基于應用型人才培養(yǎng)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(yè)勘察設計研究院，陜西 西安 710000）

材料類課程教學對培養(yǎng)應用型人才運用理論知識解決實際問題的能力、創(chuàng)新能力、科學思維方法以及搭建整體知識結(jié)構具有奠基作用，能為地方經(jīng)濟、社會建設服務。然而，材料類課程內(nèi)容具有種類多、知識點多、知識結(jié)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(jié)（Summary）6個教學環(huán)節(jié)構成。由于理論課時的限制，本研究針對應用型人才的培養(yǎng)目標，提出從“BOPPPS+對分教學”互動培養(yǎng)的角度出發(fā)，緊扣課前、課中、課后3個教學環(huán)節(jié)，充分利用雨課堂教學平臺的線上教學優(yōu)勢，更新教學理念、創(chuàng)新教學活動、變革學習方法，呈現(xiàn)一種以學生為中心的新型教學與學習狀態(tài)[1-3]，使學生在有限的課堂教學時間內(nèi)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(chuàng)新能力。本研究以“建筑材料”課程為例，在教學內(nèi)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(nèi)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(yè)的必修課程，也是一門實踐性較強的專業(yè)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(zhì)、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(jié)。針對“建筑材料”課程內(nèi)容多、知識點多、涵蓋面廣，并且每章內(nèi)容相對獨立、章節(jié)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(zhuǎn)變，多一些“討論、評價與應用”，少一些“聽與講”。

為了實現(xiàn)以學生為主、教師引導的高質(zhì)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(tǒng)化、有科學依據(jù)的方案，實現(xiàn)課程的系統(tǒng)化設計，供相關研究者或教師參考[4]。依據(jù)圖1的學習金字塔效率分析[5]，教學方法要由傳統(tǒng)的“注入式應試教育”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皡⑴c式素質(zhì)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(nèi)容重構，總結(jié)出無機氣硬性膠凝材料、水泥、混凝土、砂漿、鋼材等內(nèi)容之間的關聯(lián)，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(nèi)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(jié)與回顧上次課內(nèi)容，掌握學生的學習情況，控制本節(jié)課的講課進度；講解本節(jié)課的教學目標，讓學生清楚重難點內(nèi)容；采用案例導入+啟發(fā)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(jié)（見圖2），有助于理解獨立章節(jié)之間的性能特點與異同點，學生在習得知識的同時也培養(yǎng)了創(chuàng)新思維。

圖2 “建筑材料”課程部分章節(jié)重點內(nèi)容

在第三章“水泥”授課結(jié)束后，教師可以在理論課與課內(nèi)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(jié)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(jié)教學緊扣課前、課中、課后3個環(huán)節(jié)，積極發(fā)揮教師的引導作用，強化學生對重難點的掌握，提高教學質(zhì)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(chǎn)及應用，完成課后實踐與作業(yè)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(nèi)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(huán)節(jié)的內(nèi)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(xiàn)線上教學和線下課堂教學的有機結(jié)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(fā)布2～3個現(xiàn)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(jié)知識測驗，或安排章節(jié)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(yōu)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(huán)節(jié)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(shù)據(jù)處理及結(jié)論總結(jié)，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(nèi)容，提高學生的創(chuàng)新思維能力，同時從自身健康與環(huán)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(jù)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(jié)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(yī)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(qū)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(yǎng)學生合作、交流溝通的能力，提高學生的學習效率，實現(xiàn)“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(xiàn)澆的混凝土到達施工現(xiàn)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(nèi)容安排與設計、教學方法的優(yōu)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(zhuǎn)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(jié)束后，教師可以布置一次調(diào)研報告、調(diào)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(diào)研，下次課進行課內(nèi)分享，小組其他成員協(xié)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(yè)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(lián)系及區(qū)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(huán)節(jié)改革

“建筑材料”是一門實踐性很強的專業(yè)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(shù)據(jù)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(nèi)容的掌握。為了強化理論與實踐的聯(lián)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(jié)、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(nèi)在道理，真正學懂弄通，提高學生的思維能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)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(xiàn)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(yōu)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(xiàn)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(yǎng)了學生發(fā)現(xiàn)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(zhàn)，需要教師不斷地探索和學習。