基于BOPPPS模型的“概率統計”翻轉課堂教學模式研究

張定海,趙有益,史戰紅,秦麗娟,楊習清

(甘肅農業大學 理學院，甘肅 蘭州 730070)

0 引言

以互聯網為代表的信息技術的應用，給高等教育教學方式帶來了巨大變革.翻轉課堂是一種新的、有效的重構學習過程的教學方式.在教學中充分利用翻轉課堂有助于學生有效地完成學習目標.近年來在北美眾多高校流行的BOPPPS教學模型是一種有效的組織課堂教學的備課模式之一[1]， BOPPPS教學模型為翻轉課堂的有效實施提供了可行的框架體系.在大學本科教學中，“概率論與數理統計”課程具有獨特的地位.它是本科教學課程大綱規定的公共基礎課中直接與數據分析相關的課程，是培養學生數據思維和數據分析素養的入門課程，對學生今后在科研中正確地搜集、分析和理解科學數據具有重要的作用.通過分析翻轉課堂的內涵，結合BOPPPS模型構建了基于BOPPPS模型的翻轉課堂教學模型.以“概率論與數理統計”課程中假設檢驗第一節課堂教學內容為例，設計了基于BOPPPS模型的翻轉課堂教學案例，進行教學實踐，以期讓教師最大限度地掌握學生的學習情況，及時反饋并調整課堂教學效果，使教師更加注重學生對知識的理解和內化，最大限度地提高課堂教學效率.

1 基于BOPPPS模型的翻轉課堂教 學模型簡介

1.1 BOPPPS模型

BOPPPS教學模型最早是由加拿大教學技能工作組(The Canadian instructional skills workshop ,ISW)提出，目前已被超過33個國家引進和采用，并在全球100多所大學和培訓機構實施[2].BOPPPS教學模型將教學過程分為6部分，即引入階段(Bridge-in)、目標階段(Objective)、預評估階段(Pre-assessment)、參與式學習階段(Participatory Learning)、后評估階段(Post-assessment)和總結階段(Summary).

(1)引入階段

引入階段的主要目的是激發學生對要學習的教學內容的興趣.這一部分可以使用的教學策略主要包括以下幾個方面：①提出與教學主題相關的問題或案例；② 講述與教學主題相關的故事；③ 提供引人入勝的介紹或不尋常的事實等.在設計教學引入時，應特別注意引入部分必須與教學知識點和教學目標具有很強的邏輯關系.

(2)目標階段

課堂教學的目標是指教學活動要達到的預期效果，要從認知、情感、技能三個角度來確定目標.在教授新知識之前，教師要把課程的關鍵知識、學習價值、獲得的能力等教學目標明確傳達給學生，讓學生清楚地了解學習的用處.

(3)預評估階段

通過預評估階段，教師可以了解學生的興趣和能力，然后調整內容的進度和深度.對于學生來說，他們可以通過預評估來表達他們對預習的體驗并闡明預習過程中的疑問.小測驗、正式考試、家庭作業、非正式問題，甚至是討論和頭腦風暴，都可以達到預評估的目的.

(4)參與式學習階段

參與式學習是讓學生參與知識構建的過程.參與式學習可分為個人參與和團隊參與.開展參與式學習活動對教師的知識儲備、講解技能和現場駕馭能力提出了更高的要求.

(5)后評估階段

后評估的目的是了解學生的學習效果.教師需要對不同的教學內容采用不同的評價方法.后評估的形式主要包括課后作業、課后討論、課后測驗等方式.

(6)總結階段

在總結階段，教師要幫助學生總結課堂教學內容，整合學習要點，并為下一節課的內容做出部署.教師可通過總結教學或直接復習前面學習的教學內容.

1.2 翻轉課堂

有關翻轉課堂的研究大部分是基于皮亞杰和維果茨基的以學生為中心的學習理論[3-4]，翻轉課堂意味著將一部分傳統課堂上的內容放到課堂之外.翻轉課堂通常由兩部分組成，一部分是課堂內以互動小組為主要形式的學習活動，另一部分是課堂外基于互聯網的教學[4].在翻轉課堂中，教師不僅僅是要傳遞信息，更重要的是要幫助學生完成學習目標，而學生則需要對自己學習的全過程負責.由于課堂時間不是用來通過講課向學生傳授知識的，教師可以通過提問和指導學生的討論并與學生互動等方式解決學生提出的問題[5].因此，翻轉課堂有助于學生更深入地學習和共享對知識的理解，同時也可以為學生提供發展社交技能的機會.盡管翻轉課堂在許多不同的學科和世界各地的學校和大學中得到了實施，也取得了許多積極的教育結果[6]，但是翻轉課堂的局限性也引起了人們的關注，例如一些學生的自律性比較差，由此導致一些學生未能合理安排時間來理解課外學習的內容.解決這一問題的有效途徑是提高學生參與學習過程中的成就感，從而提升學生的興趣.

1.3 基于BOPPPS模型的翻轉課堂教學模型

BOPPPS模型和翻轉課堂的核心都強調要以學生為中心，關注學生發展的需求，讓學生全面地參與學習的全過程并及時獲取反饋信息[7].借助BOPPPS模型的框架，更加合理地分配教學內容，確定哪些內容應該從課堂中搬遷至課前的學習活動中，調整教師在教學活動中的角色轉變，優化教學的各個環節，設計出讓學生積極參與的教學活動并做出科學合理的教學評價.利用BOPPPS模型的教學模型并結合翻轉課堂的優點，設計了基于BOPPPS模型的翻轉課堂教學模型，如圖1所示.

該模型將整個教學過程分為3個階段：課前、課中和課后.課前階段首先要明確教學目標，教學目標要兼顧知識與能力、過程與方法以及情感態度和價值觀的塑造.其次，教師應該有針對性地發布課前學習資源并明確學習任務，這與BOPPPS模型的引入階段相對應，也是保證翻轉課堂成功與否的一個重要環節.當完成引導階段進入預評估階段，需要對學生的課前學習的情況進行測試以評估學生對課前知識掌握的情況，為后續課中的教學奠定良好的基礎.進入BOPPPS模型對應的參與式學習的課中階段，教師首先要設計一個很好的引入，引入可以通過提出使學生感興趣的問題，同學之間的互動游戲或創設與教學內容相關的情景等方式開展.隨后要圍繞設計好的引入組織學生開展參與式的自主探究，小組討論和匯報交流.在課中階段教師需要緊緊把握個人或小組的學習動態，針對可能出現的各種情況，做好有針對性的個性化輔導和答疑.匯報交流后教師還應該圍繞個人或小組出現的典型疑難問題進行答疑和總結，幫助學生對教學內容形成完整的體系，鞏固知識點.進入BOPPPS模型對應的后評估和總結的課后階段后，教師要通過課后作業、討論、拓展學習資源和測驗等方式檢驗學生的學習效果，并在此基礎上進一步總結教學內容，強化學生對教學內容的掌握.需要注意的是課后檢驗環節要能夠體現學生對知識的應用能力.當然對于學有余力的同學，教師也需要進一步提供豐富的課外學習資料供學生進一步延伸教學內容.

圖1 基于BOPPPS模型的翻轉課堂教學模型

2 基于BOPPPS模型的教學實踐

以“概率論與數理統計”課程中“假設檢驗”第一節的內容為例，開展基于BOPPPS模型的翻轉課堂教學實踐.

2.1 課前階段

根據提出的基于BOPPPS模型的翻轉課堂教學模型，設計了課前引導式學習指導表，見表1所列.首先應該明確教學目標，然后根據BOPPPS模型引入和預評估階段的要求，對學生先前學習的知識和本課所要用到的知識進行考察.此處以“女士品茶實驗”為例提出本節需要研究的問題，要求學生閱讀《從女士品茶談起》一書的第1-2章的內容.同時，為了能夠準確理解假設檢驗的基本思想，要求學生借助老師提供的微視頻自主復習《實際推斷原理》和《反證法》的相關內容.進一步，為了檢驗學生對第一章幾何概型的理解，增加了一個利用幾何概型解決女士品茶實驗問題的測試題目，幫助學生理解概率論部分和數理統計部分研究問題的思想和方法的不同，提高學生學習數理統計部分的積極性.在課前學習結束后，教師可通過課前學習指導表中的測試題目和成績掌握學生課前學習的狀況，及時調整課堂教學方案和課堂討論的問題的設置.

2.2 課中階段

一個有效的課前設計可以提升學生課堂學習和討論的投入度和關注度，為學生有效地完成課中階段的學習任務奠定良好的基礎.以“假設檢驗的基本概念和步驟”為例，課前的學習中讓學生掌握了反證法、實際推斷原理和初步的假設檢驗的基本思想.在課堂中，首先提出一個需要用假設檢驗的方法解決的實際問題，見表2所列，然后引導學生思考包裝機正常和故障的含義，引導學生需要通過樣本構建一個合理的區間去判斷包裝機是否正常.同時，引導學生考慮在構建接受域過程中置信度α的含義，指導學生理解假設檢驗可以解決什么問題以及假設檢驗的基本思想.同時，引導學生從思政教育中抓住事物主要矛盾的角度出發思考如何解決假設檢驗過程中存在的兩類錯誤.最后，總結假設檢驗的基本步驟并解決課前提出的“奶茶和茶奶”問題.通過一系列的設問和討論，在課堂中一方面為學生創造了問題情境，另一方面通過一系列的問題的探究過程激發了學生求知的欲望，為學生構建了假設檢驗的基本知識結構體系，幫助學生自覺地加強知識的學習和吸收.最后，通過思考問題為下一節課的學習創造了問題情境.

表1 課前引導式學習指導表

在課中參與式學習階段，教師應該特別關注小組討論學習的過程，對討論學習過程中學生勇敢的提問和對問題的思考要給與充分的肯定.同時，教師也應該對小組匯報過程進行點評，特別肯定學生積極的思考和對問題進一步探索的努力.最后，教師應該對本節學習的內容進行系統的總結，為學生搭建出本節的知識結構體系.

表2 課中參與式學習指導表

2.3 課后階段

為了進一步加強和鞏固課中學習的內容，需要教師督促學生完成課后鞏固式學習指導表中的內容，如表3所列，將課堂知識內化為學生的知識.這一部分主要通過以下幾個環節來實現.

首先，要求學生完成課后作業.其次，要求學生對課堂中例題取不同的顯著性水平下得到的結論不同進行思考和解釋.再次，要求學生閱讀教師給出的課后拓展資源.同時，在課堂論壇上對教師提出的兩個思考題進行全班的討論.最后，要求學生對教師本節課的講解進行評價.

表3 課后鞏固式學習指導表

3 結語

教學設計和教學實施的目標是學生通過教學過程最終取得的學習成果，即學生想要達到的學習結果是什么.為什么要讓學生取得這樣的學習成績呢，如何有效地幫助學生實現這些學習成果？翻轉課堂為教師實施教學提供了一種不一樣的視角.很多教師比較熟悉傳統的教學流程，但對基于翻轉課堂的教學過程感覺不好把握.本文利用BOPPPS模型的6要素，結合翻轉課堂的基本原理，設計了基于BOPPPS模型的翻轉課堂教學模型.同時以“概率論與數理統計”中“假設檢驗”第一節的內容為例，設計并實施了該教學模型.本文為教師在教學過程中正確實施翻轉課堂提供了一個較好的范例，可以幫助教師設計出科學合理的翻轉課堂教學方案.