基于BOPPPS與教研相長理念的《先進制造技術》教學模式探索

范增華　司馬中文

摘? 要：隨著工業制造技術的發展以及新的教學理念的出現，《先進制造技術》課程的教學模型遇到了新的挑戰。該文針對傳統教學模式下學生興趣不足、主動性低的普遍問題，以BOPPPS教學模式為載體，結合教研相長理念，提出基于BOPPPS與教研相長結合的《先進制造技術》教學模式。將“增材制造技術”教學環節分為6個階段進行教學實踐，可有效激發學生的主動性，拓展學生視野，提高教學效果。

關鍵詞：BOPPPS? 先進制造技術? 教研相長

中圖分類號：G642 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）07（b）-0102-02

根據《中國制造2025》強國戰略的行動綱領，我國要加快從制造大國向制造強國的轉變。作為制造業的基礎學科專業，機械設計制造及其自動化專業是普通理工科院校的熱門專業，其培育的機械設計制造人才是國家工業進程的重要組成部分。《先進制造技術》課程是理工科院校機械類專業的一門專業必修課[1]，主要講授現代設計方法及先進制造工藝技術。高校的傳統教學模式常以課堂講授和教材為中心，以教師理論講授與學生被動接受為主，一方面無法體現學生參與式的主體學習地位，另一方面難以掌握先進制造技術的最新科研發展動態。因此，傳統模式的教學活動降低了課程的教學效率，限制了學生參與課堂的主動性。

在制造業不斷轉型升級的時代，高校教師需不斷更新自身知識，把握學科專業前沿動態，將新型制造工藝技術融入教學環節，探索新型教學模式。該文將BOPPPS教學方法和模塊化教研相長的教學策略結合，以期調動學生的學習積極性，并掌握前沿制造工藝技術的研究成果。

1? BOPPPS教學模式

BOPPPS教學模式強調面向學習目標的評價體系，在教學過程中引導學習者主動思考、參與，通過教學反思評價學習者的目標達成度。BOPPPS教學模式將課堂教學劃分為6個階段，即導言（Bridge-in）、教學目標（Objective）、前測（Preassessment）、參與式學習（Participatory Learning）、后測（Post assessment）、總結（Summary）[2，3]。各階段課堂組織如下。

（1）導言（Bridge-in）。通過將與學生生活相關的興趣案例引入教學內容，如生活中的常識、國家重大新聞與政策、該領域知名高水平學術成果等，可有效吸引學生的注意力，激發學生的好奇心和主動學習的興趣。

（2）教學目標（Objective）。在導言引起學生主動學習驅動力的基礎上，教師明確地指出此次課程的學習目標，包括需要達到的知識目標、能力和素質目標。

（3）前測（Preassessment）。該教學階段首先進行前序評價，回顧與該堂課學習目標相關的前序知識。從教師引導前序知識回顧中，由學生主動思考如何才能實現教學任務，并由學生闡述解決問題的途徑和方法。教師可有效掌握學生對前序知識的掌握情況，以便對新知識的講解進行調整，達到有效教學。

（4）參與式學習（Participatory Learning）。該階段是整個教學進程的核心，該實施過程中要考慮讓學生先行展開實際學習、探索，教師觀察學生參與學習情況，進行指導，師生互動，保證課堂學習有效性。

（5）后測（Post assessment）。針對參與式學習階段的新知識傳授，由教師提出問題，學生通過個人陳述、小組互助的形式展示解答問題的步驟，并進行演示，以此測試學生是否已達到課程的教學目標。

（6）總結（Summary）。再次帶領學生回顧“導言（Bridge-in）”中提出的問題以及教學目標，對提出問題的進行有效解答，概述此次課程的知識點，強調重點、難點，布置作業，并告知下次課的教學內容。

2? 教研相長模塊化教學理念

站穩講臺是一名高校教師的基本素質，某些高校考核機制往往造成“重科研，輕教學”的現象，作為高等教育的兩大職能，教學和科研不能簡單割裂，應有機結合。錢偉長院士曾指出“教學沒有科研做底蘊，就是一種沒有觀點的教育”，具有科研學術背景的教師，對專業課程教學內容的理解更為透徹，對知識的把握也更為全面、準確，可使教學組織富有邏輯性，專業知識的講解易做到深入淺出，有助于學生的理解。此外，教研相長模式下教學內容不局限于既定教材內容，教師能將與教學內容相關的最新研究成果充實到課堂，彌補原有知識的斷層，創造教學知識的第一時效性，有助于與實際工業生產技術接軌，極大地引起學生的興趣。不僅傳授知識，也拓展學生的視野，以及培養其思考問題的方式[4，5]。

模塊化教學是指將課程中幾個并行的授課環節采用專題報告的形式開展教學組織，如《先進制造技術》課程中的“先進制造工藝技術”內容部分，其包含“高速加工技術”“增材制造技術”“微細加工技術”“表面工程技術”等，針對該部分內容的教學組織，可把每項技術點作為一個專題模塊，結合BOPPPS教學模式和教研相長理念，實現“教學帶科研、科研促教學”，提升教學質量。

3? 基于BOPPPS與教研相長理念的教學模式實施

現以《先進制造技術》課程中的“增材制造技術”為例，進行教學設計，力求體現目標導向和教研相長的教學目的。該部分內容是先進制造工藝技術的重要組成部分，顛覆了傳統的減材（如車削、銑削、磨削等）和等材（如鍛造、鑄造）制造工藝模式，是一種革命性的新型制造工藝技術，學生掌握該部分內容，能建立起新的設計思維，為增材制造工藝路線的制定打下堅實基礎。

（1）導言（Bridge-in）。教學內容導入伊始，首先結合國家重大戰略需求和國家重大事件，如嫦娥四號登月計劃、國產大飛機項目，引出其中所用到的關鍵復雜零部件，即航空發動機的噴油嘴，并介紹該零件的功能，及其對整個航空發動機的重要性。在此基礎上，提出問題——制造該零部件的工藝技術，快速獲取學生對新知識的注意力，引起共鳴。

（2）教學目標（Objective）。教師在該階段明確提出此次課的學習目標，以及所要掌握的技能。學習目標：運用分層技術解釋增材制造的基本原理;掌握增材制造常用工藝方法的加工原理和特點;了解典型應用領域。技能目標：基于一種增材制造工藝方法能夠完成產品的快速制樣設計。

（3）前測（Preassessment）。該階段主要回顧與此次教學相關的前序知識，并評價學生的掌握情況。回顧常用的機加工方法，如車削、銑削、磨削、刨削、鉆削、鑄造、鍛造，并依據材料去除特性對其進行分類。回顧激光熔覆技術的工作原理，并讓學生確認材料的增減性。由此掌握學生對相關前序知識的掌握情況，以便調控教學過程。

（4）參與式學習（Participatory Learning）。教師通過包含圖片和動畫的PPT課件，首先講解“增材制造的基本原理”，然后結合講解的分層制造原理，由學生陳述4種常見的增材制造工藝方法（立體光固化成型、分層實體制造、選擇性激光燒結、熔融沉積制造）的各自加工原理。教師針對學生的表述，對每種工藝方法補充實際應用案例，并引導學生對比不同工藝方法的特點，概要國內外學者的研究情況和典型應用領域。最后，給出綜述性參考文獻，加深學生的認識，極大地提高課堂的互動性。

（5）后測（Post assessment）。該階段主要是案例測試，鞏固所學新知識，并評價學生的掌握情況，進行教學反思。教師提供一個復雜零部件的制造需求，讓學生基于選擇性激光燒結的工藝方法，制定該零件的基本加工工藝路線，根據學生的陳述，教師可掌握學生對增材制造工藝方法的學習效果。

（6）總結（Summary）。再次回顧“導言（Bridge-in）”階段提出的噴油嘴零件的加工方法，并解釋增材制造技術對該零件加工的有效性。再次明確此次課程學習目標，概要核心知識點，布置作業（以一種增材制造工藝方法為例，探討影響成型加工的工藝因素及其影響規律，小組進行，撰寫論文，PPT匯報）。最后，延伸出下次課的教學內容。

4? 結語

教學實踐環節證明，基于BOPPPS與教研相長理念的教學模式可有效提高課堂教學效率，激發學生參與課堂的主動性和興趣。教師和學生在教學進程中能達到教學目標一致性，教學環節協同進行、重點突出。學生在主動獲取教學知識中，通過研究案例拓展視野，有助于學生形成科學的思維方式，激發教師的科研靈感。因此，基于BOPPPS于教研相長理念的教學模式能夠有效提高《先進制造術》課程的教學效果，對學生的高質量培養具有重要意義，也對其他理工課程教學起到良好的借鑒作用。

參考文獻

[1] 霍逸飛.先進制造技術的應用與發展趨勢[J].南方農機， 2018，49（23）：195-197.

[2] 楊昔陽，姚承佳.基于BOPPPS教學模型的數學實踐課堂教學[J].教育教學論壇，2019（7）：201-202.

[3] 陳元.基于BOPPPS模式的《網絡美工》有效教學設計[J].科技資訊，2019，17（2）：188-190.

[4] 肖井華，楊胡江，李海紅.探索課程教學與科學研究的融合，促進教研相長[J].大學物理，2014，33（6）：33-40.

[5] 王金發，王宏斌.寓教于研做學問 教研相長站講臺[J].中國高等教育，2014（7）：34-36.