基于新工科應(yīng)用型人才培養(yǎng)的“BOPPPS-CDIO”混合式教學(xué)模式研究

游珍珍 梁曉琳 周 玲

湖南科技學(xué)院智能制造學(xué)院，湖南 永州 425199

一、BOPPPS 教學(xué)模型概述

為實現(xiàn)人才培養(yǎng)質(zhì)量的“變軌超車”，普通高等教育必須要順應(yīng)時代趨勢，以學(xué)生的成長為核心，以學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，以發(fā)展為主線，全面關(guān)注學(xué)生素質(zhì)的養(yǎng)成問題，在教育資源、環(huán)境、教學(xué)手段和方式等方面，持續(xù)開展改革探索［1］。

BOPPPS 教學(xué)模式的教學(xué)流程高度模塊化，它是一個著重突出學(xué)生為主和學(xué)生的學(xué)習(xí)感受的閉環(huán)教學(xué)過程的模型［2］。這種以師生交流的參與式學(xué)習(xí)為核心的高效課程設(shè)計模型，目前很多學(xué)者針對課堂互動、師生交流的手段方式進行專門的研究，同時還集中研究哪些因素會影響師生的課堂互動［3］。

二、新工科下構(gòu)建“BOPPPS-CDIO”混合式教學(xué)模式

針對當(dāng)前日益復(fù)雜的社會環(huán)境和工程業(yè)態(tài)，“新工科”將著重針對教育模式進行創(chuàng)新設(shè)計。針對工科專業(yè)特點和《PLC 原理及應(yīng)用》課程的特點，以CDIO 理念為基礎(chǔ)，分析PLC 課程的核心能力培養(yǎng)，構(gòu)建適合PLC 課程的“BOPPPSCDIO”模型和課后評價體系［4］。采用“BOPPPSCDIO”混合式模型進行課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計，培養(yǎng)目標(biāo)針對學(xué)生理解程度的不同分層次設(shè)計，采用多維度的教學(xué)評價體系，才能更深層次激發(fā)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)熱情和了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)效果［5］。

（一）基于新工科應(yīng)用型人才培養(yǎng)大環(huán)境，逐步轉(zhuǎn)變混合式教學(xué)理念

第一，教師活動和學(xué)生活動需要調(diào)整?；旌鲜浇虒W(xué)要求改變傳統(tǒng)教學(xué)觀念，就需要安排課前、課中和課后活動，更需要教師和學(xué)生改變傳統(tǒng)的活動結(jié)構(gòu)，課前活動示例流程如下圖1 所示。

圖1 課前教師、學(xué)生活動圖

第二，線上資源和線下資源需要優(yōu)化。目前網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺有很多名校名師名課堂進駐，要充分利用優(yōu)質(zhì)資源，剪輯資源包，同時錄制本地制作資源，完善教學(xué)資源。此外學(xué)生學(xué)習(xí)不再拘泥于傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，也不再拘泥于課本，“廣播式”教學(xué)不能滿足教學(xué)需求，“參與式”教學(xué)可能會更好地滿足學(xué)生的個性發(fā)展需求。此外，簡單的課件和視頻資源也無法滿足混合式教學(xué)需求，需要配置一定數(shù)量的探究資源和拓展資源，教學(xué)資源配置如圖2 所示。

圖2 教學(xué)資源配置圖

（二）采用BOPPPS 模型分階段完成混合式教學(xué)設(shè)計

通過結(jié)合所授課程《PLC 原理及應(yīng)用》的學(xué)生的背景知識、課程內(nèi)容體系以及學(xué)生間有差別的認知層次，在PLC 課程教學(xué)中采用BOPPPS 的教學(xué)模式，按照其教學(xué)模型的七個階段——引入、教學(xué)目標(biāo)、前測、展開、評價、后測、總結(jié)與反饋進行課程的教學(xué)設(shè)計［6］。它對教學(xué)活動做了完整的分解和具體規(guī)劃，考慮到學(xué)生的專注力通常不會超過15 分鐘，所以它將傳統(tǒng)的45 分鐘分解為不超過15 分鐘的微單元，所有微單元再遵循“起承轉(zhuǎn)合”的脈絡(luò)，組合成一堂課。

引入部分從實際問題引入，一個精彩的開場白直接決定一堂課的精彩程度，這一部分可以通過專業(yè)視頻、新聞視頻、文字案例等來引導(dǎo)學(xué)生進入課程，通過引入部分將接下來的內(nèi)容與已經(jīng)學(xué)過或未來要學(xué)的內(nèi)容連結(jié)一起。教學(xué)目標(biāo)部分包括認知、情感及技能三個模塊的內(nèi)容。課堂引入時應(yīng)準(zhǔn)確給出教學(xué)目標(biāo)，例如本次課的重點、難點內(nèi)容、學(xué)生應(yīng)該掌握的能力，讓學(xué)生對于學(xué)習(xí)的方向和目標(biāo)能夠清晰準(zhǔn)確地把控。前測部分讓學(xué)生在上課前對新內(nèi)容有知識準(zhǔn)備，可以使用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺或微助教等進行預(yù)習(xí)解答，通過前測能夠掌握所授課程學(xué)生的基礎(chǔ)如何，了解學(xué)生的興趣及其能力等級，然后根據(jù)對學(xué)生學(xué)情的具體分析結(jié)果相應(yīng)調(diào)整教師的教學(xué)內(nèi)容的深度及教學(xué)進度。展開部分由教師給出任務(wù)導(dǎo)向，學(xué)生進行分組討論弄清楚研究什么問題、運用什么知識、使用什么方法、得出什么結(jié)論，然后通過PPT展示、現(xiàn)場討論等分組匯報著重研討教學(xué)重點及難點，展開部分應(yīng)著重突出師生之間的課堂互動交流以及生生之間的互動討論。通過這一教學(xué)策略，加溫課堂，真實有效提升學(xué)生在課堂當(dāng)中的參與度，激發(fā)學(xué)生獲取新知的熱情。評價部分由學(xué)生通過手機APP、口頭互評、統(tǒng)計圖展示等方式開展自評與互評，教師通過點評創(chuàng)新點、知識應(yīng)用、解決問題方法等具體內(nèi)容，可以有效幫助學(xué)生梳理該節(jié)內(nèi)容的知識點，更有利于學(xué)生完成本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)。后測部分可以合理利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)智慧平臺，真正了解教師的教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，進而考察教學(xué)目標(biāo)達成度是否達成?？偨Y(jié)與反饋部分具有承先啟后的作用，學(xué)生通過知識框圖以及總結(jié)自己好的方面、存在問題進行自我總結(jié)，教師通過總結(jié)本講核心知識點內(nèi)容，進一步梳理解決問題的方法策略，當(dāng)然，課程總結(jié)也可以采用鼓勵學(xué)生的努力和肯定學(xué)生已經(jīng)取得的學(xué)習(xí)成果。

分階段建設(shè)《PLC 原理及應(yīng)用》教學(xué)內(nèi)容的知識地圖，由點到線，由線到面，逐步展開［7］，學(xué)生可參照技術(shù)主線圖對課程知識進行綱要性了解，做到心中有數(shù)；通過技術(shù)關(guān)聯(lián)圖進行知識關(guān)聯(lián)，做到融會貫通；通過知識分布圖進行課前準(zhǔn)備、課后拓展等自主學(xué)習(xí)，方便延伸課堂。技術(shù)主線圖把涉及關(guān)鍵技術(shù)簡明扼要地給出，例如根據(jù)知識的普及度、工程應(yīng)用和復(fù)雜度等準(zhǔn)則，篩選出幾個基礎(chǔ)且核心的知識點，并構(gòu)建出課程綱要式知識地圖。通過對技術(shù)主線中技術(shù)節(jié)點進行適當(dāng)展開，分枝散葉，分層擴展知識，由簡單到復(fù)雜，遵循循序漸進規(guī)律，構(gòu)建更易被學(xué)生接受的技術(shù)關(guān)聯(lián)圖。在技術(shù)主線圖中分解出具體的知識單元，然后在此之上設(shè)計教學(xué)資源（如教學(xué)課件、教學(xué)視頻等），構(gòu)建知識分布圖，并以此為點設(shè)計教學(xué)活動。

三、“BOPPPS-CDIO”混合式教學(xué)模式在《PLC原理及應(yīng)用》課程中的實踐

按照分解出的知識點，基于BOPPPS 教學(xué)模型，完成相應(yīng)教學(xué)知識點的七個微單元的設(shè)計和打磨，重新設(shè)計課堂教學(xué)內(nèi)容，討論、評估并修正完善課程；同時通過微型教學(xué)資源設(shè)計、制作、上線與課堂實踐等環(huán)節(jié)，不斷完善教學(xué)資源，同時提升教學(xué)技能。以《PLC 原理及應(yīng)用》課程中的“自動運料小車”一堂課為例，課堂以青島港碼頭自動搬運小車的視頻引入課堂，從而引出本次課的教學(xué)目標(biāo)——如何進行順序控制設(shè)計，利用學(xué)習(xí)通超星智慧平臺檢測學(xué)生前面內(nèi)容的學(xué)習(xí)情況，讓學(xué)生以小組為單位分組討論順序控制指令的特點及應(yīng)用，完成設(shè)計后通過自評、生生互評和教師點評等方式讓學(xué)生找到自己需要提高的地方，并通過隨堂練習(xí)檢測學(xué)生當(dāng)堂課內(nèi)容掌握的情況，最后在課堂總結(jié)部分通過華為自主創(chuàng)新進行課程思政，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的同時進一步提升道德品質(zhì)和思想境界。

四、利用CDIO 模式全方位提升人才培養(yǎng)質(zhì)量

利用CDIO 工程教育模式可以推動工程教育認證，可以通過制定貫穿式的課程結(jié)構(gòu)、創(chuàng)建有效性的實踐環(huán)境、加強專業(yè)師資隊伍建設(shè)、優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)及其內(nèi)容、全面落實課程評估體系的優(yōu)化策略來優(yōu)化課程教學(xué)設(shè)計。

首先，通過課程內(nèi)容間的有效銜接制定貫穿式的課程結(jié)構(gòu)。采用CDIO 一體化課程體系，將工科電子類專業(yè)的知識進行難易度劃分并將相互關(guān)聯(lián)的知識整合在一起，教師所授內(nèi)容應(yīng)能夠符合學(xué)生的認知規(guī)律，并根據(jù)學(xué)生的接受能力安排專業(yè)知識，進而使得工科專業(yè)教學(xué)更接地氣，更貼近生活和生產(chǎn)實際，并將專業(yè)前沿研究動態(tài)有機融入課程教學(xué)內(nèi)容中，提升學(xué)生的科研思維和科研能力。

其次，有效構(gòu)建實踐環(huán)境，可以支撐理論教學(xué)。構(gòu)建實踐環(huán)境需要相對穩(wěn)定的學(xué)生工程實踐基地，既可以選擇優(yōu)秀企業(yè)建立校外實習(xí)基地，也可以采用校企合作方式，利用企業(yè)優(yōu)質(zhì)項目完善校內(nèi)實踐基地。校企雙方相互共享資源，有效利用優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)平臺智慧課堂等載體，為學(xué)生提供豐富的項目資源，學(xué)生可以在網(wǎng)絡(luò)平臺上進行資源下載、學(xué)習(xí)討論，教師可以利用智慧網(wǎng)絡(luò)平臺批改作業(yè)、課后輔導(dǎo)等。

再次，通過全方位提升教學(xué)的教學(xué)能力進一步加強高校師資隊伍的建設(shè)。可以組織教師利用寒暑假到企業(yè)去實地學(xué)習(xí)，將企業(yè)項目運用到實際授課當(dāng)中，鼓勵教師指導(dǎo)學(xué)生參與學(xué)科競賽以及大學(xué)生課題立項，教師指導(dǎo)學(xué)生的過程更有利于教師更深層次了解學(xué)生；另外還需要加深教師與企業(yè)的深度合作，鼓勵教師在企業(yè)中參與項目，承擔(dān)核心技術(shù)攻關(guān)。

從次，必須優(yōu)化課程內(nèi)容及其結(jié)構(gòu)，才能夯實學(xué)生專業(yè)課的基礎(chǔ)。課堂教學(xué)教師可以采用多種形式的教學(xué)方法和教學(xué)手段，教師布置的課堂作業(yè)和課后作業(yè)可以采用以啟發(fā)問題式、實際案例式和綜合性的項目式方式，可以通過這類綜合性較強的作業(yè)完成過程培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。

最后，全面落實課程評估體系，保障整體教學(xué)學(xué)習(xí)效果。在課程評估時應(yīng)著重考查學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，可以建立將課程、專業(yè)相互融合的教學(xué)質(zhì)量評估體系，并通過完善評估體系，將學(xué)生評價反饋給任課教師，進而促進教師更好地教學(xué)，切實保障課程教學(xué)效果。

五、結(jié)語

采用BOPPPS 教學(xué)模式分階段實施教學(xué)過程，可以讓課堂更加立體，層次更加分明，讓教學(xué)的每個流程更加完整，教學(xué)單元之間銜接更加自然流暢，可有效抑制線上線下斷層，完成混合式教學(xué)活動的自然過渡。采用“BOPPPS-CDIO”混合式教學(xué)模式，將工程教育模式引入工科專業(yè)設(shè)計、課程設(shè)計，可以更加有效地提升課程學(xué)習(xí)效果和人才培養(yǎng)質(zhì)量。