改良式BOPPPS智慧教學模式在數(shù)據結構課程教學中的探索與實踐

中圖分類號：G434文獻標識碼：A論文編號：1674—2117（2025）14—0109—04

2023年12月15日，教育部副部長吳巖在世界慕課與在線教育大會上表示：“高等教育數(shù)字化要‘開辟新賽道，尋求新突破'。高等教育智慧階段要實現(xiàn)教育理念、教學模式的整體性變革，賦能學習者全面發(fā)展，形成教育全新生態(tài)?！敝腔劢逃切畔⒓夹g與教育的融合，利用信息化技術拓展和提升傳統(tǒng)教育的模式和方法，助力學生全面掌握專業(yè)綜合知識，提升專業(yè)素養(yǎng)?！皵?shù)據結構”課程主要內容為基本數(shù)據結構及常用算法。在教學過程中，除了要求學生掌握基本理論知識，還要啟發(fā)學生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學生的計算思維能力。筆者所在學校自2005年開設該課程以來，每學期定期開展“教-學-評”活動，并且進行問卷調查，調查結果反映出傳統(tǒng)教學的三個“痛點”問題： ① 知識點多，基本運算多； ② 內容抽象，算法難度大； ③ 基本運算、基本算法難以運用。因此，在“智慧教育+”環(huán)境下，筆者優(yōu)化BOPPPS模型，重構教學流程，探索多元化教學方法和評價方式，構建了線上線下BOPPPS智慧教學的新模式，以期有效解決“痛點”問題。

改良式BOPPPS智慧教學體系設計

筆者針對課程“痛點”問題，結合該課程理論性強、系統(tǒng)性強、應用性強的特點，及行業(yè)對新工科人才的培養(yǎng)要求，確立了“以學生為中心，以結果為導向，以任務為驅動，以能力培養(yǎng)為目標，構造生師學習共同體”的教學理念。BOPPPS教學模型以教學目標為導向，以學生為中心，設有六個教學環(huán)節(jié)，即導人（Bridge，B）、目標（Objective，O）、前測（Pre—assessment，P）、參與式學習（ParticipatoryLearning，P）、后測（Post—assessment，P）和總結（Summary，S）。筆者依據教學實踐對BOPPPS模式的六個環(huán)節(jié)進行調整，增加了在線學習（OnlineLearning，O）環(huán)節(jié)，采用“課前-課中-課后”智慧聯(lián)動教學的方式重構教學流程，梳理課堂思政，探索多元化教學方法和評價方式，構建了OBOPPPS線上線下智慧教學模式，如下頁圖所示。

OBOPPPS智慧教學模式實施

筆者將OBOPPPS智慧教學模式在學校的信息管理與信息系統(tǒng)、醫(yī)學信息工程、物聯(lián)網工程三個專業(yè)的課程中實施。下面，以“數(shù)據結構”課程中的《排序算法》一課為例，介紹具體的教學環(huán)節(jié)。[s]

1.學習通助力課前學習

課前學習主要包括在線學習、導入、目標、前測。學生在課前通過學習通平臺了解學習任務，進行在線學習、課前測試；教師通過后臺數(shù)據了解學生的學習進度、目標達成度、學習需求以及偏好，及時調整教學策略，進行精準教學。

（1）在線學習

課前，教師在學習通平臺發(fā)布學習任務，推送精品慕課、公眾號文章等多種數(shù)字學習資源，學生通過自主學習了解各種排序算法的基本思想。

（2）導入

在上課的前一周，教師發(fā)布與課堂主題相關的討論“網購時商品的排列順序是怎么形成的？”，借助案例引起學生的求知欲，同時發(fā)布算法發(fā)明者的生平事跡，讓學生體會算法的魅力。

（3）目標

教師通過學習通發(fā)布學習目標（如下頁表），讓學生明確學習排序算法的意義，明確應掌握的基本知識點，明確利用所學知識能完成的實踐任務，并有意識地提升個人素養(yǎng)

（4）前測

在開始線下課堂之前，教師在學習通平臺發(fā)布測試題（全部為客觀題，題目難度較低，主要考查學生對基本的算法思想的掌握程度），并引導學生進行討論，以了解學生在線學習中的困惑，以及對知識點的掌握程度。

2.雨課堂融入課中教學

線下課堂強調深度，教師通過“串項鏈”講授課堂重難點，通過雨課堂進行提問、彈幕、投票、測驗等課堂活動。學生如有疑問可以進行標記，教師根據學生的學習情況，及時調整教學進度，從而避免了“教”與“學”的分離，解決了傳統(tǒng)教學形式單一，課堂平淡、沉悶的問題。線下課堂活動主要包括參與式學習、雨課堂后測、課堂總結。

（1）參與式學習

參與式學習是教與學的重要環(huán)節(jié)，學生只有積極參與課堂學習，才能對所學知識有更深層次的理解。參與式學習主要在線下課堂進行，通過師生互動、生生互動完成?！杜判蛩惴ā芬徽n采用“半翻轉式”的教學方法組織課堂教學。課堂中通過一系列教學活動，如頭腦風暴、分組討論、小組競賽等，激發(fā)學生的學習興趣，使每一位學生都能積極參與。

例如，在課堂中，教師請四個小組各派一名成員講解插入排序、希爾排序、冒泡排序、快速排序的基本思想，接著進行生生互動以及師生互動，最后教師解答學生的疑惑。教師通過雨課堂的投票功能，結合綜合講解和回答問題兩個方面，選出最優(yōu)組別。

又如，在課堂中，師生共同分析算法的時間復雜度，并且采用了多種教學手段。首先，利用雨課堂進行小組討論，分析“希爾排序算法為什么是不穩(wěn)定的？”，然后通過舉例的方式與直接插入排序相比較，讓學生感受希爾排序與直接插入排序時間復雜度的差異。學生將演算過程寫在紙上，并拍照上傳到雨課堂，然后教師公布正確的答案。其次，進行頭腦風暴，教師設置問題，如“希爾排序先進行分組，組內采用效率更低的直接插入排序算法，為什么它的時間復雜度還更低呢？”，并通過雨課堂隨機挑選學生作答。學生回答如有不足，教師則進行補充。再次，教師引導學生進行案例分析，并指出“在冒泡排序算法已經正序的情況下，算法仍要繼續(xù)進行，如何解決該問題？”。最后，教師通過提問“快速排序和冒泡排序最壞時間復雜度相同，為什么快速排序更好？”啟發(fā)學生進行深度思考。

（2）雨課堂后測

課堂后測是為了檢驗學生的學習效果，在參與式學習后，教師利用雨課堂的答題功能進行隨堂測試，發(fā)布5道選擇題。題目設置為中等難度，每題設置1＼～3分鐘的答題時間。通過答題數(shù)據教師可以了解學生對本節(jié)課知識點的預期教學目標是否達成，并對薄弱部分進行補充講解。

（3）課堂總結

在課堂總結環(huán)節(jié)，教師利用思維導圖梳理本節(jié)知識點，并讓學生進行總結和補充，使其充分參與到學習過程中。

3.大數(shù)據驅動能力提升

布置課后任務的目的是進行查缺補漏和能力提升，通過分析學生在學習平臺上的行為數(shù)據，挖掘學生的學習難點、學習興趣，以及在學習過程中存在的潛在問題，并針對性地制訂干預措施。它主要體現(xiàn)在兩個方面，即學習通后測、課后總結。

（1）學習通后測

學習通后測安排在課中和課后兩個階段，課中后測難度中等，課后側重于高階知識和難點知識。教師會在學習通平臺發(fā)布兩種類型的作業(yè)：一種是知識測試，包括選擇題、填空題、算法設計等類型；另一種是綜合的實踐任務，該任務以項目為主線，在教師的引導下以小組合作的形式完成任務。例如，學生通過查閱資料，自主完成項目的數(shù)據結構設計算法設計存儲設計代碼設計工作，完成后進行系統(tǒng)測試、運行，最后以程序和項目報告的形式提交。

（2）課后總結

教師不僅要對知識點進行梳理、總結，還需結合學生的學習數(shù)據、知識掌握情況進行針對性改進，逐步完善教學設計。學生也需對本單元的知識進行總結歸納，撰寫學習筆記。

教學效果

1.泛在學習模式逐漸形成

在“智慧教育 +”環(huán)境下，本課程利用智慧教學工具打造了泛在化學習空間，學生可以隨時隨地進行個性化、自主化的學習。在學習基礎知識的同時，還可以通過教師推薦的學習資源了解學科前沿等，學習的深度和廣度得到提升。

2.學生學習行為逐步改善

OBOPPPS學習模型的七個環(huán)節(jié)是一個完整的閉環(huán)，所有學生都能夠積極主動地進行線上學習，任務點的完成率達到 97% ，線上測試的及格率達到了 96% ，線下課堂的專注度也有了明顯的提升，學生逐漸養(yǎng)成了自主學習的習慣。

3.學生學習能力穩(wěn)步提高

在教學中，以問題為導向，將理論知識與具體案例相結合切實提高學生解決實際問題的能力，學生遇到問題可以應用所學算法靈活解決。

4.多元教學評價體系日漸 完善

基于OBOPPPS智慧教學模式的評價系統(tǒng)，更加重視學生的參與，形成全面動態(tài)的評估體系。評價分為總結性評價和過程性評價，過程性評估主要涉及在線學習進度、考勤、小組活動、項目實踐、線下課堂學習，總結性評價主要是期中和期末考試。

結語

OBOPPPS線上線下智慧教學模式充分利用學習通和雨課堂智慧教學工具，營造了泛在化教學環(huán)境，利用智能技術將教學模式、教學過程、教學方法有機融合，創(chuàng)設了智慧學習情境，為學生提供了個性化的幫助及指導。

當然，筆者在應用該模式時也發(fā)現(xiàn)了一些問題： ① 智慧教學工具與線下課堂的融合，使學生參與課堂活動頻次增加，導致線下課堂時間不足； ② 教師要準備大量新穎的趣味性強的教學素材，以及一些更具有深度和廣度的學習資源，這就給教學工作帶來不小的挑戰(zhàn)； ③ 教師對智能教學工具不熟悉，導致信息化教學能力不足。后續(xù)，在“智慧教育 +ⁿ 的大環(huán)境下，筆者將充分地利用智能教學工具的優(yōu)勢，以學生發(fā)展為中心，以學生的學習效果為根本目標，持續(xù)改進教學方法。

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作者簡介：陳春燕（1981—），女，安徽蚌埠人，副教授，碩士，研究方向為醫(yī)學信息學。

基金項目：安徽省教育廳教育教學研究一般項目（2022jyxm986）；安徽省教育廳傳統(tǒng)專業(yè)改造提升項目（2022zygzts068）；安徽省教育廳線上線下混合式課程（2021xsxxkc170）；安徽省高校質量工程教學研究重點項目（2023jyxm0632）；安徽省教育廳“四新”研究與改革實踐項目（2023sx089）；教育部產學合作協(xié)同育人項目（231004546113428）。