基于應用型人才培養的材料類課程“BOPPPS+對分”教學設計與實踐

賈 換，李玉峰，馮 需

（1.西安思源學院，陜西 西安 710038；2.機械工業勘察設計研究院，陜西 西安 710000）

材料類課程教學對培養應用型人才運用理論知識解決實際問題的能力、創新能力、科學思維方法以及搭建整體知識結構具有奠基作用，能為地方經濟、社會建設服務。然而，材料類課程內容具有種類多、知識點多、知識結構變動大、知識邏輯性差等特點。BOPPPS教學模式由導言（Bridge-in）、學習目標（Objective/Outcome）、前測（Pre-assessment）、參與式學習（Participatory Learning）、后測（Post-assessment）和總結（Summary）6個教學環節構成。由于理論課時的限制，本研究針對應用型人才的培養目標，提出從“BOPPPS+對分教學”互動培養的角度出發，緊扣課前、課中、課后3個教學環節，充分利用雨課堂教學平臺的線上教學優勢，更新教學理念、創新教學活動、變革學習方法，呈現一種以學生為中心的新型教學與學習狀態[1-3]，使學生在有限的課堂教學時間內既能牢固掌握材料類課程的基礎知識，又能獲得較強的工程實踐能力和創新能力。本研究以“建筑材料”課程為例，在教學內容、教學對象、教學改革實施過程及教學評價等方面進行了具體的實踐與分析。

1 教學內容與教學對象

“建筑材料”課程是土木工程、工程造價、建筑學、工程管理等專業的必修課程，也是一門實踐性較強的專業基礎課，課程共48個學時（包括16學時實踐課），包含材料的基本性質、無機氣硬性膠凝材料、水泥、混凝土、砂漿、鋼材、墻體材料、高分子材料、瀝青及其混合料、木材等10個章節。針對“建筑材料”課程內容多、知識點多、涵蓋面廣，并且每章內容相對獨立、章節之間銜接性不強等特點，希望學生能從“被動學習”向“主動學習”轉變，多一些“討論、評價與應用”，少一些“聽與講”。

為了實現以學生為主、教師引導的高質量教學，采用多種教學方法、多元化評價機制進行高校教學改革，需要找到一整套系統化、有科學依據的方案，實現課程的系統化設計，供相關研究者或教師參考[4]。依據圖1的學習金字塔效率分析[5]，教學方法要由傳統的“注入式應試教育”轉變為“參與式素質教育”，進行理論一體化的“BOPPPS+對分”線上線下混合式教學改革具有必要性和緊迫性。

圖1 學習金字塔效率分析

2 “BOPPPS+對分”教學實施

2.1 “BOPPPS+對分”教學的必要性

教師可以采用BOPPPS教學法將“建筑材料”課程內容重構，總結出無機氣硬性膠凝材料、水泥、混凝土、砂漿、鋼材等內容之間的關聯，如無機膠凝材料分為氣硬性膠凝材料（第二章“石灰、石膏及水玻璃”）與水硬性膠凝材料（第三章“水泥”），鋼筋混凝土由不同類型的鋼筋（第六章“鋼材”）和纖維、泡沫混凝土（第四章“混凝土”）等組成，不同品種的混凝土由水泥、石灰砂漿（第五章“砂漿”）和粗骨料組成，砂漿是由礦渣水泥、硅酸鹽水泥、白色水泥等（第三章“水泥”）和細骨料攪拌而成。同時，對比水泥、砂漿、混凝土三者之間的性能關系，如和易性、強度等；對比細骨料、粗骨料與鋼材的性能關系，如抗壓強度、耐磨性能等。對課程內容的剖析有助于推進教學改革。上課時，通過提問的方式總結與回顧上次課內容，掌握學生的學習情況，控制本節課的講課進度；講解本節課的教學目標，讓學生清楚重難點內容；采用案例導入+啟發式、提問式、討論式教學方法引導學生思考、表達自己的想法，對水泥、砂漿、混凝土等重要知識點進行對比和總結（見圖2），有助于理解獨立章節之間的性能特點與異同點，學生在習得知識的同時也培養了創新思維。

圖2 “建筑材料”課程部分章節重點內容

在第三章“水泥”授課結束后，教師可以在理論課與課內實踐教學后安排一次“對分課堂”，提前安排學生制作PPT講解“水泥”章節中“水泥強度等級評定”或“水泥細度”等實驗操作與心得。整個“水泥”章節教學緊扣課前、課中、課后3個環節，積極發揮教師的引導作用，強化學生對重難點的掌握，提高教學質量和教學效果。

2.2 “BOPPPS+對分”教學實施過程

針對“00后”本科生群體特點，建立學生自主學習、教師引導輔助的教學方式。如在第二章“無機膠凝材料”中，先采用BOPPPS教學模式講授石灰和石膏的特性、生產及應用，完成課后實踐與作業后，隔堂要求學生進行工程案例分析及資料查閱分享。因此，隔堂對分是對理論與實踐內容的深度理解和檢驗，也是對整個學習過程的深化。對每個教學環節的內容進行設計，形成BOPPPS教學與“對分”相融合的活動流程框架，如圖3所示。該教學模式充分利用雨課堂平臺，緊扣課前自主學習、課中合作學習和課后反思拓展3個階段，實現線上教學和線下課堂教學的有機結合。

圖3 課程教學方案流程

2.2.1 課前學生做好預習

以第四章“混凝土”教學為例，教師利用雨課堂發布2～3個現場澆筑混凝土的工程案例視頻，讓學生提出自己的看法，引導學生思考；學生帶著問題預習“混凝土”的分類、性能、應用，為課堂教學作鋪墊。必要時，教師可組織“混凝土”章節知識測驗，或安排章節思維導圖分享、混凝土拌合物和易性以及混凝土抗壓強度測定等實驗的PPT制作、視頻拍攝分享等，其他學生進行討論、評價級優化改進。例如在第六章“鋼材”中，以“低碳鋼的拉伸性能”實驗為例，在理論知識學習與實踐環節后，讓學生以小組為單位進行視頻拍攝與制作，并在下一次理論課中講解實驗，包括實驗目的、實驗原理、設備操作步驟、實驗數據處理及結論總結，讓學生更好地掌握重難點。又如在第八章“高分子材料”中，準備礦泉水瓶、水杯、奶瓶、一次性碗等，讓學生辨別，以生活中常見的問題引導學生思考，使其深刻理解高分子材料的重點內容，提高學生的創新思維能力，同時從自身健康與環保角度進行課程思政。

2.2.2 課中開展“以學生學為中心”的教學

教師做好BOPPPS教學設計，根據學生提出的問題進行知識講解的主次分級，有的放矢，精煉歸納易懂的基本知識，詳細講解重難點。結合常見的具體案例，基于“核心模塊+學習興趣”提出多樣化問題，引導學生思考、探究問題，從學習者角度梳理問題，知之者甚明、不知者解疑。

例如在第八章“高分子材料”中，教師可以將新冠肺炎防疫中使用的防護服、口罩作為案例，提出問題：醫用防護服、口罩是用什么材料制成的？用即棄型、限次型與可重復使用型防護服有何區別？由此展開聚丙烯和聚酯纖維的性能、加工和應用的教學；也可以圍繞學生課前搜集的生活案例進行討論，由教師引導，有利于學生積極參與課堂教學，活躍課堂氣氛，提高學生的語言表達能力，培養學生合作、交流溝通的能力，提高學生的學習效率，實現“以學生學為中心”。又如在第五章“混凝土”中，重點講解減水劑、速凝劑、緩凝劑、引氣劑、抗凍劑等外加劑的巧用。引入情境：當現澆的混凝土到達施工現場，混凝土流動性不達標或者無法凝固時，外加劑工程師如何化腐朽為神奇？由此引出外加劑的成分及作用機理。通過課中教學內容安排與設計、教學方法的優化，可以提高學生對課程的學習興趣，同時強化學生對核心知識點的掌握，學生在理解知識點的同時將其轉化運用，學習效果明顯提高。

2.2.3 課后鞏固課中重難點

第七章“墻體材料”理論教學結束后，教師可以布置一次調研報告、調研PPT制作任務，要求學生以2～3人為1個小組，明確分工進行市場調研，下次課進行課內分享，小組其他成員協作完成，讓學生最大范圍地搜集資料、主動解決問題，使學生對粉煤灰混凝土小型空心砌塊、蒸壓加氣混凝土砌塊的尺寸、性能應用有更深的認識。本研究以課后作業的工程案例分析為例，在混凝土拌合物的和易性不滿足設計要求時，圍繞和易性，從流動性、黏聚性、保水性3個方面進行分析，考慮其聯系及區別，將整個混凝土拌合物和易性的知識體系融會貫通，提高知識運用能力。

3 實踐教學環節改革

“建筑材料”是一門實踐性很強的專業基礎課，因此，教師需要加強實踐教學，包括水泥的細度檢測、防水材料的不透水性實驗目的、泡沫混凝土配合比設計實驗過程、鋼筋拉伸實驗與數據分析、實驗報告的撰寫等，不斷提高學生的實驗技能和分析與解決問題的能力，進一步鞏固學生對材料類課程核心內容的掌握。為了強化理論與實踐的聯系，學生的理論知識學習與實踐課同步進行。在完成理論與實踐課程教學之后，教師進行一次對分課堂教學，讓學生進行知識分享、總結、評價。在觀看別人作品、評價別人成果的同時，讓學生領悟每一步的內在道理，真正學懂弄通，提高學生的思維能力，培養學生的創新意識和解決實際問題的能力，使其“知其然，知其所以然”。

4 考核方式改革

教師要提高學生的學習興趣，使其通過解決實際問題實現自我成長，這就要探索一套學生學習多元化評價機制。通過匯報個人與小組的學習成果，賦予組長打分的權利，且需完成評價成果優缺點書面報告，建立定期研討機制，形成個人打分、小組打分、組長點評的多元評價體系，鍛煉學生的反思能力，有利于學生形成科學價值觀。

教學實踐表明，“BOPPPS+對分”課堂教學模式充分利用雨課堂平臺，緊扣課前自主學習、課中合作學習和課后反思拓展3個階段，體現了“以學生為主體、教師為主導”的理念，不僅提高了學生的學習成績與實踐操作能力，還培養了學生發現問題、解決問題的能力，很好地鍛煉了學生交流和自主掌握知識的能力，是一種行之有效的教學模式。然而，“BOPPPS+對分”課堂教學模式改革不是一朝一夕的事情，對提高教師綜合教學能力而言也是一個巨大的挑戰，需要教師不斷地探索和學習。