測：實(shí)踐應(yīng)用、小結(jié)：思維導(dǎo)圖”等六方面教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，同時(shí)充分運(yùn)用直觀形象、靈活多樣的教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生有效參與到學(xué)習(xí)中，更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情[2]。本文以“催化劑表征與測試”章節(jié)的“孔結(jié)構(gòu)”為例進(jìn)行說明。

1 引入：案例導(dǎo)入

這是基于BOPPPS模型進(jìn)行課程教學(xué)的第一個(gè)環(huán)節(jié)，目的是吸引學(xué)生的注意力，繼而轉(zhuǎn)入到將要開展的節(jié)次內(nèi)容。主要借助以下策略引入課程內(nèi)容并與前期學(xué)習(xí)內(nèi)容相結(jié)合：提出生活中的科學(xué)問題、展示相關(guān)前沿文獻(xiàn)、闡述科學(xué)發(fā)展中的歷史事件、講授有趣的科學(xué)小故事等[3]。

本節(jié)導(dǎo)入問題：為什么活性炭可以有效吸附室內(nèi)的可揮發(fā)性有機(jī)物？這個(gè)問題可通過上節(jié)內(nèi)容“比表面積”和本節(jié)內(nèi)容“孔結(jié)構(gòu)”進(jìn)行綜合回答。繼續(xù)通過提問“如何通過物理化學(xué)方法表征材料的孔結(jié)構(gòu)？”導(dǎo)入新課。通過這種方式，不僅讓學(xué)生回顧了前面所學(xué)知識(shí)點(diǎn)，又引入了該節(jié)次將要講授的內(nèi)容。另外，結(jié)合生活中的案例進(jìn)行課程引入，可大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，從而迅速將注意力集中到課堂教學(xué)中。

2 學(xué)習(xí)目標(biāo)：PPT展示

教學(xué)環(huán)節(jié)的第二步是學(xué)習(xí)目標(biāo)，由認(rèn)知、情感和技能三部分組成。認(rèn)知包含要素、理論和觀念；情感的主要要素是態(tài)度、價(jià)值和信念；技能則為表現(xiàn)和技巧[4]。學(xué)習(xí)目標(biāo)是具體準(zhǔn)確的敘述，授課教師必須清楚告知通過該節(jié)次內(nèi)容學(xué)生需要掌握和理解的知識(shí)點(diǎn)，讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

通過本節(jié)孔結(jié)構(gòu)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生需要明確吸附等溫線的涵義；掌握孔性質(zhì)的測試方法；理解吸附等溫線區(qū)域劃分原理；學(xué)會(huì)通過吸附等溫線和吸附回線判斷孔的大小和孔的形狀。另外，通過問題導(dǎo)向式和案例式教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力及嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。

3 前測：在線學(xué)習(xí)平臺(tái)

從教師的角度出發(fā)，通過前測可及時(shí)了解學(xué)生的興趣與基礎(chǔ)，進(jìn)而隨時(shí)調(diào)整節(jié)次內(nèi)容的廣度與深度；從學(xué)生的角度出發(fā)，前測可聚焦于特定目的，通過該教學(xué)環(huán)節(jié)向授課教師傳達(dá)興趣或知識(shí)的需求。前測可通過多種方式進(jìn)行，如課前測驗(yàn)、作業(yè)或課堂提問等。

為了更加有效地檢驗(yàn)學(xué)生課前預(yù)習(xí)情況以及相關(guān)知識(shí)儲(chǔ)備情況，該環(huán)節(jié)主要借助在線學(xué)習(xí)平臺(tái)進(jìn)行，在相應(yīng)節(jié)次設(shè)計(jì)小測驗(yàn)環(huán)節(jié)，學(xué)生在課前進(jìn)行在線作答。本節(jié)前測要點(diǎn)為：(1)催化劑中的孔結(jié)構(gòu)是如何形成的？(2)催化劑中的孔有幾種類型？(3)孔的大小、孔的類型、孔的形狀和孔隙度如何表征？通過學(xué)生的作答情況檢測學(xué)生對(duì)該部分內(nèi)容的熟悉程度和掌握情況，以便于后續(xù)教學(xué)過程的開展。

4 參與式學(xué)習(xí)：小組討論

參與式學(xué)習(xí)是教學(xué)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，可采取多種教學(xué)策略，鼓勵(lì)學(xué)生積極、主動(dòng)地參與到教學(xué)活動(dòng)中，通過增強(qiáng)師生互動(dòng)、生生討論和團(tuán)體活動(dòng)等，提高學(xué)生的合作能力，以適應(yīng)多樣化的教學(xué)目標(biāo)。參與式學(xué)習(xí)主要分為兩種類型，一種是教師與學(xué)生間的互動(dòng)，一種是同學(xué)間的討論。最常采用的策略是：將學(xué)生分成若干小組來討論課程中的某些科學(xué)問題，讓學(xué)生重視并進(jìn)行思考。除此以外，還可鼓勵(lì)學(xué)生自主提出問題，將課堂參與者均帶入互動(dòng)的情境中。

為了實(shí)現(xiàn)已知知識(shí)點(diǎn)到未知學(xué)習(xí)內(nèi)容的有效銜接，本節(jié)內(nèi)容主要從學(xué)生熟知的孔的大小入手，采取TBL即以團(tuán)隊(duì)為基礎(chǔ)的教學(xué)方法組織課堂教學(xué)。首先，將班級(jí)成員均分為若干小組，每組4-5人，每個(gè)小組在該節(jié)次內(nèi)容講授前一周自發(fā)學(xué)習(xí)相關(guān)課程內(nèi)容。然后，在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中，授課教師向?qū)W生展示討論主題：“為什么吸附實(shí)驗(yàn)可以用于測試孔的大小？”，每個(gè)小組隨即展開討論并在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)給出答案，錯(cuò)誤作答的小組不得分，作答正確的小組，進(jìn)一步從組內(nèi)隨機(jī)選取一位同學(xué)對(duì)問題進(jìn)行分析和推理，其余小組同學(xué)可進(jìn)行完善和補(bǔ)充。若分析正確，該小組的每一位同學(xué)均可獲得滿分，若分析錯(cuò)誤，小組每位成員酌情扣分[1]。通過這種方式，一方面調(diào)動(dòng)了組內(nèi)每一位同學(xué)的積極性，另一方面可以了解學(xué)生對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的掌握程度。最后將所有同學(xué)成績匯總，以此作為該課程平時(shí)成績的重要參考。

5 后測：實(shí)驗(yàn)室參觀

課程進(jìn)行到一定程度之后，授課教師應(yīng)圍繞課程重點(diǎn)內(nèi)容對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行考察和檢測，即后測，以充分了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果并判斷是否達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。

授課教師講授完本節(jié)次課程相關(guān)理論內(nèi)容之后，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入催化專業(yè)實(shí)驗(yàn)室參觀物理吸附儀，讓同學(xué)們思考儀器的構(gòu)造、儀器的操作原理以及孔結(jié)構(gòu)的測試過程，以鞏固課堂教學(xué)過程中 “物理吸附法測試孔的大小和孔的類型”這一重要知識(shí)點(diǎn)。直觀的認(rèn)識(shí)和理論的結(jié)合有助于學(xué)生更好地理解理論指導(dǎo)實(shí)踐、實(shí)踐服務(wù)于理論這一科學(xué)研究的思想。

6 小結(jié)：思維導(dǎo)圖

此設(shè)計(jì)為BOPPPS教學(xué)過程的最后環(huán)節(jié)，具有承上啟下的重要作用。通過這一環(huán)節(jié)，授課教師帶領(lǐng)學(xué)生總結(jié)課程內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)、整合知識(shí)點(diǎn)并預(yù)告下一節(jié)次教學(xué)內(nèi)容[5]。

該節(jié)次教學(xué)設(shè)計(jì)主要以思維導(dǎo)圖的形式展開，對(duì)孔結(jié)構(gòu)的重要性質(zhì)進(jìn)行概括，突出物理吸附法在孔結(jié)構(gòu)測試中的應(yīng)用，進(jìn)而再次回應(yīng)學(xué)習(xí)目標(biāo)。在具體的總結(jié)過程中，首先回顧本節(jié)次課程的教學(xué)內(nèi)容，梳理孔結(jié)構(gòu)的四大重要性質(zhì)(孔的大小、孔的類型、孔的形狀、孔隙度)，針對(duì)每種性質(zhì)闡述相應(yīng)的測試方法。如吸附等溫線在孔的大小表征中的應(yīng)用、滯后環(huán)用于測試孔的形狀的原理、氦吸附和汞置換法在孔隙度測量中的實(shí)施過程。清晰的思維導(dǎo)圖有助于學(xué)生全方位地理解知識(shí)脈絡(luò)，從而增強(qiáng)學(xué)生的邏輯認(rèn)知。

7 結(jié) 語

BOPPPS模型為催化課程教學(xué)提供了一種更加有效的策略，解決了課堂教學(xué)過程中學(xué)生積極性不高和參與度較低的問題?；谠撃Ｐ偷拿總€(gè)教學(xué)節(jié)次均應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)并圍繞教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行專門設(shè)計(jì)。在每個(gè)教學(xué)單元的六個(gè)環(huán)節(jié)中，引入和參與式學(xué)習(xí)是最為關(guān)鍵的兩個(gè)階段[5]。授課教師需要在引入部分從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目的和應(yīng)用價(jià)值等方面進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，并選取多樣化的前沿科學(xué)問題以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。繼而從教學(xué)主題、教學(xué)方法和參與方式等多方面進(jìn)行細(xì)致安排，讓學(xué)生始終帶著興趣積極地參與到課堂中，真正實(shí)現(xiàn)“以學(xué)生為中心”。

經(jīng)過實(shí)踐證明，基于BOPPPS模型的教學(xué)模式大大提升了催化課程教學(xué)質(zhì)量，也能更加適應(yīng)素質(zhì)教育的需要，因此是一種思路清晰、可參照性強(qiáng)的教學(xué)模式。在此過程中，也可與其他各種先進(jìn)的教學(xué)方法進(jìn)行有效地融合，如啟發(fā)式教學(xué)、案例教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂等，從而可以最大程度地發(fā)揮不同教學(xué)方法的優(yōu)勢，這樣才能保證教學(xué)過程的不斷改進(jìn)與教學(xué)質(zhì)量的不斷提高。