基于BOPPPS教學(xué)模式的軟件應(yīng)用課程教學(xué)探討

［摘 要］ 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，軟件應(yīng)用也在不斷進(jìn)步。針對(duì)軟件應(yīng)用課程教學(xué)中存在的一些問(wèn)題，包括輕實(shí)踐、重理論，學(xué)生積極性不高，教學(xué)目標(biāo)不明確，等等。通過(guò)引入BOPPPS教學(xué)模式，同時(shí)結(jié)合“地下結(jié)構(gòu)分析及軟件應(yīng)用”課程的特色，從教學(xué)導(dǎo)入、學(xué)習(xí)目標(biāo)、教學(xué)前測(cè)、參與式學(xué)習(xí)、教學(xué)后測(cè)及課后總結(jié)等六大模塊探討了該課程的具體教授過(guò)程，以期更好地組織教學(xué)內(nèi)容和過(guò)程，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和參與度，也為軟件應(yīng)用類(lèi)課程提供一種教學(xué)改革思路和方向。

［關(guān)鍵詞］ BOPPPS；教學(xué)模式；數(shù)值模擬；地下結(jié)構(gòu)；軟件應(yīng)用

［基金項(xiàng)目］ 2020年度西南交通大學(xué)教改項(xiàng)目“依托軌道交通優(yōu)勢(shì)學(xué)科，探索學(xué)科交叉、跨界融合的研究生培養(yǎng)新模式”（YJG4-2020-Z001）

［作者簡(jiǎn)介］ 楊文波（1985—），男，四川成都人，哲學(xué)博士，西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，主要從事隧道工程研究。

［中圖分類(lèi)號(hào)］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A ［文章編號(hào)］ 1674-9324（2024）32-0132-04 ［收稿日期］ 2023-03-27

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，土地資源日益寶貴，地下結(jié)構(gòu)工程以其特有的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，應(yīng)用也更加廣泛。地下結(jié)構(gòu)工程面臨的地形條件非常復(fù)雜，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)輔助地下結(jié)構(gòu)的開(kāi)發(fā)顯得尤為重要。為增加隧道工程學(xué)生在地下結(jié)構(gòu)分析及軟件應(yīng)用方面的知識(shí)儲(chǔ)備，各大高校開(kāi)設(shè)了相應(yīng)的課程。但受制于現(xiàn)有的高校教學(xué)模式，課程往往過(guò)于側(cè)重基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，授課方式也以課堂書(shū)面講解為主，大部分時(shí)間學(xué)生處于被動(dòng)學(xué)習(xí)的狀態(tài)，學(xué)習(xí)的積極性不能被充分調(diào)動(dòng)，綜合運(yùn)用知識(shí)的能力也得不到提升。特別是對(duì)于“地下結(jié)構(gòu)分析及軟件應(yīng)用”這類(lèi)偏實(shí)踐的課程，學(xué)生在書(shū)面講授下獲取知識(shí)的效果甚微。

BOPPPS教學(xué)模型是由加拿大教師技能培訓(xùn)機(jī)構(gòu)（Instructional Skills Workshop，ISW）創(chuàng)設(shè)的以學(xué)生為中心的新型教學(xué)模式，設(shè)計(jì)模塊化的課堂教學(xué)過(guò)程，增強(qiáng)教學(xué)環(huán)節(jié)的練習(xí)強(qiáng)度，達(dá)成教學(xué)總體目標(biāo)，進(jìn)一步保障課程教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)［1］。BOPPPS教學(xué)模式將教學(xué)過(guò)程劃分為六個(gè)模塊，包括教學(xué)導(dǎo)入（bridge-in）、學(xué)習(xí)目標(biāo)（objective）、教學(xué)前測(cè)（pre-assessment）、參與式學(xué)習(xí)（participatory learning）、教學(xué)后測(cè)（post-assessment）和課后總結(jié)（summary）［2］。BOPPPS教學(xué)模式的理論依據(jù)是認(rèn)知理論和建構(gòu)主義，如何使學(xué)生在課堂上最大限度地掌握知識(shí)是其關(guān)注的重點(diǎn)。本文旨在通過(guò)引入BOPPPS教學(xué)模式，同時(shí)結(jié)合“地下結(jié)構(gòu)分析及軟件應(yīng)用”課程的特色，為軟件應(yīng)用類(lèi)課程提供一種教學(xué)改革思路和方向。

一、“地下結(jié)構(gòu)分析及軟件應(yīng)用”課程教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

地下結(jié)構(gòu)的開(kāi)發(fā)是一項(xiàng)程序復(fù)雜、風(fēng)險(xiǎn)源繁多的工程，其建設(shè)需要借助數(shù)值計(jì)算來(lái)優(yōu)化程序、規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)源。這就要求學(xué)生不僅要掌握地下結(jié)構(gòu)的基本知識(shí)、了解現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，還要能夠融會(huì)貫通，將掌握的現(xiàn)場(chǎng)情況通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)。但受制于現(xiàn)有的高校教學(xué)模式，課程教學(xué)目標(biāo)往往很難高效達(dá)成，以往的數(shù)值模擬類(lèi)課程往往存在以下問(wèn)題。

（一）學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高

對(duì)于課程的教授，教師往往傾向于利用傳統(tǒng)的PPT教案進(jìn)行授課，授課模式缺乏創(chuàng)新，學(xué)生面對(duì)這種“填鴨式”教學(xué)及被動(dòng)授課，缺乏足夠的積極性?！暗叵陆Y(jié)構(gòu)分析及軟件應(yīng)用”是一門(mén)實(shí)踐性相當(dāng)高的課程，學(xué)生僅僅依靠課堂“填鴨式”教學(xué)獲取知識(shí)的效果甚微。同時(shí)，由于課堂中缺乏對(duì)計(jì)算機(jī)的使用，學(xué)生很難從課程學(xué)習(xí)過(guò)程中體會(huì)到獲得感和自豪感。這種傳統(tǒng)的授課方式使得教師與學(xué)生缺乏足夠的交流，學(xué)生在遇到問(wèn)題時(shí)無(wú)法及時(shí)得到解決，導(dǎo)致學(xué)習(xí)信心降低，學(xué)習(xí)積極性也進(jìn)一步降低。

（二）教學(xué)目標(biāo)不夠明確

目前，“地下結(jié)構(gòu)分析及軟件應(yīng)用”課程最本質(zhì)的教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)后，具備一定的數(shù)值分析能力，并能利用這項(xiàng)能力嘗試解決實(shí)際工程中的地下工程問(wèn)題。但在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，教師往往會(huì)過(guò)于側(cè)重軟件應(yīng)用方面的鉆研，同時(shí)布置的數(shù)值分析問(wèn)題往往脫離實(shí)際，無(wú)法有效依托實(shí)際工程。

（三）教學(xué)方案不夠先進(jìn)

“地下結(jié)構(gòu)分析及軟件應(yīng)用”課程主要學(xué)習(xí)的軟件為ANSYS，其參考的書(shū)目為2008年出版的《地下結(jié)構(gòu)ANSYS有限元分析》，而經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，ANSYS軟件在不斷進(jìn)步升級(jí)，課程的教學(xué)方案也應(yīng)該緊跟時(shí)代，推陳出新。

二、基于BOPPPS教學(xué)模式的“地下結(jié)構(gòu)分析及軟件應(yīng)用”課程教學(xué)探討

BOPPPS教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的參與和互動(dòng)，教師需要在備課階段精心設(shè)計(jì)教學(xué)場(chǎng)景，明確學(xué)生需要達(dá)到的目標(biāo)，并提供適合的學(xué)習(xí)材料和活動(dòng)。在教學(xué)過(guò)程中，教師需要充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，鼓勵(lì)學(xué)生思考、提問(wèn)和交流，并及時(shí)給予反饋和指導(dǎo)，促進(jìn)學(xué)生的反思和自我評(píng)價(jià)。本文以“地下結(jié)構(gòu)分析及軟件應(yīng)用”課程教學(xué)為例，具體探討如何將BOPPPS教學(xué)模式植入該課程教學(xué)過(guò)程中，以期為軟件應(yīng)用類(lèi)課程提供一個(gè)教學(xué)改革思路和方向。通過(guò)BOPPPS教學(xué)模式的運(yùn)用，“地下結(jié)構(gòu)分析及軟件應(yīng)用”課程的教學(xué)可以更加有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作技能和解決問(wèn)題的能力。

（一）基于BOPPPS教學(xué)模式的教學(xué)導(dǎo)入

在教學(xué)中，采用BOPPPS教學(xué)模式的教學(xué)導(dǎo)入可以幫助學(xué)生更好地了解課程主題和學(xué)習(xí)內(nèi)容。教師在授課過(guò)程中可以通過(guò)引入“地下結(jié)構(gòu)分析及軟件應(yīng)用”課程的主題和重要性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

首先，教師可以通過(guò)引入地下結(jié)構(gòu)在城市建設(shè)中的應(yīng)用，如地鐵隧道、地下停車(chē)場(chǎng)和地下商場(chǎng)等，說(shuō)明其重要性。例如，地鐵隧道是現(xiàn)代城市交通中不可或缺的一部分，地下停車(chē)場(chǎng)和地下商場(chǎng)則解決了城市停車(chē)和商業(yè)空間不足的問(wèn)題。這些實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景可以幫助學(xué)生更好地理解課程的主題和重要性。

其次，我們可以介紹與之相關(guān)的地下結(jié)構(gòu)分析軟件，如ANSYS、FLAC、ABAQUS等。通過(guò)展示這些軟件在地下結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用，可以讓學(xué)生更好地了解軟件的重要性和功能，培養(yǎng)他們的實(shí)踐能力。采用BOPPPS教學(xué)模式的教學(xué)導(dǎo)入可以幫助學(xué)生更好地了解課程主題和學(xué)習(xí)內(nèi)容，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，提高實(shí)踐能力，從而提升學(xué)習(xí)效果。

（二）基于BOPPPS教學(xué)模式的學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)置

在學(xué)習(xí)“地下結(jié)構(gòu)分析及軟件應(yīng)用”這門(mén)課程時(shí)，首先要明確目標(biāo)，使學(xué)習(xí)更加有針對(duì)性和有效性，從而更好地掌握所學(xué)知識(shí)和技能。在學(xué)習(xí)前，學(xué)生可以先了解本門(mén)課程的目標(biāo)和要求，如表1所示，明確自己需要掌握的知識(shí)和技能。同時(shí)，可以根據(jù)自己的實(shí)際情況和學(xué)習(xí)目標(biāo)，制訂個(gè)性化的學(xué)習(xí)計(jì)劃和策略，以便更好地達(dá)成目標(biāo)。其次，還要關(guān)注學(xué)習(xí)過(guò)程中的目標(biāo)。在學(xué)習(xí)過(guò)程中根據(jù)課程安排和自己的學(xué)習(xí)計(jì)劃，有目的地閱讀相關(guān)材料、觀看視頻、完成作業(yè)和實(shí)驗(yàn)等。同時(shí)，不斷檢查和評(píng)估自己的學(xué)習(xí)成果，以確保達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)。最后，要將學(xué)習(xí)目標(biāo)與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系起來(lái)。“地下結(jié)構(gòu)分析及軟件應(yīng)用”是一門(mén)實(shí)踐性很高的課程，在學(xué)習(xí)結(jié)束后，學(xué)生可以將所學(xué)的知識(shí)和技能應(yīng)用于實(shí)際情景中，如在項(xiàng)目中運(yùn)用所學(xué)的軟件和工具進(jìn)行地下結(jié)構(gòu)的分析和設(shè)計(jì)，從而更好地達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)。

（三）基于BOPPPS教學(xué)模式的教學(xué)前測(cè)

教學(xué)前測(cè)可以幫助學(xué)生了解自己在該課程所需要的知識(shí)和技能方面的現(xiàn)狀和水平，以便更好地進(jìn)行針對(duì)性學(xué)習(xí)。對(duì)于“地下結(jié)構(gòu)分析及軟件應(yīng)用”課程來(lái)說(shuō)，可以采用一些具體的測(cè)試項(xiàng)目，如以下幾個(gè)方面。

1.基本地質(zhì)知識(shí)。包括地質(zhì)學(xué)基本概念、地質(zhì)學(xué)分類(lèi)、地質(zhì)構(gòu)造、地質(zhì)力學(xué)等方面。

2.基本結(jié)構(gòu)分析方法。包括地下結(jié)構(gòu)分析基本方法、結(jié)構(gòu)分析工具和軟件、數(shù)據(jù)處理方法等方面。

3.地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。包括地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本理論、設(shè)計(jì)流程、設(shè)計(jì)規(guī)范等方面。

通過(guò)進(jìn)行教學(xué)前測(cè)，可以幫助教師了解學(xué)生的基本水平和需求，調(diào)整教學(xué)策略和計(jì)劃，更好地滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需要。同時(shí)，教學(xué)前測(cè)可以讓學(xué)生了解自己的學(xué)習(xí)水平和缺陷，制訂個(gè)性化的學(xué)習(xí)計(jì)劃和策略，提高學(xué)習(xí)效率和效果。

（四）基于BOPPPS教學(xué)模式的參與式學(xué)習(xí)

參與式學(xué)習(xí)意味著學(xué)生將成為課程的積極參與者，不再僅僅是“填鴨式”教學(xué)下的聽(tīng)眾。在課堂上，教師可以設(shè)計(jì)各種交互式的活動(dòng)，如小組討論、角色扮演、案例分析等，讓學(xué)生參與其中，積極思考、探究和交流。

例如，在學(xué)習(xí)地下結(jié)構(gòu)分析方面，教師可以設(shè)計(jì)小組討論活動(dòng)，讓學(xué)生討論和探究各種地下結(jié)構(gòu)的分析方法和技術(shù)，共同探討實(shí)際案例，這有利于學(xué)生理解和掌握地下結(jié)構(gòu)的分析原理和方法，同時(shí)可以培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和分析能力。另外，通過(guò)軟件應(yīng)用，學(xué)生可以親身參與到地下結(jié)構(gòu)分析的實(shí)際操作中，如使用有限元分析軟件進(jìn)行模擬分析等，這種實(shí)踐性的學(xué)習(xí)方式有利于學(xué)生深入理解和掌握所學(xué)知識(shí)，同時(shí)可以提高他們的技能和實(shí)踐能力。

在參與式學(xué)習(xí)中，教師起到引導(dǎo)和促進(jìn)作用。例如在小組討論活動(dòng)中，教師可以提出問(wèn)題或引導(dǎo)討論的方向，促進(jìn)學(xué)生交流和思考，從而加深他們對(duì)地下結(jié)構(gòu)分析的理解和認(rèn)識(shí)。

（五）基于BOPPPS教學(xué)模式的教學(xué)后測(cè)

教學(xué)后測(cè)指教師可以通過(guò)測(cè)試、考試等方式檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的掌握情況和學(xué)習(xí)效果。鑒于該門(mén)課程的性質(zhì)及教學(xué)內(nèi)容，最終以科研報(bào)告的形式進(jìn)行考核。即學(xué)生需要運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)踐技能，對(duì)具體工程案例進(jìn)行深入分析和思考，提出自己的建設(shè)性意見(jiàn)和解決方案。

通過(guò)這種考核方式，既可以考查學(xué)生對(duì)本學(xué)期學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解程度，也能培養(yǎng)學(xué)生的論文寫(xiě)作能力，為其今后的科研工作打下基礎(chǔ)。

（六）基于BOPPPS教學(xué)模式的課后總結(jié)

在概括總結(jié)環(huán)節(jié)中，要求學(xué)生用自己的話簡(jiǎn)單描述本節(jié)課講授的主要內(nèi)容。這種概括性總結(jié)可以有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，因?yàn)樗髮W(xué)生在腦海中回顧所學(xué)知識(shí)，厘清思路，將散亂的知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)成一個(gè)完整的知識(shí)體系，從而更好地理解并記憶所學(xué)內(nèi)容。

結(jié)合“地下結(jié)構(gòu)分析及軟件應(yīng)用”課程的教學(xué)內(nèi)容，如表2所示，在每一節(jié)課即將結(jié)束時(shí)，教師要帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)本節(jié)課所學(xué)知識(shí)進(jìn)行總結(jié)。例如，總結(jié)地下結(jié)構(gòu)分析及軟件應(yīng)用的發(fā)展?fàn)顩r和主要理論及假定，這能夠幫助學(xué)生更深入地了解地下結(jié)構(gòu)的工程特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景，提高工程實(shí)踐能力和水平，為未來(lái)的工程實(shí)踐奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)?？偨Y(jié)有限元工程軟件的安裝、啟動(dòng)及基本菜單組成。同時(shí)，回憶一遍使用軟件解題的全過(guò)程，學(xué)生可以更好地理解有限元分析的基本流程和方法，從而提高在工程實(shí)踐中的應(yīng)用能力和解決問(wèn)題的能力。

結(jié)語(yǔ)

在教授“地下結(jié)構(gòu)分析及軟件應(yīng)用”課程時(shí)，引入BOPPPS教學(xué)模式，包括教學(xué)導(dǎo)入、學(xué)習(xí)目標(biāo)、教學(xué)前測(cè)、參與式學(xué)習(xí)、教學(xué)后測(cè)及課后總結(jié)六大模塊。BOPPPS教學(xué)模式可以幫助教師更好地組織教學(xué)內(nèi)容和過(guò)程，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和參與度。本文通過(guò)闡述BOPPPS教學(xué)模式，將其授課思想引入“地下結(jié)構(gòu)分析及軟件應(yīng)用”課程，同時(shí)將該模型六大模塊的具體實(shí)施過(guò)程導(dǎo)入課程中，為軟件應(yīng)用類(lèi)課程提供了一種教學(xué)改革思路和方向，具體作用包括以下內(nèi)容：（1）通過(guò)聯(lián)系、目標(biāo)、前置知識(shí)、提示、實(shí)踐和反思等步驟，BOPPPS教學(xué)模式可以幫助學(xué)生更加深入地理解和掌握軟件類(lèi)課程單調(diào)的內(nèi)容，從而提高學(xué)習(xí)效果。（2）強(qiáng)調(diào)學(xué)生的積極參與，通過(guò)提示和實(shí)踐等步驟，可以讓學(xué)生更加主動(dòng)地參與軟件的使用，提高他們的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力。（3）鼓勵(lì)學(xué)生在課堂上進(jìn)行互動(dòng)和合作，如通過(guò)小組討論和合作實(shí)踐等方式，可以讓學(xué)生更好地交流和合作，提高他們的學(xué)習(xí)效果和團(tuán)隊(duì)合作能力。（4）幫助教師更加有針對(duì)性地設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)活動(dòng)，提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)能讓教師更好地掌握課堂進(jìn)度和學(xué)生學(xué)習(xí)情況。

隨著地下工程結(jié)構(gòu)的大力開(kāi)發(fā)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)在各行各業(yè)應(yīng)用的深入，國(guó)家對(duì)于軟件應(yīng)用方面的人才也會(huì)更加需要?，F(xiàn)有的教學(xué)模式有待改善，各種新型教學(xué)模式和教學(xué)理念也初展成效，通過(guò)建設(shè)教學(xué)資源庫(kù)，能有效減輕教師備課壓力，拓寬學(xué)生視野［3］；此外，梁本亮［4］介紹的逆向案例教學(xué)法有很大的參考價(jià)值；基于MOOC平臺(tái)的慕課在線教學(xué)模式對(duì)傳統(tǒng)教育的改革有著極為重要的意義［5］?！暗叵陆Y(jié)構(gòu)分析及軟件應(yīng)用”課程在這些方面的應(yīng)用還需在教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行更多的探索。

參考文獻(xiàn)

［1］呂俊，喻萍.基于BOPPPS模型的普通高校軍事課教學(xué)設(shè)計(jì)研究［J］.高教學(xué)刊，2023，9（3）：86-89.

［2］羅宇，付紹靜，李暾.從BOPPPS教學(xué)模型看課堂教學(xué)改革［J］.計(jì)算機(jī)教育，2015（6）：16-18.

［3］王煥定.自學(xué)研討型教學(xué)方法和注重平時(shí)考試方法的實(shí)踐與思考［J］.力學(xué)與實(shí)踐，2008（4）：85-88.

［4］梁本亮.土木工程專(zhuān)業(yè)核心課程的教學(xué)方法研究［J］.高等工程教育研究，2016（2）：189-192.

［5］辛永濤.慕課（MOOC）視野下高校教學(xué)改革初探［J］.教師，2014（11）：24-27.

Discussion on Software Application Teaching under BOPPPS Teaching Mode： Taking Underground Structure Analysis and Software Application as an Example

YANG Wen-bo

（School of Civil Engineering， Southwest Jiaotong University， Chengdu， Sichuan 610031， China）

Abstract： With the rapid development of the economy， software applications are also improving. In view of some problems in the teaching of software application courses， including insufficient practice， too much emphasis on theory， low enthusiasm of students， and unclear teaching objectives， this paper introduces the BOPPPS teaching mode， and combines the characteristics of “underground structure analysis and software application”. From the six modules of bridge-in， learning objectives， pre-assessment， participatory learning， post-assessment and after-school summary， this paper discusses the specific teaching process of the course， in order to better organize the teaching content and process， improve the students’ learning effect and participation， and also provide a teaching reform idea and direction for software application courses.

Key words： BOPPPS; teaching mode; numerical modeling; underground structure; software application