OBE模式下BOPPPS模組在工程類課程教學中的應用

[摘要]在多年教學實踐的基礎上，依據車輛工程專業培養目標，結合汽車電子與控制課程的特點，以汽車電控對象為研究對象，構建基于項目式的適合車輛工程專業的BOPPPS模組教學模式。教學以學生為中心，以學習成果為目標，培養了學生的自主學習能力、創新意識和創新能力，達到成果導向教育（OBE）的目標，培養了滿足車輛工程需要的應用型工程技術人才。

[關鍵詞]OBE;BOPPPS模組;教學模式;汽車電子與控制

[中圖分類號]U46-4;G642.0[文獻標識碼]A[文章編號]2095-3437（2020） 02-0090-05

一、引言

工程教育是我國高等教育的重要組成部分。當前工程教育改革的核心就是要確保工科畢業生達到行業認可的既定質量標準要求，并以此作為培養目標和畢業要求進行逆向式本科教育。為滿足此要求，需要進行OBE教學模式改革。

汽車電子與控制是我校車輛工程專業必修的一門重要的專業技術課程，集理論與實踐于一體，目標是要把學生培養成能勝任電控系統構建、控制對象分析及改進的應用型人才。課程涉及的前序課程較多，理論算法抽象，物理概念眾多，還需學生具備單片機的編程能力。如何設置教學內容、方法，避免課堂呆板沉悶，提高學生的課程達成度，讓學生掌握汽車電子控制系統的開發流程，具備簡單汽車電子控制系統的開發能力，為以后學生從事汽車設計、試驗、研究等工作打下穩固的基礎，這對課程的設計來說是一項具有挑戰性的任務。

BOPPPS是北美高校推崇的一種教學模型，強調學生全方位參與式學習而不只是聽講，教師也要及時獲得學生的反饋信息，以調整后續的教學活動。教學過程分為導人（Bridge-in）、目標（Objective）、預評價（Pre-as-sessment）、參與式學習（Participatory Learning）、后評價（Post-assessment）和總結（Summarv）六個環節。與傳統課堂教學相比，BOPPPS模組著重強調教學效果（教學達到預期的效果）、效率（教學效果與教學投入比值高）和效益（教學能夠達到學生的需求），突出參與式學習的重要性，提升學生學習的自我效能感。

二、汽車電子與控制課程目標及內容優化

成果導向教育也叫能力導向教育，其要求學生在掌握課程基本知識點的基礎上，通過實踐環節鍛煉實際動手能力。BOPPPS模組強調學生參與式學習在教學活動巾的重要作用，教育思想從知識傳授型向培養能力型轉變。汽車電子與控制課程內容著重講解汽車電控對象仿真、分析及改進的基礎知識、基本概念，并兼顧汽車新型電控系統應用領域的前沿知識，力求以有效知識為主體，構建支持學生終身學習的知識基礎和能力基礎。在課程層面上，就知識體系而言，其重在使學生掌握汽車控制系統基本構成、系統控制的理論基礎，能利用C語言編寫基于飛思卡爾單片機的簡單的汽車電子控制程序的基本知識。就能力培養而言，其要求學生具有修正汽車電控系統參數、改進系統動態性能、簡單汽車電子控制系統的開發能力。就素質培養而言，其重在培養學生的自主學習能力、創新意識和創新能力，引導學生勤思考、能動手、善于與人交流的能力，從而使學生自主建立不斷演進的知識體系。

基于OBE理念，為配合畢業要求，我們對汽車電子與控制課程目標進行了優化設定，如表1所示。

為培養學生的C語言應用能力、電控系統的分析和改進能力、自動電控系統的開發和創新能力以及學生解決問題的能力等可遷移的關鍵能力，筆者團隊采用了項目式教學。所有教學內容要以項目為單位來編排，將大量知識點融入具體的項目之巾，如圖1所示。筆者把科研的內容引入課堂，并且不是簡單地舉例，而是從任務分析、設計思路、模塊劃分、關鍵環節解析等方面，按項目過程進行剖析，讓學生了解項目開發的基本思路和注意事項。

為培養滿足當今汽車行業需要的車輛工程、汽車服務工程專業學生，筆者所在團隊建立了“項目引導+任務驅動”的專業課程體系，以汽車為依托，以電控系統為主線，將課程內容分解成系統建模、連續系統特性分析、離散系統特性分析、系統改進、控制策略、電控系統程序生成共六個項目組織教學內容，將項目分解若干子任務，實現了項目性教學開發，重點介紹電子控制在汽車上的應用，并引入工程實際案例，做到了以鍛煉實踐能力為目的的理論教學與實踐教學的深度融合，培養了學生分析問題、解決問題和實際動手能力。在緒論課中，通過工程實例使學生對學習本門課程產生強烈的興趣。在講解每一章節內容之前都讓學生明確學習這部分內容的目標，以及在工程實際巾的應用情況;不斷給學生提出新問題，同時引導學生白己提出問題，讓學生帶著問題聽課;啟發誘導學生獨立思維、尋求正確答案，努力使學生做到舉一反三，靈活應用，鍛煉學生的分析能力和創新精神。

三、基于BOPPPS模組的課程策略分析

BOPPPS模組強調學生的全方位參與和及時的反饋與評估，通過參與，調動學生的學習積極性和主動性，進一步提高教學效果。本文基于BOPPPS的理念和方法，將其融人汽車電子與控制的課程巾，進行一些初步探索和嘗試，列舉如下。

（一）導入階段，抓人眼球

良好的開端是成功的一半。課程設置導入環節的目的在于吸引學生的注意力，增加學生的學習興趣，促使學生關注即將開始的教學內容。導入方式可以是多種多樣的，一個實際案例、最近的新聞時事、有趣的活動等，可以根據課程內容的不同靈活使用。比如在緒論課，引入一個啟動駕駛案例，以動畫形式介紹汽車電控系統的重要性，并留下一個問題：怎樣才能實現自動駕駛？同時告訴學生等學完本課程后，就能解答該問題，以此激發學生的學習興趣，讓學生帶著問題進入課程學習。模糊控制一節課，一開始引入人手動調水閥、調節水溫，讓學生理解什么是模糊控制。快速代碼生成一節，介紹當今汽車行業研發技術，讓學生了解快速代碼生成技術的必要性。

（二）目標階段，目的明確

教師用精練的語言闡明教學目標，即對象（who）、將學到什么或做到什么（Will do what）、在什么情況下（un-derWhat condition）、學到什么程度（hoWWell）。BOPPPS模組將課程目標分為記憶、理解、應用、創造、評鑒、分析六個層次。一般來說，目標設置得越具體、越量化，就越方便對學習效果進行評估。很多學生在考試完了依然在問：“這門課有什么用，這門課在講什么？”造成此現象的原因在于教學目標不明確。教師在上一門課的時候首先要講明該課程的“輸入”和“輸出”，該課程是解決什么問題的，并盡量精簡語言，用盡量少的語言總結各章的知識點。比如，項目l知識點總結為：系統傳遞函數閉環極點與虛軸之間關系影響系統穩定性;項目4知識點總結為：輸入量與輸出的偏差經過特定計算后作為控制量影響系統動態性能，控制量過大系統不穩定，控制量過小效果不明顯。總結知識點，把書講“薄”。講解課程主要內容，而不必面面俱到。非重點內容讓學生自己課后學習。學生課堂上掌握基本知識點，課下思考，在深入理解知識點的基礎上隨著知識面的擴充白己把書讀“厚”。

（三）前測階段，了解基礎

在正式授課之前了解學生的基礎知識和前導知識的掌握情況，進而調整授課的內容和深度，做到因材施教。可采用選擇、表決、提問、問卷、小測驗、討論等多種形式。問題設置應有代表性，可以是往屆學生的共性問題、容易混淆的錯誤、開放性的題目，這樣能使這節課的目標更明確、學生的學習興趣更濃，讓學生帶著思考深入學習。比如，在講解系統頻率特性時，先讓學生選擇信號在傳遞過程巾改變的是頻率、幅值，還是相位，因為這是大多數學生容易混淆的地方;在講解傳遞函數時，利用小測驗評測學生對拉斯變換的掌握程度，如果學生基礎較好，則直接應用拉斯變換，經過數學變換，引出傳遞函數概念;如果學生基礎較差，則花點時間講解拉斯變換由來及推導過程。

（四）參與式學習階段，讓更多學生參與

為了讓學生能深入思考，強化印象，應采取多種形式的師生互動、學生互動。教師上課時隨時提問，并稍微停頓，讓學生思考、回答問題，或者提出深入思考的問題，讓學生進行小組討論、情景模擬，即采用各種合理的教學策略來創造一個輕松活潑的學習環境，鼓勵更多的學生主動參與到教學環節，以適應多樣化的教學目標。部分內容比較難以理解，這時可以讓學生課前觀看教師提供的微課視頻。微課視頻要能吸引學生，視頻要能對知識體系進行合理梳理，化繁為簡，力爭把主要知識點講解透徹。在組織課堂活動時需要做到知識內化，采用盡可能豐富多彩的形式，引導學生發現問題、分析問題、研究問題、解決問題、總結問題。為真正做到以學生為主體，鍛煉學生的自主學習能力、創新意識和創新能力，為使討論效果達到最佳，教師應根據教學目的，提出討論題目和具體要求，指導學生通過圖書館、互聯網等方式搜集有關資料，撰寫項目小論文，準備匯報PPT。進行討論時，教師應鼓勵他們各抒己見，引導他們由淺入深，做到盡可能深入問題實質。如果學生沒有思路，鼓勵他們多和教師、同學交流，聽聽他們的意見。由于學生多為車輛工程專業，教師所設計的討論題目應與汽車新技術緊密相連，如自動駕駛模式下傳感器的選擇;PID參數的調節。不同教學方式的應用如表2所示。

傳統教學模式下的試驗多為驗證性試驗，為提升學生興趣，教師可以在課堂上指導學生完成驗證性試驗，緊接著組織學生分析試驗數據，并討論試驗的改進方案。設計性試驗由學生在試驗課完成。

（五）后測階段，目標考核

在課程即將結束時，對學生進行評估，考查學生是否達到教學目標，這稱為后測。相比課后作業，后測對課堂學習效果的評測更為及時。知識理解型的內容可采用選擇題或簡答題進行測評，應用分析型的內容可以采用簡答題進行考核，測評本身并不是課堂學習的目的，其目的在于促進教學過程的改進與完善，這對于教學目標達成度的評價至關重要。后測與前測對應，效果會更佳。比如，系統時域性能一節，前測時，讓學生先考慮如何衡量系統動態性能;后測時，讓學生利用所講內容進行解釋。

（六）總結階段，承前啟后

課程最后，總結課堂內容、安排延伸學習（課后作業、課外閱讀），預告下次課的教學內容并對下一次課堂教學所需要準備的工作提出要求，這既是對本次講課內容的小結，也是下次課內容的引言。這個環節多由教師講述，教師也可引導學生完成。為不打擊學生的積極性，應以表揚和鼓勵學生為主。

四、基于BOPPPS模組的教學設計

（一）課內、課外并重，與翻轉課堂結合

BOPPPS理論的核心強調反饋的重要性，參與式學習的本質是學生實時向教師反饋知識的掌握情況。如果內容較多，時間不夠，就需要進行教學的外延。課堂結束并不代表課程結束，要與翻轉課堂靈活結合。在OBE模中，學生是主體，學生對課程、教師的滿意度極其重要，而且對改善教學效果、調整教學過程等也有重要價值。學生在課程過程巾及課程結束后通過面對面、短信、留言、微博、0Q、微信、微助教等各種方式將對課程的意見、建議以及在學習巾存在的困難等信息反饋給教師，提出白己關于相關思考題的意見與看法，共享學習心得、進行相互交流，教師在線輔導，解答學生提出的問題，引導學生思考、學習。學生可通過課程巾心平臺對每節課及課程總體情況進行投票、反饋。教師依次及時反思教學過程巾所存在的問題，改進教學方式，并歡迎往屆學生再回課堂，檢查教學改進效果，充分體現BOPPPS提升學生主動性的優勢。筆者所在學校搭建了師生交流的平臺——課程中心，課程巾心的應用大大提高了交流效率，增加了學生參與教學交流的粘合度，充分體現了翻轉課堂倡導提升學生積極性的優勢。

（二）靈活應用，避免教學形式化

BOPPPS模組六個環節并不是固定不變的，由于課時、內容等原因，每個知識點均完整地采用BOPPPS模組巾的六個環節也是不現實的。在實際教學設計過程巾，可根據實際進行靈活調整，不一定每節課都要覆蓋全部環節，也不一定要嚴格按照BOPPPS模組順序進行。達到教學目標、提高教學效果才是BOPPPS模組的目的。比如，在系統改進一節，一開始，教師向學生提出一個問題“系統改進的本質是修改什么”，就將導人和前測合二為一。在參與式學習環節，切忌參與式活動流于形式，學生表面上參與了，但腦子沒參與，少數學生參與了，大多數學生在干別的。這時，教師可以考慮點名回答，回答正確加分;如果多次被點名，都不會也要扣分。小組討論或小組匯報時，讓學生自己給同組同學根據參與度打分，并給出理由，加上教師成績作為總成績。

（三）評價體系改革

為充分調動學生的積極性，在課程考核方式上我們也做了一些改革。建立以體現能力為核心的課程考核標準;按課程模塊考核，內容包括學生的知識、技能等。在此基礎上，通過考核提高學生的知識應用能力，使學生適應社會發展的要求。考核采取平時與期終考試相結合、理論與實訓相結合、技能與態度相結合、開卷與閉卷相結合、筆試與操作相結合、課內與課外相結合、白評與互評相結合的方式，考核內容注重知識的理解和應用，以提高技術應用能力和創新意識為主。考核增加了平時成績的比例。

五、結束語

課程實踐教學結果表明，OBE模式下以BOPPPS模組為途徑貫徹汽車電子與控制的教學活動過程中，學生的參與度大大提高，學生學會了獨立思考，能通過看微課、查文獻、討論等多種形式成為學習的主體;在和諧、創新、自主的學習環境中，學生的白主學習能力、創新意識和創新能力都得到了培養，學生勤思考、能動手、善于與人交流的能力得到了鍛煉，學生能自主建立不斷演進的知識體系，做到學以致用，正確運用所學知識來解決實際問題。

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[責任編輯：陳明]

[收稿時間]2019-03-30

[基金項目]湖北汽車工業學院課程建設與改革項目“基于OBE理念的‘汽車電子與控制課程改革”（JX2018026）。

[作者簡介]樊繼東（1976-），男，湖北十堰人，湖北汽車工業學院汽車工程學院副教授，主要從事汽車電子、汽車測試等相關領域研究、