基于BOPPPS 模型和EduCoder 實訓平臺的大學計算機基礎課程智慧教學模式

韓秋楓，王鳳芹，呂 潔

（海軍航空大學 航空基礎學院，山東 煙臺 264001）

0 引 言

隨著人工智能、大數據、云計算等計算機新技術的普及與發展，如何更好地培養大學生的信息素養越來越重要。大學計算機基礎作為大學生所接觸的第一門計算機課程，如何上好第一門計算機課程，讓學生更好地進入計算機的世界，更好地在計算機的海洋里暢游，是我們當前計算機課程教學必須要做好的第一步。

BOPPPS 教學模型是北美高校教師技能培訓過程中推崇的一個教學模型[1]，強調學生的參與性和及時的教學反饋。EduCoder 實訓平臺是一個由國內知名高校、產業聯盟和大型企業共同發起的新型信息技術工程教育平臺，將實訓任務設置成游戲關卡的模式，且支持實時的學習反饋。利用EduCoder 實訓平臺進行教學，有助于提高教學效率和學生的學習積極性。

1 現狀與問題

通過近兩年的教學實踐及文獻研究可以發現，大學計算機基礎課程教學目前主要存在下列問題。

1）知識點多，概念多而龐雜。

大學計算機基礎作為計算機的一門基礎入門課程，幾乎羅列了計算機專業的所有專業課程，如計算機操作系統、計算機硬件技術、計算機網絡等，教材中大部分章節都可以作為單獨的一門計算機專業課程來講授，必然會導致涉及的知識點和概念比較多，學生理解有難度。

2）對Python 語言要求高，學生練習時間少。

本門課程兼顧計算機基礎知識和計算思維，選擇Python 作為實踐語言，在各章節的內容介紹中都穿插了Python 程序，以更好地讓學生理解所講內容。對于幾乎沒有接觸過計算機編程語言的大一新生來說，存在一定的畏難情緒，且課外練習時間相對較少，對Python 語言的掌握情況不理想。

3）學生參與度低，沒有真正理解所學知識。

介于大學計算機基礎課程知識點多、概念龐雜等特點，大多數的課程教學還是采取教師講授與學生聽講的模式，教師授課內容多，學生消化吸收不了，掌握知識不透徹，接受知識方式過于被動。授課過程中，教師沒能及時收集學生的反饋，按照設想的進度完成教學，即學生沒有真正地參與教學活動中。

4）學生創新性低，計算思維沒有得到較好的培養。

針對所學知識，學生較難做到“舉一反三”，如在講圖靈機時，較少有學生能設計出較完整的圖靈機規則；在學完計算機硬件系統相關知識后，學生很難較完整地復述出指令的執行過程，計算思維沒有得到好的培養。

2 智慧教學

文獻[1]中提出智慧教育的基本內涵是通過構建智慧學習環境，運用智慧教學法，促進學習者進行智慧學習，其核心就是培養學生解決問題的能力和創新能力。智慧教學就是運用智慧教育的思想，以培養智慧型人才為目標，培養學生的21 世紀生存技能、批判性思考和解決問題能力、溝通與協作能力、創造與革新能力[2]。教師應盡可能給學生構建智慧學習環境，靈活運用多種教學方法進行智慧教學，注重提高學生解決問題的能力和創新能力，不只是傳授知識。智慧教學模式依托國防科技大學的大學計算機基礎MOOC 課程，借助較流行的BOPPPS 模型和EduCoder 在線實訓平臺進行構建，強調盡可能為學生構建智慧學習環境，強調學生的參與性和教師對學生學習情況的及時反饋。

3 BOPPPS模型與EduCoder實訓平臺

BOPPPS 模型將知識點教學過程劃分為引入（Bridge-in）、目標（Objective）、預測（Preassessment）、參與式學習（Participatory learning）、后測（Post-assessment）和小結（Summary）6 個部分，簡稱BOPPPS[3]。

引入環節主要是吸引學生的興趣，激發學生的學習動力，建立新知識與學生已有知識之間的聯系；目標主要為教師和學生充分了解本節課所要達到的教學目標，有了目標才能不迷航；預測也稱前測，主要讓教師充分了解學生的已有知識水平、學習習慣等，以便教師及時調整教學內容、教學方法等；參與式學習是BOPPPS 模型最核心的部分，鼓勵學生全方位地參與教學學習過程中，甚至鼓勵學生教學；后測主要測試通過學習學生是否達到教學目標，也便于教師及時獲得教學反饋信息，來進一步地調整教學；小結主要為教師總結知識點和學生評估自己的學習效果，好的總結是一節課的點睛之筆。不難發現，及時反饋和學生的全方位參與是BOPPPS最大的特點。

EduCoder 實訓平臺（www.educoder.net）是一個面向計算機類的互聯網IT 教育和實戰平臺，為全軍大學計算機教改支撐平臺，主要優點在于學生可以隨時隨地動手實訓，平臺可以實現自動測評實訓任務、實現技能統計等；教師可以根據教學內容需求，給學生提供循序漸進的實訓任務，幫助學生快速提升實戰能力，同時平臺可為教師提供教學活動分析報告等，便于教師及時了解學生的學習情況。

4 基于BOPPPS模型和EduCoder實訓平臺的智慧教學模式

本教學模式基于BOPPPS 模型和EduCoder實訓平臺，主要分為引入新知、明確目標、知識前測、知識探討、任務實訓、知識后測和課堂小結，共7 個教學環節，如圖1 所示。

圖1 基于BOPPPS 模型和EduCoder 實訓平臺的智慧教學模式

4.1 引入新知

引入新知環節，教師不僅要緊密聯系生活實際，還要緊密聯系學生已有的經驗知識。好的開端是成功的一半，引入新知要能激起學生的求知欲和學習興趣。學生有了主動探索知識的欲望，才能全身心地投入到學習中，如在講授數據庫模型的設計中，提出跟軍隊學生緊密相關的飛行管理系統的數據庫如何設計。

4.2 明確目標

教學目標的確定，需要教師精心指定。教學目標既要根據教學大綱的要求，又要結合學生實際，應是學生跳一跳能摸得著的目標。指定教學目標前應充分了解學生的知識水平，且表述方式應以學生為中心，目標應該是具體可操作的，如在講述計算機網絡知識時，其中一個目標為可以解釋說明Internet 與Intranet 的異同。

4.3 知識前測

知識前測的方式可以有多種，如測試題、回顧提問、小組討論匯報等。問題的組織要緊密結合本節課的教學目標。知識前測也可以在課前完成，通過發放調查問卷或者在考試平臺布置練習題目的方式。課前教師可以布置一些學習任務，如看MOOC 視頻某一部分，或查閱資料等，前測內容要結合學習任務。通過前測，教師及時地整理出學生的已有知識情況，及時調整課堂教學設計、方法策略等，如在講授計算機新技術之前，讓學生查閱大數據和人工智能的資料。

4.4 知識探討

知識探討環節可由教師講授，也可以是教師課前提出問題，讓學生通過小組匯報等形式解決問題。知識探討環節重點解決本節課的重難點，突出學生的參與性。教師首先要把握好重難點，以及通過什么方式高效地解決重難點。知識應該層層遞進地呈現，教師可以設計一些遞進的問題。知識探討環節強調學生的參與性，重視師生互動和生生互動的高效性，如在講述計算機網絡時，始終圍繞計算機A 和計算機B 是如何進行通信的，需要哪些軟件和硬件這一系列問題進行逐層研討。

4.5 任務實訓

實訓任務的布置可以借助EduCoder 實訓平臺，教師可以根據教學目標選擇或建立合適的實訓任務，也可根據不同學生的學習情況，布置難度不同的實訓任務。教師通過教師頁面可以實時查看到學生做任務的情況，以便及時調整實訓任務。實訓任務也可以課前先布置下去，讓學生有所思考，也可以留給學生課下完成。在大學計算機基礎——計算思維實踐課程中有Python編程基礎、Python 面向對象編程基礎、典型應用問題求解、信息編碼與數據表示等7 個專題和上百個實訓任務。

4.6 知識后測

知識后測可以采取測試題、小組研討匯報、調查問卷或考試平臺等形式，如調查問卷可以問學生這節課學到了哪些知識，喜歡哪些知識，是否喜歡教師的教學方式等。后測應該緊緊圍繞教學目標，突出重難點，讓教師和學生及時掌握學習情況，教師更好地把握后續的教學，學生也更了解自己的學習情況，有針對性地查漏補缺，如在講述數據庫的設計時，可將武器裝備管理系統的數據庫模型設計作為后測。

4.7 課堂小結

課堂小結是畫龍點睛之筆，可采用概念圖、交流反饋、師生評價等形式進行總結。總結時要注重知識點之間的聯系，可以將整門課程或者一章的內容畫成一個概念圖，每次課總結時擴充完善概念圖，這樣學生更好地把握整門課程的脈絡，也更有利于學生將新識與舊知相聯系，如計算機網絡這一章的總結可以借助圖2 概念圖總結。

另外，教師和學生的課后反思也是重要的一部分。

圖2 計算機網絡章節概念圖

5 教學模式實施效果和要點

2019 年2 月至2019 年5 月，針對本校2018級某專業29 人教學班次，進行了基于BOPPPS模型的智慧教學模式試點，采用了國防科技大學的大學計算機基礎MOOC 視頻、網絡考試平臺等智慧資源，教學效果較往年好很多，其中Python 程序設計題目成績比往年平均成績高出50%。課程結束后進行了問卷調查，其中全部學生認為教學方式新穎，參與度高，學習效果較好；28 人認為明確了本門課程的重點和難點，學習本課程后對其專業學習和日常生活有較大幫助。從課程成績也可以看出，該班次學生整體成績和程序設計題目成績都較好。下一學年的大學計算機基礎課程教學打算借助EduCoder 實訓平臺進一步提升教學效果。

基于BOPPPS 模型和EduCoder 實訓平臺的智慧教學模式強調的是學生的全程參與性和對學生學習情況的及時反饋，充分利用各種信息資源，如MOOC 視頻、網絡教學實訓平臺、考試平臺等，如條件允許，也可以利用微信、網絡問卷等及時地反饋交流。

教師應精心設計教學內容和教學環節。教學內容盡可能貼近生活實際和部隊需求，提高學生解決問題的能力。各環節的教學內容應該是層層遞進，承上啟下的。每個教學環節都應考慮學生的參與性，根據學生不同的反應情況，應該有不同的預設、教學策略的調整等，精心設計每一教學環節。學生的參與性不是簡單的回答問題，而是要讓學生在學習的過程中有所思考，有較強的原動力。教師可將學生課堂參與性作為過程性評價重要的一部分，提高學生的參與積極性，多鼓勵學生。

教學過程中應注重多方面、多角度收集學生的學習情況，全方位關注每一名學生的學習情況。教師要根據實時的反饋情況，及時調整教學內容或給予必要的支撐材料等。這對教師的要求比較高，要求教師精心備課并充分準備多種課堂預設。

6 結 語

在大學計算機基礎的教學中，由于其知識點多，但系統性較強，知識點之間緊密關聯，因此應始終圍繞“信息表示和信息處理”這一主線，使教學內容形散神不散。合理運用相關MOOC課程、BOPPPS 模型、EduCoder 實訓平臺和考試平臺等，注重學生的參與性和學習情況的及時反饋，能更好地提高教學效果，提高學生的解決問題能力和創新能力。