以學生為中心OBE-BOPPPS 教學模式實踐＊
——以“誤差理論與測量平差基礎”課程為例

趙亞紅，周文國，江培華，張偉光

（華北科技學院建筑工程學院，北京 101601）

OBE（Outcome Based Education）成果導向教育由美國學者SPADY 首次提出，以學生為中心，學習成果為導向進行教學設計，并根據學生的學習反饋不斷改進教學設計，并很快得到教育界的認可[1]。自2013-06，中國被接納為《華盛頓協議》簽約成員，工程教育成為中國高等教育重要組成部分[2]。BOPPPS，即：引入（Bridge-in）、目標（Objective）、前測（Pre-assessment）、參與式學習（Participatory Learning）、后測（Post-assessment）和總結（Summary），強調學生在學習中充分參與，并獲得及時反饋信息，從而對教學活動進行調節，是一種教師可以用來評估教學設計有效性的工具[3]。

“誤差理論與測量平差基礎”是測繪工程專業一門專業核心基礎課程，要求學生具備一定的邏輯思維能力，能夠利用所學的知識分析并解決實際工程測量中數據處理問題，具有較強的理論性和工程應用性。但在傳統教學中存在教師講授為主，學生被動接受、參與度低、學生學習目標不明確，學習效果差等問題[4]，為了提高學生的參與度，激發學生學習主動性，在OBE 理念下，采用BOPPPS 教學模組展開教學。主要從OBE-BOPPPS 教學設計思路、教學實施過程、教學效果評價幾個方面進行了教學改革實踐。

1 OBE-BOPPPS 教學思路和理念

為了達到教學目標，激發學生的學習積極性，實現學生自主學習，培養學生根據實際工程分析問題、解決問題能力，以OBE 教育理念為核心，將課程教學目標分解為明確的、可達、可量測的學生預期學習產出，課程資源開發、學生管理、輔導等教學活動都要圍繞預期目標而展開，采用現代化智慧教學手段，按照有效教學模組BOPPPS 組織課堂教學，提高學生的參與度，實現“教師教為輔，學生學為主”的轉變。主要實施步驟如下。

首先將課程目標進行分解為章節目標，章節目標要明確、可量測。

接著利用雨課堂或超星“一平三端”智慧教學平臺，發布課前預習。課上知識回顧，通過知識回顧或工程實例實際，提出問題，引出本節課（Bridge-in，B），拋出本節課程的學習產出目標（Objective/outcome，O），根據以往的知識，進行課前測驗（Pre-assessment，P），遵循師生互動、全員參與原則，了解學生的學情，教學過程中通過師生互動、小組討論、小組搶答等形式設計參與式學習環節（Participatory Learning，P），通過后測（Post-assessment，P），測出學生學習目標達成度，然后進行小組總結，總結本節課程或本節知識點（Summary，S)。

最后通過課上學情分析以及課后作業等形式，對學習不達標的同學，采用分層教學法，重新下發學習任務以及作業，直到達到教學目標為止。根據學生后測、課后作業學習效果和課堂教學評價，反思教學過程中的問題，對教學設計不斷進行調整優化，持續改進。具體教學思路如圖1 所示。

圖1 OBE-BOPPPS 教學思路

2 根據課程大綱中的課程目標細化章節目標

在OBE 教育模式下，課程目標與畢業要求的指標點一一對應[5]，同時教師要根據課程目標通過一定的教學方法和教學評價完成教學內容，而有效的課堂教學設計有利于課程目標的達成。“誤差理論與測量平差基礎”是本校測繪工程本科開設的專業基礎核心課程，根據本校的應用型人才目標定位以及本專業畢業要求目標，確定本課程的6 個知識目標和2 個能力目標。

知識目標包括：①掌握誤差的基本理論知識，能夠判斷誤差類別，并能夠熟練應用誤差傳播定律；②掌握四種經典測量平差處理的理論方法；③能夠使用測量平差軟件進行測量數據處理；④能夠利用平差方法解決實際工程測量問題，并能夠進行精度評定；⑤能夠根據工程需要，選擇合理的誤差處理方法，并能夠確定點位誤差繪制誤差橢圓；⑥了解近代平差理論以及統計假設檢驗在測量數據處理中的應用。能力目標包括：①分析問題解決問題的能力；②邏輯思維創新能力。

在明確了課程目標情況下，將課程目標拆解為可量測的章節目標。如第五章條件平差，分解為知識目標和能力目標。

知識目標：能夠描述條件平差的函數模型；能夠判斷幾何模型中的必要觀測值個數；能夠根據幾何模型列立條件方程；能夠求得條件方程的解，并能夠評定解的精度；對應課程目標中二、三、四、五。

能力目標：具備一定的處理測量數據的能力，具備利用條件平差分析并解決實際工程測量數據處理問題的能力，與課程能力目標相對應。其他章節類似不再一一列出。

利用BOPPPS 有效教學模組，參照布魯姆目標分類法設定可量測的合理的學生學習目標。目標不可量測，目標太大太小，在后測階段均無法評價學生的學習達成度。因此學生學習目標（學生預期產出目標）非常關鍵。

3 基于OBE-BOPPPS 課程教學實施方案

教學改革的最終目的是提高教學質量，培養高質量的人才，而高質量的課程代表教育質量高，那就需要轉變傳統教學中教師滿堂灌，學生被動式接受的方式，需要教師進行有效的教學設計提高或吸引學生的學習興趣和熱情，提高學生的課堂參與度。BOPPPS 是一種幫助教師組織教學的工具，能從引入、設置學習目標、前測學情，組織學生參與學習，后測目標達成，課程小結幾個方面帶動學生的學習積極性，而得到廣泛的應用[6-8]。以本課程（第5 章5-1 條件平差原理為例）說明具體的BOPPPS 教學模組實施方案，如表1 所示。

表1 5-1 條件平差原理BOPPPS 教學設計

在教學實施的過程中，通過雨課堂智慧教學平臺，設置前測練習，實時根據學生的答題情況，了解學生對所學知識的掌握情況，有重點的講解本節課用到或關聯的知識點。根據前測以及引入提出的問題，可以拋出本節課的細化的可量測的學習目標，讓學生了解這節課需要掌握的內容，通過引導、提問、小組探討代表回答，上傳答案等形式讓學生參與到學習中，并針對學生的提交或者回答的答案，進行教師點評或者生生互評，通過后測了解全部學生的學習達成情況，根據掌握的學生反饋的情況，及時調整教學內容，最后對本節知識點進行總結，同時課后作業延伸。根據智慧教學平臺的學情數據，采用分層教學，對不達標的學生（設定一個閾值如80%，課堂或課后作業達成度占總分數的比例）重新下發學習任務，最終達到教學目標。

4 教學效果、評價

在信息化平臺助力下，以OBE 教育理念為核心，采用BOPPPS 有效教學模組，學生全員參與討論、問答、問卷等課堂活動環節，有效改善課堂氛圍，提高學生的參與度，教學全過程突出學習目標和達成度，使得課程學習目標與專業培養目標有機統一。從教學平臺數據雨課堂授課師生互動達到6～8 次，超星學習通平臺課程課件等資料日點擊量最高達400（班級學生50 人）。

教學結果更注重過程評價，將學生課堂討論、課堂習題、課堂測驗、實踐環節、作業等相關課程互動環節均納入到過程考核中，期末考試與平時成績占比均為50%。在考試試卷難度一致，考核方法一致的情況下，將2019 級與前兩屆學生（未采用BOPPPS 教學模式）的最終成績進行了對比分析，如表2 和圖2 所示。從表2 可以看出，在采用BOPPPS 教學模式下，學生的最終成績平均分數和及格率均有很大的提高，標準差有了一定的減小。從圖2 可以看出，2019 級學生成績分布更合理，表明采用BOPPPS 教學模式，學生的學習效果顯著提高。

圖2 近三年學生成績分布

表2 近三年學生成績平均分、及格率以及標準差

通過學習平臺數據及考試成績可以看出，學生的學習主動性和學習熱情有了一定的提高，學習效果較好。利用雨課堂、超星“一平三端”實現了學生的移動和學習再現，方便分析學生的學情以及目標達成情況。采用BOPPPS 教學模組，有效地提高了教師的教學質量和學生的學習效果，該種教學模式可以作為其他課程教學改革的參考。以上均是內部評價，還有外部評價如畢業生、用人單位等的評價，下一步將對進行課程教學改革的畢業生進行跟蹤調查。