基于BOPPPS模型的材料力學混合式教學改革與實踐

王敏容，謝華慧，王小蔚

（五邑大學土木建筑學院，廣東 江門 529020）

2018年教育部提出，“推動課堂革命，積極推廣混合式教學，構建線上線下相結合的教學模式”[1]。各高校進行了一系列的教學改革，經過近幾年持續建設和發展，在線教學、線上線下混合式教學已逐步成為高校教學新常態。混合式教學是將結合在線資源和傳統教學的優勢，形成線上線下兩種教學形式，引導學生自主地由淺入深的學習。混合式教學不是簡單的利用信息化技術平臺，將教學內容分為線上線下，關鍵在于如何在整個教學過程中，將教學內容、教學活動、教學評價進行線上線下教學有機融合[2]。因此，有必要探索一種教學模式，充分發揮線上和線下兩種教學的優勢，以學生為中心，提升學生學習的深度。

BOPPPS教學模型是諸多學校采取的一種教學模型，體現以教育目標為導向，以學生為中心的教學理念，是將教學過程分解為多個環節，注重教學互動和反思的閉環反饋課程設計模式[3]。目前該模型被全球超過100所學校和培訓機構所采用，實踐證明BOPPPS教學模型在幫助教師進行合理的教學設計，在促進學生積極自主學習、提高教學效果等方面有很好的作用[4]。

材料力學是土木工程、機械工程等專業的一門重要的專業基礎課，為學生后續專業課程學習提供力學支撐，對學生邏輯思維能力的培養起著重要的作用。課程內容知識點多、公式多、理論抽象、邏輯性強，傳統以教師講授為主的教學，學生學習積極性差，教學效果不理想，學生普遍反映課程難學，甚至有些學生還產生了畏懼情緒。基于BOPPPS教學模型，開展課前、課堂和課后三階段的線上線下混合式教學，拓展學生學習的時間和空間，充分調動學生的學習主動性和積極性，促進學生學習的深度，提高學生分析問題、解決問題的能力和工程實踐能力，提升課程教學質量。

1 BOPPPS教學模型概述

BOPPPS模型將課程教學分為6個階段，依次為B（Bridge-in）引入—O（Objective）學習目標—P（Pre-test）前測—P（Participatory learning）參與式學習—P（Post-assessment）后測—S（Summary）總結，每個小的教學環節都起承轉合，進而組合稱為一節課堂。BOPPPS模型的每一環節需要師生共同完成，突出學生的主體，教師設計整個教學過程以引導、啟發、評價學生學習。在傳統的課堂教學設計中也會有類似的BOPPPS教學環節，比如“導入—回顧、目標—教學提綱、前測—預先提問、參與式學習—講授、后測—課堂練習、總結—小結”[2-5]。但BOPPPS教學模型更強調幾個教學環節在課堂實施中的地位，突出學生的參與式學習，強調以學生為主體，注重教學互動和反思。BOPPPS模型為混合式教學提供了有效的教學設計思路，將課前、課堂和課后三階段教學，線上和線下兩個維度，與6個教學環節有機結合，充分利用線上線下教學資源，開展各個環節教學活動。在實際的課程教學中，根據課程的內容有針對性地組設計各教學環節教學內容、教學活動和教學評價。

2 BOPPPS模型在材料力學教學中的應用

BOPPPS模型從學生主動學習的角度出發，生動有趣的引入教學內容，制定明確的教學目標，通過前測了解學生課前的學習情況，根據重點和難點有針對性講解，采取合適的教學方法調到學生積極參與課堂學習環節，后測學生對知識的掌握情況，最后梳理和總結教學內容。下面根據BOPPPS模型的組織流程，闡述其在材料力學課程中的具體應用。

2.1 引入（Bridge-in）

此環節的目的是激發學生的學習興趣，與工程實際、生活相結合，使學生關注即將展開的教學內容。解答學生“為什么要學”，“在實際工程中有什么用”，“這節課上什么內容”等問題，闡述此次課程學習的重要性。講述與教學內容密切相關的工程案例、生活中的實例、工程事故等來引發學生的思考，導入課程的教學內容；或者講述上次課教學內容與此次課內容的關聯性，對已有的知識總結并引出將要學習的內容；提出與教學主題相關的問題等來引導帶著問題進入課程內容教學環節。如在講述“軸的扭轉強度”知識點時，以粉筆的扭轉破壞為例，要求學生觀察粉筆的斷裂并思考粉筆扭斷是什么原因？為什么斷裂口是45°的斜截面？順利引出要講解的內容。

2.2 課堂學習目標（Objective）

根據課程教學目標，細化課堂學習目標。以布魯姆教育目標分類對課堂學習目標進行詳細具體、可測試、可衡量的描述，使學生清楚學習的目標并能評估自己是否達到了要求。課堂學習目標以學生為主體，明確學生需要理解什么原理、應用什么公式，分析什么問題，獲得什么知識、能力、素質等，同時給出目標相應的明確的評價標準以便學生能夠進行有效評估學習效果。如要求學生判斷桿件的變形、繪制內力圖、分析應力、計算強度等。

2.3 課堂前測（Pre-test）

前測可以在課堂前或課堂開始中進行，通過測試、作業、提問等各種方式來開展。通過這一環節，教師一方面準確掌握學生對已學知識的掌握程度，另一方面了解學生對即將講授內容的熟悉程度，教師可以及時調整教學內容的深度和進度。

2.4 課堂參與式學習（Participatory learning）

課堂教學中以教師為主導，引導學生參與課堂思考、練習、討論等互動活動，提升課堂講授的接受度。以實際工程案例，設置合適的力學問題，引導學生思考。例題講解前，要求學生自己讀題、自己分析并在草稿紙上完成求解；例題講解過程中，要求學生在黑板上演練，并請其他同學進行評分，教師再重點講解學生錯誤的地方；整個教學過程要求學生邊講邊練，將重要的知識點和練習中錯誤的地方標示出來以供課后復習。

2.5 課堂后測（Post-assessment）

與課堂學習目標相呼應，針對不同目標設計相應的測試題目，可選用判斷題、作圖題、計算題等題型進行課堂小測試檢測學生的學習效果，可在課堂教學內容講授結束后進行。課堂測試要求學生在規定時間內完成后上交，反映最真實的學生課堂學習效果，既可作為學生的平時成績，還能記錄學生的出勤情況。在這一階段檢查學生對課堂教學內容的學習情況，如果部分知識點未達到教學目標，根據學生的學習掌握情況，有針對性地布置課后作業。

2.6 課堂總結（Summary）

在此階段，簡要回顧本次課堂的教學內容，理清知識點之間的關系，梳理難點和重點的求解方法，引出下次課的內容，讓學生提前預習。采用口述或PPT講授，也可以在黑板畫個總結圖等方式。學生課后在完成知識點的梳理和總結，形成課程筆記和思維導圖。

3 基于BOPPPS模型的混合式教學設計

以材料力學中壓桿穩定知識點為例，闡述基于 BOPPPS模式的混合式教學設計的具體應用。教學過程分為課前、課堂和課后三個階段，教學活動采取線上和線下兩種方式實施，線上教學基于超星學習通教學平臺。

3.1 課前教學設計

教師根據課程教學進度，提前將教學視頻、教學課件、參考學習資料等發布到教學平臺，并發布課前學習任務清單，讓學生明確學習的目標、內容、任務要求等，并進行拓展學習，查找魁北克大橋事故資料，分析事故的原因及對我們的啟示。再發布臨界壓力歐拉公式的運用課前測試題。學生觀看視頻、查閱相關教學資料、完成課前測試。通過線上教學平臺學生學習數據分析，對學生的學習情況進行跟蹤和反饋，對沒有按時完成各項活動的同學及時提醒通知，及時掌握細長壓桿歐拉公式中學生學習的難點，進行課前學情分析，明確課堂教學內容并設計相應的教學活動。

3.2 課堂教學設計

基于BOPPPS模型，根據教學內容分為六個階段，每一階段根據實際情況調整教學進度并進行課堂互動，具體教學過程見下表1（P158）。

表1 基于BOPPPS模式的課堂教學設計

3.3 課后教學設計

課后，教師發布課后學習任務，學生先整理課堂測試，再次觀看SPOC視頻，對課堂講解的重難點和例題進行梳理，總結分析和求解方法以及課堂中的錯誤點，形成課程筆記。再完成學習平臺中的作業，并提交到學習平臺。最后制作結構模型桿件、計算模型受力，將所有力學知識應用到實際的結構模型中，提升教學內容的高階性。

4 結語

BOPPPS教學模型強調以學生為中心，將教學過程分解為6個環節，構成一個完整的教學設計。將BOPPPS模型與混合式教學相結合，運用到材料力學的課堂教學中，實施了材料力學課堂、課堂和課后三階段、線上線下兩個維度的教學改革與實踐。通過2020級學生的問卷調查顯示，86%的同學對材料力學課程線上線下混合式教學滿意，88%的同學認為課前和課后借助教學平臺視頻學習有助于課堂知識的理解，特別是作業視頻的講解，更有助于學生課后自主學習。在課程難度相同的條件下，2020級學生相比于2019級，優良率大幅提升，課程目標達成也提升。基于BOPPPS模型的混合式教學，學生的學習積極性和主動性明顯得到提升，教學效果也得到了顯著的提高，為線上線下混合式一流課程建設提供了有效的實施途徑。