基于BOPPPS+思維導圖的模塊化教學模式的應用

師路歡，李耀輝，張飛云

(許昌學院,電氣與機械工程學院，河南 許昌，461000)

伴隨著建校幾十年《電機學》課程教學也形成了較大的規模，凝練出了不少特色，1997年電氣與機械工程學院(前身物理系)為了培養人才的需要，設置電機電器專科專業，開設了《電機拖動》課程，師資、教學大綱、實驗設備、教學模式及教學方法等進入探索實踐建設階段，2002年設置電氣工程及其自動化本科專業也開設該課程，2017年專業認證的需要將此課程改為《電機學》和《電力拖動與控制》兩門課，授課人數從2002年至今共計1900余人.《電機拖動》在2013年通過驗收成為許昌學院優質課，《電機學》在2020年被立為課程思政樣板課程.

根據行業需求和學校應用型發展的定位的要求，深入實施OBE理念，電機學制定了知識目標、能力目標和素質目標.知識目標為各種電機的基本理論和分析方法等，能力目標包括通過課程的學習使學生掌握基本計算建模能力和將基本的電機知識運用到電氣領域相關項目的電路分析和電氣控制中，培養學生的實際動手能力和設計能力，能解決以電機為核心的實際工程問題；素質目標為思政育人目標，從不同的哲學角度幫助學生形成正確的世界觀、人生觀、價值觀，養成嚴謹、踏實、安全操作的工作習慣，培養創新思維意識和良好的職業素質，塑造工科學生的大工程觀.

1 創新要解決的問題

采用BOPPPS+思維導圖的模塊化教學方式來完成《電機學》的教學任務，BOPPPS教學模式圍繞教學目標開展教學，課前下達任務、推送資料；課中，可以實現對學生進行分組，更注重團隊互動，全員參與；課后，測驗功能檢測學生學習情況，開啟討論能讓學生把自己的心得體會，分享給其他學生.它以教學目標為導向、注重搭建增強學生參與性和互動性的平臺，增加與學生互動交流，及時準確了解學生對所學知識的掌握情況，在保證理論鋪墊的前提下，盡可能地減少學生的抵觸心理，引導學生自主學習.

思維導圖學習模式[1]，在學習過程中建立思維導圖框架，清晰地將電機學課程中的主要知識及其之間的關系表現出來，形成放射性思維系統圖，采用“圖文并茂”的方式，幫助學生梳理課程的主要內容與重難點，進而提高學生的思維能力和知識點的記憶能力，最終實現高階性的升級、創新性的提升、挑戰度的提高.

模塊化教學，在學生實習過程中，教師需要根據學生實施的具體步驟和細節有針對性的提出建議，避免學生犯方向性錯誤，避免學生出現畏難情緒.這種教學方法，可以培養學生自學能力和獲取信息的能力，學生通過自己的努力，屢敗屢戰，一次又一次的查找問題，最終解決問題，進而提高學生對該課程的認同度.

2 創新過程

2.1 優化的教學目標

電機學開設在第4學期，學分4分，64學時，在此之前學生們已經學習了《高等數學》《大學物理》等課程，在此之后學生要學習《電力系統分析》《電力系統繼電保護》等專業課程，在這個過程中電機學起到了承上啟下的作用[2].但是學生往往對學過的課程出現考過即忘，學過仍不會用的現象，本門課程在授課過程中為了避免出現這種現象，采用學中做、做中學、學會做、學做結合的思路.所以，這門課的采用線上線下相結合，基于任務的教學模式.即以綜合職業能力為目標，以情境為主題，以任務為載體，讓學生達到真學真做.將知識元素和思政元素融合在任務當中，進一步培養學生的家國情懷、職業素養、工匠精神，由此本門課程為了達到向學生傳遞專業知識的同時并樹立正確的世界觀、價值觀的目的，通過畫龍點睛式、專題嵌入式等方法，實現寓道于教、育德于教、寓教于樂的目的.

2.2 教學內容重構

為了達到教學的目標，對教學內容進行了重構如圖1所示.把整個電機分成四大模塊，分別是結構模塊、原理模塊、控制模塊、應用模塊.相較于傳統的直接將知識點分成交流模塊和直流模塊，只能是局部的問題教學，學生對局部知識掌握較好，不能從宏觀上掌握電機的本質.內容重構是基于設計元素將結構、基于結構講原理、基于原理講應用、基于應用將維護，四個模塊既相互獨立有不可分割，將直流電機和交流電機各個部分有機的融合在一起，構造大電機理論，將各個模塊劃分為不同的子模塊，再根據學生的層次和授課的學時來合理地分配和選取子模塊的教學，讓學生從本質上、更高的角度、更深的層次去了解和分析電機，有利于學生對知識的掌握和應用.

圖1 內容重構

2.3 創新的教學方法

在整個教學設計過程中，突出教師和學生之間互動，采用線上和線下相結合、理論和實際相結合、以貼近生活的實際案例來引導學生自主學習[3-5].從而提升學生的自學能力、實踐能力和創新能力，進而實現學生能力螺旋式提升的結果.

課程采用BOPPPS+思維導圖的方法進行教學，包括三個教學情境：教師手把手學生照著做、教師提出思路學生學著做、教師放開手學生自己做，在重復的過程中逐步提升學生的能力.本門課程還設計了豐富的線上資源，通過學習通平臺，發布線上教學視頻、工作任務、作業以及測試等，為了達成素質目標的培養，緊緊圍繞立德樹人這條主線，利用線上線下相結合的方式，將課程思政案例發布到學習通中，學生可以通過線上進行學習，教學方法的融合如圖2所示.

在課前，教師提供課前預習的思維導圖構架，引導學生建立知識樹的“樹干”，提取關鍵知識點做成任務，下發到學習通中，把與此有關的生活實例和工程案例等資料通過學習通平臺推送，學生通過學習通接收推送的資料，進行線下自學、組內交流，實現教學內容基本學會.在課中，教師對學生的學習任務進行反饋，分析結果，師生之間共同討論，對重點和難點進行精準講解，隨后進行課堂測試，檢查學生知識點的掌握情況，實現教學內容的進階學會.在課后，布置作業，下達預習任務，通過學習通組織學生進行討論和分享，引導學生自主繪制思維導圖，對知識點進行梳理、凝練、完成對知識的比較、遷移和提升，在繪制思維導圖的過程中及時發現自己學習中存在的不足，有針對地彌補和強化，真正地做到知識自己梳理、規律自己尋找、問題自己發現.學生之間進行作業反思，教師通過線上和線下進行個性化答疑，對學生出現的問題隨時進行診斷，實現教學內容的創新應用.

圖2 教學方法的融合

2.4 評價體系的融合

構建多維的課程評價體系，豐富過程性考核，加入思政考核內容.將課程評價分成過程性評價、終結性評價、思政評價三部分，過程性評價和終結性評價都有線上和線下兩部分組成，線上在學習通中增加教師和學生的互動，線下小組討論，思政評價部分有競賽、科技創新等組成，這種多維度的考核從重視學生的基本素養入手，探索培養學生的綜合素質為目標，培養創新思維意識和良好的職業素質，塑造工科學生的大工程觀，使電氣專業學生成為具有實踐能力、創新精神、工匠精神的應用型人才.

3 效果分析

課程不斷探索教學改革方法，進過幾年的實踐取得了一定的成績，課程分別被確立為優質課程和課程思政樣板課程.

通過問卷調查學生認為改革后的教學手段和教學模式對課程學習幫助度很大，對老師的教學效果很滿意，如圖3所示，并且在學生在各種競賽中取得了豐收的成果.

圖3 幫助度和滿意度

通過電氣工程及其自動化專業17級和18級學生教學目標達成度對比圖如圖4所示，18級各個目標比17級都略有提高，說明改革的教學方法和手段基本合理，教學效果較理想.

圖4 達成度對比

電氣工程及其自動化專業的專業課還有《自動控制原理》《電力系統繼電保護》《電力系統自動化》等課程具有共同的特點，BOPPPS+思維導圖的方法進行教學能夠增加與學生互動交流，及時準確了解學生對所學知識的掌握情況，在保證理論鋪墊的前提下，盡可能地減少學生的抵觸心理，引導學生自主學習，提高學生的思維能力，提升學生對知識點的記憶能力，最終實現高階性的升級、創新性的提升、挑戰度的提高.