“新工科”背景下復合式教學方法在課堂教育的應用

高揚 鄒丹 楊京帥

摘要：研究生教育在我國已經經歷了幾十年的發展，各個高校在人才培養和考核方面已建立了較完善的體系。隨著新的教學理念提出及多種教學方法的推出，各個高校在本科教育階段都進行了符合校情及專業特點的教學改革，作為培養更精更專人才的研究生教育也應與時俱進，對教學進行相應的改革。在當今教育部開展的“新工科”大背景下，如何讓工科研究生教育體現“新工科”的要求，如何將更優化的教學方法運用到實際課堂教學中去，是研究生教育中的大課題。本文根據工科專業課程特點，結合“新工科”的要求，探究在“新工科”背景下，應用融合了BOPPPS模型及案例教學法的復合教學法對研究生課程進行改革。

關鍵詞：新工科;課堂教育;BOPPPS;案例教學法;復合式教學法

一、提出背景

自2017年2月以來，教育部積極推進新工科建設，在2月20日，教育部發布了《關于開展“新工科”研究與實踐的通知》，希望各地高校開展“新工科”的研究實踐活動，從而深化工程教育改革，推進“新工科”的建設與發展。隨著新工科建設的推行，復旦大學、天津大學等60余所高校深入系統地開展新工科研究和實踐。與老工科相比，“新工科”更強調學科的實用性、交叉性與綜合性[1]。

教學方法的靈活運用是教學改革中非常重要的環節，在眾多先進的教學方法中，BOPPPS[2]教學法以清晰明了的課程結構設計受到許多教師的關注，該教學法源于加拿大，是ISW（Instructional Skills Workshop）工作坊所培訓的教學模式。強調以學生為中心，將教學內容切割為六個模塊，教師既可以按知識點實施10—15分鐘的BOPPPS微格教學，也可一節課就是一個BOPPPS流程。此種方法已經被國內外眾多高校廣泛使用[3-5]。

案例教學法由哈佛大學在20世紀創造。即圍繞一定的目的把實際中真實的情景加以典型化處理，形成可供給學生思考分析的案例，通過獨立研究和相互討論的方式，來提高學生分析問題和解決問題的能力。案例教學法在當今世界教學中被廣泛應用[6-8]。

對教學來說，這世上根本就沒有能在任何情況下都效果絕佳的必殺技，只要是模式或方法，都或多或少有令老師困惑，或無法發揮全部作用的時候。之所以要加起來用，是基于能夠便利的實現更好效果而言的。從有效教學（有效果、有效率）這個角度來看，復合式教學法更復合研究生教學[9-10]。

二、“新工科”理念在工科類研究生教學中的融合

教育部關于新工科建設中提出了“五新”概念，結合當前學科實際情況及對人才培養的目標，筆者提出工科研究生教學中的“五新”，以提高教學水平及質量。

（一）建立明確的課程教學“新理念”

作為教師，應該明確教學的目的是什么。是授人以魚，還是授人以漁？在教學理念上應從傳統的知識的灌輸轉變成教學是為學生的研究生涯發展奠定基礎。

（二）建立課程“新結構”

這個新結構分兩個方面，一個是教學內容結構，二是考核方式組成結構。首先內容結構按照“新工科”的要求進行調整，在打好基礎的前提下，注重當前專業的發展趨勢，要體現學科發展前景和方向。在考核方式上，由于是研究生教育，需要學生在學習過程中逐步獲得創新科研能力，因此考核方式，應以學生為主，貼近學生研究方向，以課促研。

（三）打造課程教學“新模式”

傳統教學是以老師講課為主，學生參與度低，這種灌輸式課堂效率比較低。有些教師講課完全照搬PPT，出現所謂的“水課”現象?，F今隨著全國高校各學科教學改革的發展，在課堂教學模式上可以引用美國的一些先進的教學模式和方法，比如：BOPPPS、翻轉課堂、同伴教學法、案例教學法等。這些教學模式在我國一些高校中獲得了較好的教學成果[2]，極大地提高了學生的學習效率及學習主動性，有效地提高了教學質量。根據研究生教學的特點，在眾多教學法中，BOPPPS教學法及案例教學法非常適合小班性質及專業性質的教學課堂。

（四）明確教學“新質量”

在“新工科”背景下需要重新定義研究生教學質量，這個“新質量”是能力?！靶鹿た啤钡娜瞬排囵B方向為經濟急需緊缺人才，能夠引領未來技術和產業發展的人才。

（五）架構工科研究是教學“新體系”

根據學校所屬層次以及人才培養體系，將教學結構進行優化，推進學校特色的工程教育辦出特色。

三、BOPPPS教學法及案例教學法的特點

BOPPPS教學法將整個教學過程切割成相互聯系、承前啟后的六個部分，其中可以靈活引入案例教學法，這兩種方法既有各自的特點，又可相輔相成。

（一）BOPPPS教學法模型

導言（Bridge-in）。激發學生好奇心，建立課程內容與學生之間的聯系，形式可以提出和主題相關連的引導性問題，如故事引入、問題引入、頭腦風暴等形式。

教學（學習）目標（Objective）。即在本節課程結束后，學生對所授知識掌握的一個預期。對工科類研究生來說應為在某些情境下能夠思考或者實現什么，這也是教學設計要達成的終極目標。好的教學目標需要具備清晰、具體、可實現等屬性。

前測（Pre-assessment）。進行課前摸底，可通過提問或測試等方式了解他們的知識儲備及實踐能力，從而對后續的教學安排可以做到有的放矢。

參與（Participation）。參與式教學，這是課程教學中的主體，要做到以學生為中心，讓學生盡可能參與到學習和教學過程中，要積極引導學生思考并解決問題。在實際教學中教學方法可以運用提問、辯論、案例教學研究等學生參與度高的教學方法。

后測（Post-assessment）。簡單來說就是對本次課程教學效果進行評估。在主體內容講授完畢后，教師需要對教學效果進行評價，通過提問、測驗等方式來掌握學生的學習情況，看看是否達到本次課程的教學目標。

總結（Summary）?？偨Y是對整節課程的一個梳理與回顧。

（二）案例教學法

案例教學法有一個基本前提假設，即學生能夠通過對這些過程的研究與發現來進行學習，在必要的時候回憶出并應用這些知識與技能。為使案例教學更有效，學習環境必須能為學生提供案例準備及討論案例分析結果的機會，且能面對面地討論或通過電子通信設施進行溝通。因此將案例教學法融合到BOPPPS中，BOPPPS設計中的前測就為課程順利進行做好了鋪墊。

案例教學法的特點有：

能有效培養學生獨立思考能力。傳統教學普遍是告訴學生如何去做，但是在實踐中沒有放之四海都適用的方法，這在一定程度上會損害學生的積極性和學習興趣。而案例教學法，則是讓學生自己去思考，去給出解決方案，通過課堂參與的方式，互相激勵，互相促進。

引導學生變注重知識為注重能力，傳統教學中學生學到了知識，并不意味著能運用知識。將課本知識轉化為實踐能力是案例教學法的優勢。

重視雙向交流。案例教學法注重學生在課堂中的參與性，因此在提出案例后，學生對案例進行分析，提出解決方案，這些方案也需要教師對其進行指導，在這個過程中不僅是學生在學習，也需要教師具有豐富的理論知識和實踐經驗，這也在無形中促進了教師的能力提升。

四、BOPPPS教學法及案例教學法在課堂中融合案例

實際課堂活動中，學生的關注時間及參與度，以及一堂課下來的“教”和“學”的效果都是對這節課程成功與否的判斷依據。

以《MATLAB與計算機仿真》課程中對優化工具箱的講解課為例，將案例教學法引入BOPPPS教學模式設計。

BOPPPS教學設計使得教學安排更加有條理性，運用多個小單元模式緩解了學生的疲勞感，提高了學生課堂的學習效率。案例教學法的融入，讓課堂更加貼近真實問題，激發學生的興趣。在參與式學習階段，結合了反轉課堂的基本教學思路，以學生為主體，老師拋出問題，要求學生解決。并抽選學生上臺講解自己的方案。老師針對學生解題中出現的問題進行針對性的講解，并在知識點的講解中重點針對出現的問題進行詳細介紹。

五、總結

“新工科”的研究生教育的目標是培養學生利用計算機技術、人工智能技術等方面專業知識，分析問題、解決問題的能力。本文結合BOPPPS模型及案例教學法，以“新工科”背景為依托，將研究生課程從傳統課堂教學面臨的學生主動性、參與度不高、實操較少等問題中抽離出來。以問題為導向，以案例為骨干，以學生為主體，通過模塊化設計課堂，強化課堂條理，增強學生參與度與實踐度，將有助于激發學生的學習興趣。

參考文獻：

[1]鐘登華.新工科建設的內涵與行動.高等工程教育研究，2017，03：1-6

[2]P.Pattison and R.Day.Instruction Skills Workshop（ISW ）Handbook for Participants.Vancouver，The Instruction Skills Workshop International Advisory Committee，2006：42-63

[3]Y.Yang，J.You，J.W.MDS，C.H.MDS，and L.S.DDS.The Effect of Microteaching Combined with the BOPPPS Model on Dental Materials Education for Predoctoral Dental Students.Journal of Dental Education，2019，83，5

[4]姜守芳，吳明玉，張鵬.BOPPPS模式在“交通工程”教學活動中的探索與實踐.黑龍江教育（高教研究與評估），2018，08：36-38

[5]陳桂友，張姣，王平，丁然.基于BOPPPS和LBD的單片機教學研究.電氣電子教學學報，2015，37，05：65-68

[6]朱林江，陳小龍，陸躍樂，陳翰馳.新工科背景下輕工技術與工程倫理的案例教學分析.發酵科技通訊，2020，49，02：121-124

[7]范東凱，孫鋒，郭棟.案例教學法在《道路交通安全》教學中的探索與實踐.教育現代化，2019，6，18：112-114

[8]項喬君，顧欣，馬永鋒，陳茜.“交通設計”課程案例建設及教學方法探究.東南大學學報（哲學社會科學版），2019，21，S1：143-145

[9]張楠，陳哲云，鞏玉璽，熊曉蕓，武曲，林孟達.混合式教學法在離散數學教學中的應用.西部素質教育，2019，5，03：111-113

[10]薛春艷.混合式教學法在工程制圖課堂教學實踐的研究.藝術科技，2018，31，05：253

基金項目：長安大學研究生教育教學改革資助項目（300103102229）;長安大學2019年中央高校“雙一流”引導專項資金本科教學建設項目（300104292209）

作者簡介：高揚（1982— ），男，漢族，江西吉安人，副教授，研究方向：移動機器人技術、人工智能與智能裝備。