BOPPPS和對分課堂混合式教學模式實踐研究

盛業(yè)青，曠菊紅，關開中

（五邑大學，廣東江門 529020）

OBE（Outcome Based Education）即成果導向教育，是一種圍繞學生取得的成果去組織、實施和評價教學的教育模式。這里所說的成果，不僅僅是學生獲得的書本知識，更重要的是對學生能力和素質的培養(yǎng)，包括對知識整體結構的把握和理解、多角度解決開放性問題等能力。OBE教育理念與當前我國高等教育領域所提倡的應用型人才培養(yǎng)模式契合[1]，關于OBE理念指導下的課堂改革，國內不同學科的學者進行了深入探究[2-5]。

1 常微分方程教學現(xiàn)狀

常微分方程是理論數(shù)學與應用數(shù)學緊密結合的基礎學科，是天文學、物理學、化學、生物學和某些社會科學中大量問題的精確數(shù)學描述的模型。通過分析微分方程的解，可以判斷事件變化趨勢，進而做出準確的決策。常微分方程具有高度抽象性、推理嚴謹性、應用廣泛性等特點，能夠培養(yǎng)學生的研究能力與邏輯思維能力。但在傳統(tǒng)教學課堂上，師生之間缺乏高效互動，導致學生主動發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、建構知識體系的能力無法提高，影響了學生研究能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。同時，傳統(tǒng)講授式課堂氛圍不活躍，學生學習的主動性、積極性不高，很難達到預期的教學目標和效果。而近年來提倡的合作學習、參與式學習，存在學生準備時間過短、對新知識的吸收不足等問題，導致教學效果不佳?；谝陨显?，課堂教學改革勢在必行[6-9]。

2 BOPPPS教學模型與對分課堂簡介

2.1 BOPPPS教學模型

BOPPPS模型是加拿大教師技能培訓中心于1976年創(chuàng)建并被廣泛采用的教學模式[10]，該模式強調以學生為中心的教學理念，重視教學互動和反饋。根據(jù)人的注意力大約只能持續(xù)維持15min的自然規(guī)律，將課堂教學內容劃分為包括導入（Bridgein）、教學目標（Objective）、前測（Pre-assessment）、參與式學習（Participatory Learning）、后測（Postassessment）和總結（Summary）六個教學小單元（如圖1所示），為有效開展課堂教學提供了可操作的具體實踐流程，使得課堂教學的安排更加條理化、合理化，是協(xié)助教師明確教學目標、分析教學過程、發(fā)現(xiàn)教學問題、提升教學成效的有效工具。近年來，這一模式被引入高校教師培訓和教學實踐環(huán)節(jié)，在教學質量監(jiān)控、慕課建設、專業(yè)課程教學研究等教學環(huán)節(jié)進行廣泛探索和應用[11]。

圖1 BOPPPS教學模型

2.2 對分課堂

對分課堂（PAD）是由復旦大學心理學系教授張學新提出的學生參與式教學方法，指把課堂時間一分為二，一部分留給教師講授，另一部分留給學生討論[12]。對分課堂將教學分為教師講授（Presentation）、學生內化吸收（Assimilation）以及生生討論、師生討論（Discussion）三個環(huán)節(jié)，又稱PAD課堂。在講授環(huán)節(jié)，教師著重講授課程內容的基本框架、重點、難點；課后，學生根據(jù)自己節(jié)奏完成教學內容的內化吸收，并在此過程中記錄未理解的問題，再回到課堂分組討論。強調先教后學，教師講授在先，學生學習在后，強調生生、師生互動，鼓勵自主性學習和參與式學習。這種教學模式可以充分適應不同學生的知識內化速度、內化方式及內化深度，目的是使學生變被動學習為主動學習，體現(xiàn)出以學生為中心的個性化學習過程。而課堂討論環(huán)節(jié)則可以實現(xiàn)分享收獲、答疑、解惑（生生答疑、師生答疑）的功能。與此同時，由于學生在內化吸收環(huán)節(jié)已進行了充分準備，回到課堂后，可以暢所欲言，發(fā)表自己的觀點或就某個問題進行深入討論，真正實現(xiàn)了生生互動、師生互動，這種參與式學習的課堂模式也在各學校進行了廣泛的運用，并取得了較好的教學效果[11-15]。

3 BOPPPS教學模式與對分課堂混合式教學模式的實踐應用——以“一階線性微分方程及其運用”為例

3.1 學情分析

一階線性微分方程是微分方程的一種特殊形式，是水污染防控分析、考古年代鑒定、鐳衰變規(guī)律探究、RLC電路分析等自然界諸多實際問題的數(shù)學模型，也是高階線性微分方程、一階線性微分方程組內容開展學習的基礎。學生掌握了所需要的一元函數(shù)微積分和可分離變量微分方程的求解方法，為此節(jié)課程的順利開展奠定了基礎。

3.2 教學設計思想

在實際教學中，教師根據(jù)教學內容和需要，在遵循BOPPPS的基本框架的基礎上，抓住BOPPPS核心、突出BOPPPS特性，對教學模型進行重組或合并，俗稱類BOPPPS教學模型（如圖2所示）。

圖2 類BOPPPS教學模型

如圖3所示，BOPPPS結構中的參與式學習環(huán)節(jié)采用隔堂對分的模式，教師講授重難點以及解題思路；學生在課上、課下獨立內化吸收知識，完成“亮考幫”作業(yè)（總結收獲、提出疑惑）；隔堂分組討論“亮考幫”內容，進行生生互動、師生互動，促使學生主動學習、深入思考、加深印象。

圖3 對分課堂教學模式

3.3 教學過程

（1）前測（P）：針對本節(jié)課的內容設計前測，要求學生課前線上完成回憶一階齊次線性微分方程的通解以及與本節(jié)課程內容相關的不定積分求解兩項任務。通過課前線上小測，檢查學生對相關知識點的掌握情況，便于學生課前查缺補漏，從而上課時能夠比較好地進行知識銜接，為本節(jié)課程的順利開展奠定基礎。

（2）問題導入（B）：播放阿根廷科爾福瀉湖湖水受排放物污染變紅的視頻，對污染程度進行預測，從而為污染治理措施的制定提供依據(jù)，引發(fā)學生積極思考，從數(shù)學角度建立并求解微分方程模型。通過網(wǎng)絡多媒體視頻的播放，激發(fā)學生解決問題的興趣。

（3）教學目標（O）：教學目標分為知識目標和能力目標，其中知識目標為：會判別給出的方程是否是一階線性微分方程；會利用常數(shù)變易法和公式法求解一階線性微分方程。能力目標為通過案例分析，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、思考問題、解決問題的能力。通過學生個人知識內化與反思總結，培養(yǎng)學生建構知識體系的能力。學生通過在知識講授之前明確本節(jié)課的學習任務，帶著任務去學習，做到有的放矢，提升課堂教學效果。

（4）參與式學習（P）：在探索知識點的過程中，通過概念引入、求解探究、知識內化、案例分析等環(huán)節(jié)，引導學生積極參與一階線性微分方程求解過程。

在案例分析求解階段，引導學生利用所學常數(shù)變易法或公式法，動手演算水污染數(shù)學模型根據(jù)所求結果分析案例中污染物變化的趨勢，給出防治污染的必要性理論支撐。通過實際問題的求解，帶領學生體會微分方程的應用。在教學過程中，培養(yǎng)學生理性思辨能力。同時，鼓勵學生利用相關數(shù)學軟件（比如MATLAB）驗證所求結果的正確性，拓展學生的解題思路。

知識內化階段是教師講授完一階線性微分方程的定義、求解方法以及案例解答后，給出5min時間，請學生在教師講解的基礎上，結合學習目標，以自己的節(jié)奏完成知識的內化吸收，通過繪制知識地圖，獨立完成知識體系的重新建構。同時，布置隔堂對分的“亮考幫”拓展作業(yè)，要求在下次課以小組的形式進行討論，分別為展示自己掌握的內容即“亮”，考查同伴知識點掌握情況即“考”，以及就自己有疑惑的地方請求小組同伴或者教師的答疑解惑即“幫”?！傲量紟汀弊鳂I(yè)的完成促進學生進行主動總結與反思，完成學習過程的自我反饋評價，實現(xiàn)自主性參與學習。

（5）后測（P）：后測分為三種形式，分別為課堂常規(guī)解題訓練、課堂變式訓練以及課后線上小測檢查教學目標的達成情況。通過課堂常規(guī)習題，提升學生對常數(shù)變易法操作步驟的掌握程度，課堂變式訓練是在知識內化的基礎上進行知識點的變式和提升，引導學生探究一階線性微分方程形式的本質，學會知識遷移。

（6）總結（S）：引導學生通過繪制本節(jié)課程的思維導圖完成知識點的總結，學生通過自我總結完成知識的進一步建構。

4 效果反饋

筆者將BOPPPS和對分課堂混合式教學模式落實到一階線性微分方程的教學實踐中，得到參與學生的如下反饋（見圖4～圖7）。從反饋結果來看，BOPPPS模式的導入環(huán)節(jié)和學生的學習目標設定得到了90%以上學生的認可；而作為參與式學習實現(xiàn)方式的對分課堂方法，有80%的學生覺得通過對分課堂的“亮考幫”環(huán)節(jié)，加深了對知識點的理解，并且有超過60%的學生覺得“激發(fā)了主動學習的興趣”“開拓了思維”，同時“鍛煉了自身的溝通能力和表達能力”。但由于這種教學模式需要學生課后花費較多時間進行自主學習與知識建構，所以，有將近2/3的學生認為在適當?shù)臋C會采用此課堂教學方法即可。

圖4 導入環(huán)節(jié)學生反饋

圖5 教學目標環(huán)節(jié)學生反饋

圖6 對分課堂環(huán)節(jié)學生反饋

圖7 實施混合式教學方法學生反饋

5 結語

運用BOPPPS和對分課堂混合式教學模式，既提供了可操作的具體課堂實踐流程，同時參與式學習環(huán)節(jié)采用的對分課堂模式提高了學生的學習主動性和建構知識的能力，做到了OBE理念的以問題為導向、以學生為中心的有效課堂教學。同時需要說明的是，BOPPPS模式下的對分課堂教學法不必完全限制于固定結構，可在掌握本質、抓住精髓的前提下，根據(jù)情況做相應調整，進而實現(xiàn)有效教學。