融合PBL的BOPPPS模型在電力系統(tǒng)分析教學(xué)中的實(shí)踐與探索

蔡新紅 岑紅蕾 王洪坤

摘? 要? 隨著教育信息化的迅速發(fā)展，基于先進(jìn)教學(xué)理念的現(xiàn)代教學(xué)工具和創(chuàng)新教學(xué)模式的融合應(yīng)用是新工科工程教育教學(xué)改革的一個(gè)重要途徑。為此，在工程教育專業(yè)認(rèn)證理念的指導(dǎo)下，基于雨課堂在BOPPPS模型中融合PBL教學(xué)方法，開(kāi)展電力系統(tǒng)分析課程教學(xué)設(shè)計(jì)和探索，提高了學(xué)生的教學(xué)參與度，加強(qiáng)了師生互動(dòng)，達(dá)到了預(yù)期的效果。

關(guān)鍵詞? 電力系統(tǒng)分析；BOPPPS；PBL；雨課堂

中圖分類號(hào)：G642? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2023）11-0087-04

0? 引言

目前，多所高校都在圍繞工程教育專業(yè)認(rèn)證開(kāi)展教學(xué)改革，在教學(xué)方法和教學(xué)模式等方面進(jìn)行了大量有益的嘗試。電力系統(tǒng)分析為電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)、發(fā)電廠電氣部分等課程的先修課程。該課程具有理論性與實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面較廣的特點(diǎn)[1]。而根據(jù)石河子大學(xué)最新本科人才培養(yǎng)方案的要求，該課程的學(xué)時(shí)進(jìn)一步壓縮，僅依靠以往的教學(xué)模式組織教學(xué)難以達(dá)成相應(yīng)的課程目標(biāo)，無(wú)法有效支撐工程教育專業(yè)認(rèn)證相關(guān)畢業(yè)要求。而且以往的教學(xué)模式多以教師為中心，這與工程教育專業(yè)認(rèn)證的理念不相符。如何更新教學(xué)理念，改進(jìn)教學(xué)模式，使學(xué)生更好地掌握電力系統(tǒng)分析課程中的基本概念、原理及分析方法，提高學(xué)生分析和解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力，是擺在教師面前的重要課題。

本文將BOPPPS教學(xué)模型與PBL教學(xué)方法相結(jié)合，借助雨課堂這一智慧教學(xué)工具，對(duì)電力系統(tǒng)分析課程教學(xué)進(jìn)行改革和探索，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心，加大教學(xué)過(guò)程中學(xué)生的參與度和師生之間的互動(dòng)，有效提高課堂教學(xué)質(zhì)量及學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。

1? BOPPPS教學(xué)模型

BOPPPS（Bridge-in，Objective，Pre-assess-

ment，Participatory Learning，Post-assessment，

Summary）是一種注重學(xué)生參與及反饋的閉環(huán)教學(xué)過(guò)程模型[2]，它主要包括導(dǎo)入（B）、預(yù)期目標(biāo)（O）、前測(cè)（P）、互動(dòng)式學(xué)習(xí)（P）、后試（P）及總結(jié)與反思（S）6個(gè)環(huán)節(jié)[3]。導(dǎo)入是指教師采用能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力的方式引入，以激發(fā)學(xué)生探索的好奇心；預(yù)期目標(biāo)是指學(xué)生在知識(shí)、能力和素養(yǎng)方面要達(dá)到的要求；前測(cè)是教師為了解學(xué)生的預(yù)習(xí)效果而進(jìn)行的測(cè)評(píng)；互動(dòng)式學(xué)習(xí)是BOPPPS教學(xué)模型的核心，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體的參與式學(xué)習(xí)；后測(cè)則是教師為了解學(xué)生在本次授課中的學(xué)習(xí)效果而進(jìn)行的評(píng)測(cè)；總結(jié)與反思是對(duì)本次授課內(nèi)容的主要知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，課后根據(jù)學(xué)后測(cè)試結(jié)果及學(xué)生作業(yè)情況進(jìn)行授課策略及教學(xué)設(shè)計(jì)的反思。可見(jiàn)，BOPPPS 教學(xué)模型主要以學(xué)生為中心，注重課堂的互動(dòng)與課后的反思改進(jìn)，激勵(lì)所有學(xué)生全程參與的教學(xué)全過(guò)程，充分體現(xiàn)學(xué)生的主體作用，這與工程教育專業(yè)認(rèn)證的理念相一致。本文將BOPPPS模型用于電力系統(tǒng)分析課程教學(xué)，有效促進(jìn)學(xué)生的參與意識(shí)，增強(qiáng)師生互動(dòng)，以提高教與學(xué)的效率。

2? PBL教學(xué)方法

PBL（Problem-Based Learning）是一種以問(wèn)題導(dǎo)入、注重以學(xué)生為主、教師引導(dǎo)為輔的教學(xué)方法[4]。該教學(xué)方法圍繞問(wèn)題組織課堂教學(xué)，啟發(fā)學(xué)生思考展開(kāi)討論，以激發(fā)學(xué)生探究的好奇心。與傳統(tǒng)教學(xué)相比，PBL強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，以問(wèn)題為基礎(chǔ)的討論式和啟發(fā)式教學(xué)，對(duì)學(xué)生工程素養(yǎng)的培養(yǎng)有積極的促進(jìn)作用。本文通過(guò)PBL教學(xué)方法把電力系統(tǒng)分析課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容設(shè)計(jì)為問(wèn)題，將學(xué)生被動(dòng)地接受知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)地去解決問(wèn)題，提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。首先，教師要根據(jù)每次課程的內(nèi)容精心設(shè)計(jì)出該次課程內(nèi)容有關(guān)的重、難點(diǎn)問(wèn)題，在課前發(fā)布；其次，給學(xué)生提供一些學(xué)習(xí)方法，引導(dǎo)學(xué)生從問(wèn)題出發(fā)，帶著問(wèn)題去預(yù)習(xí)，并將不理解的內(nèi)容及時(shí)反饋；最后，在課堂的教學(xué)過(guò)程中針對(duì)學(xué)生普遍存在的問(wèn)題展開(kāi)討論，加深理解。另外，對(duì)于學(xué)生的個(gè)性化問(wèn)題可在課后的答疑時(shí)間進(jìn)行解答。從教師的填鴨式教學(xué)轉(zhuǎn)變到有針對(duì)性地重、難點(diǎn)講解，一方面提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，另一方面也提升了課堂的教學(xué)質(zhì)量。

3? 融合PBL的BOPPPS模型在教學(xué)設(shè)計(jì)中的

應(yīng)用

BOPPPS教學(xué)模型強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心的參與及互動(dòng)，這一點(diǎn)與PBL教學(xué)方法一致。因此，在教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)BOPPPS教學(xué)模型與PBL教學(xué)方法的有機(jī)融合是值得嘗試的。以電力系統(tǒng)分析課程中“恒定電勢(shì)源電路的三相短路”一節(jié)為例，介紹融合PBL的BOPPPS模型在教學(xué)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用。

3.1? BOPPPS模型與PBL的教學(xué)融合

本文應(yīng)用雨課堂這一智慧教學(xué)工具，對(duì)電力系統(tǒng)分析課程進(jìn)行“BOPPPS+PBL”教學(xué)實(shí)踐。

1）針對(duì)以往教學(xué)中學(xué)生課前預(yù)習(xí)不足、嚴(yán)重影響聽(tīng)課效果的現(xiàn)象，將BOPPPS模型的Bridge-in和Objective環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)成課前預(yù)習(xí)雨課件，將知識(shí)背景和學(xué)習(xí)目標(biāo)等以問(wèn)題的方式制作成具有引入和指導(dǎo)作用的手機(jī)課件，重/難點(diǎn)內(nèi)容采用線上短視頻的形式融于手機(jī)課件中，于課前1～2天發(fā)布。

2）針對(duì) Pre-assessment環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)課前預(yù)習(xí)

的測(cè)試題，將基本的知識(shí)概念和原理等做成5～10道客觀測(cè)試題，如判斷題和選擇題等，在上課的前5分鐘利用雨課堂進(jìn)行隨堂測(cè)試，以考查學(xué)生的預(yù)習(xí)效果，并對(duì)答得對(duì)且速度快的前幾名學(xué)生予以獎(jiǎng)勵(lì)，后幾名予以警醒。

3）對(duì)于Participatory Learning環(huán)節(jié)，重新設(shè)計(jì)課堂教學(xué)雨課件，對(duì)于要求學(xué)生掌握的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容，結(jié)合學(xué)生的預(yù)習(xí)效果，將學(xué)生存在的共性問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)講解，在此過(guò)程中不斷通過(guò)提問(wèn)啟發(fā)學(xué)生的思考和討論，以加深理解。

4）針對(duì)Post-assessment環(huán)節(jié)，充分利用雨課堂的限時(shí)答題、課堂測(cè)驗(yàn)、發(fā)彈幕等互動(dòng)教學(xué)功能，實(shí)時(shí)檢測(cè)學(xué)生對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容的理解和掌握程度。

5）針對(duì)Summary環(huán)節(jié)，將課后作業(yè)設(shè)計(jì)成總結(jié)知識(shí)點(diǎn)在前、作業(yè)練習(xí)在后的課后小結(jié)雨課件（小結(jié)思維導(dǎo)圖）或雨試卷，學(xué)生在回顧和總結(jié)主要內(nèi)容的基礎(chǔ)上，進(jìn)行習(xí)題訓(xùn)練和拓展性思考[5]。基于雨課堂的BOPPPS與PBL相融合的過(guò)程如圖1所示。

3.2? BOPPPS模型與PBL融合的教學(xué)設(shè)計(jì)

本文以“恒定電勢(shì)源電路的三相短路”為例，進(jìn)行基于雨課堂的BOPPPS模型與PBL方法相融合的教學(xué)設(shè)計(jì)（1學(xué)時(shí)），具體見(jiàn)表1。本節(jié)主要考核學(xué)生對(duì)恒定電勢(shì)源電路三相短路暫態(tài)過(guò)程及沖擊電流的分析能力和計(jì)算能力。對(duì)于本節(jié)的教學(xué)過(guò)程，首先讓學(xué)生理解恒定電勢(shì)源的概念；其次，結(jié)合電路中學(xué)過(guò)的三相對(duì)稱電路分析和計(jì)算及一階電路的暫態(tài)響應(yīng)，講授恒定電勢(shì)源電路三相短路電流的分析和計(jì)算；然后依據(jù)計(jì)算結(jié)果讓學(xué)生思考并分析出現(xiàn)短路沖擊電流的條件，最后推導(dǎo)沖擊電流計(jì)算式。本節(jié)的重點(diǎn)是讓學(xué)生掌握如何對(duì)恒定電勢(shì)源電路三相短路暫態(tài)過(guò)程進(jìn)行分析，思考短路電流的強(qiáng)制分量與自由分量具有哪些特點(diǎn)，根據(jù)自由分量的表達(dá)式分析出現(xiàn)沖擊電流的條件有哪些，如何利用這些條件去計(jì)算沖擊電流，培養(yǎng)學(xué)生分析及解決問(wèn)題的能力。

3.3? 教學(xué)實(shí)施

2021年和2022年春季學(xué)期對(duì)電氣2018級(jí)（77人）、電氣2019級(jí)（79人）就融合PBL的BOPPPS教學(xué)模式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。首先改變課程的考核方式，采用過(guò)程性考核和期末考核相結(jié)合的方式，將預(yù)習(xí)成績(jī)及課堂測(cè)試納入過(guò)程考核，課堂上對(duì)預(yù)習(xí)及課堂測(cè)試表現(xiàn)好的學(xué)生予以表?yè)P(yáng)或獎(jiǎng)勵(lì)，不但增強(qiáng)了這些學(xué)生的自信心，同時(shí)也激勵(lì)了其他學(xué)生，推動(dòng)學(xué)生向主動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變。通過(guò)雨課堂的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及實(shí)施對(duì)比發(fā)現(xiàn)，從電氣2018級(jí)學(xué)生的消極應(yīng)付到電氣2019級(jí)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)，學(xué)生開(kāi)始逐漸轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)習(xí)慣，多數(shù)學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度變得積極，能主動(dòng)嘗試通過(guò)查閱參考書(shū)、文獻(xiàn)、MOOC視頻或與老師通過(guò)釘釘答疑等方式解決問(wèn)題，為課堂討論教學(xué)活動(dòng)的有效開(kāi)展打下基礎(chǔ)。同時(shí)也應(yīng)意識(shí)到學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度的改變不是一蹴而就的，是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，一方面需要教師耐心引導(dǎo)和鼓勵(lì)，另一方面也需要學(xué)生堅(jiān)持。這兩個(gè)學(xué)期根據(jù)雨課堂的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，本課程的開(kāi)課次數(shù)20次，互動(dòng)次數(shù)達(dá)到8 000多次，通過(guò)課程目標(biāo)達(dá)成度的縱向?qū)Ρ?，課程目標(biāo)1（知識(shí)）達(dá)成度從0.631提升至0.690，課程目標(biāo)2（問(wèn)題分析）達(dá)成度從0.724提升至0.765，可見(jiàn)采取改進(jìn)措施是有效的，教學(xué)質(zhì)量是有效提升的，但通過(guò)橫向?qū)Ρ?，課程目標(biāo)1仍然是該課程的短板，需要在下一學(xué)年繼續(xù)采取有效措施促進(jìn)學(xué)生提升綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。

4? 結(jié)束語(yǔ)

本文借助雨課堂，將PBL方法融入BOPPPS模型，以電力系統(tǒng)分析中“恒定電勢(shì)源電路的三相短路”為例開(kāi)展教學(xué)設(shè)計(jì)，提高學(xué)生的教學(xué)參與度，增強(qiáng)師生互動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。通過(guò)兩個(gè)學(xué)期的實(shí)踐及對(duì)比分析，課程目標(biāo)的達(dá)成度有所提升，達(dá)到了預(yù)期效果。基于雨課堂的融合PBL的BOPPPS模型的教學(xué)模式，可為日后開(kāi)展線下與線上混合式教學(xué)的教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)提供一定的參考。

5? 參考文獻(xiàn)

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