基于項目化+BOPPPS 混合模式下《數控技術》教學改革研究

馬少騰，肖 萍，張 佳，佟靈茹，宋 丹，劉銀萍，劉 洋

（新疆工程學院機電工程學院，新疆 烏魯木齊 830023）

0 引言

在工業4.0 和“新工科”背景下，社會要求學校培養的工程人才具有廣博的通識知識、寬厚的學科基礎知識和精深的專業技能[1-2]，實質為綜合通識教育基礎上的寬口徑、個性化人才培養模式，在《數控技術》課程中要求學生在具有較為廣泛的理論基礎的同時具有較強的實踐動手能力。但是隨著各大高校根據國家教育政策改革實行“大類招生、專業分流”，課程的課時數縮減和人才培養更新等問題凸顯出來，教學過程中的實施環節改革迫在眉睫[3]。

BOPPPS 模型最早由加拿大英屬哥倫比亞大學的DouglasKerr提出[4-5]，包含引入階段、目標階段、前測階段、參與式學習階段、后測階段及總結階段6個部分。該模式是教師在課堂上組織教學的有效形式，表現為學生主動和自發性學習，符合“大類招生，專業分流”模式下以學生為中心的原則，教師將成為課堂中的引導者。因此，將該模式中的6個元素引入到《數控技術》課程中可以有效解決《數控技術》課程教學面臨的問題。

1 《數控技術》教學面臨的問題

1.1 專業知識聯系不緊密

機械大類專業的學生入學后課程涉及面較為廣泛，針對前期的專業基礎課采用的是大類教學方式，重知識面，缺乏專業工程圖樣、加工工藝分析和引導[6]，而《數控技術》課程是分流培養中不可缺少的一門專業必修課，該課程注重基礎理論和工程實踐。因此，《數控技術》專業課與前期的專業基礎課（如《機械制圖》課程和《金屬工藝學》課程）聯系不緊密，給《數控技術》課程學習造成了一定的困難。

1.2 授課內容多，課時量少

《數控技術》課程主要培養目標是通過該課程的學習使學生掌握現代數控技術的結構和工作原理等基本信息，掌握數控車床以及數控銑床基本編程能力，為學習其他課程和將來從事數控技術方面的工程設計與開發打好必要的基礎。但傳統的授課課時安排為理論講授28 個學時，實踐學時為6 個學時，共計34個學時，課時數較少，教師在授課時很難根據人才培養方案以及課程大綱要求學生掌握全部學習內容，只能有選擇性地分內容分課時講解，影響授課質量。

1.3 課程考核方式單一，檢測學習效果方法不合理

目前，《數控技術》課程主要考核方式分為期末考試和平時成績兩部分。期末考試以卷面的形式考核學生的理論知識掌握情況，受考試條件的影響，考試的內容受一定的限制，平時成績也主要由作業和考勤構成，僅僅依靠卷面考試、作業及考勤很難反應學生的真實學習效果。

2 項目化+BOPPPS 混合模式的課程改革實施方案

2.1 課程內容項目化

由于傳統的授課章節聯系不緊密，又因為“大類招生”政策下的專業基礎課采用合班授課的方式，使得專業基礎課和專業必修課之間的聯系不緊密，無法適應《數控技術》的課程建設[7-8]。因此，將數控技術課程的授課內容項目化，加強課程之間的聯系，并增加學時數，即理論學時為24 個學時，實踐學時40 個學時（其中上機操作20 個學時，實訓工廠實際加工20 個學時），合計總學時數為64 個學時。所有的教學內容分為4 大模塊，每個模塊根據人才培養方案分配不同學時數的子任務，具體劃分如圖1。

圖1 課程項目化

2.2 BOPPPS 模式課程融合

2.2.1 B（Bridge- in）—引入階段

為了讓學生能夠快速融入課堂，通過學習通、雨課堂等平臺提前線上發布當次課程的PPT、預習任務以及學完本次課程后需要掌握的項目任務。教師通過設置學習時間可以在規定的時間內完成課前預習。上課時通過預習中的問題或者項目任務進行引入，能夠快速吸引學生的注意力，提高學生的積極性。

例如在“車削編程循環”子任務中，項目任務發布一道關于企業實際生產的軸類零件，上課中播放一段此軸的數控加工視頻，以其為引，通過快速討論（時間控制在1 分鐘以內），以提問的方式逐步引入G71、G70 指令，進行先粗后精的加工順序。

2.2.2 O（Objective）—教學目標階段

引入課程后提出本次課程的教學目標，明確知識能力目標以及思想政治目標，使學生清楚明了自己這節課完成目標的情況并對課程的項目任務起到自查作用。

例如“螺紋加工”子任務的教學目標，知識能力目標為掌握車床G32、G92、G76 指令，思想政治目標為螺紋加工時刀具的角度選取直接體現我國國人精益求精的工匠精神。

2.2.3 P（Pre- assessment）—前測階段

前測階段可以通過小游戲或者問答、小測等形式開展，主要是測驗上一節課教學目標的掌握情況以及學生課前預習的學習情況，了解學生的實際水平，使教師能夠更好的掌握課堂教學。

例如，在“數控編程基礎知識”子任務中提出“數控機床的分類方式有什么”的問題，按照小組搶答的形式回答，對回答全面的小組給予鼓勵。

2.2.4 P（Participatory Learning）—參與式學習階段

參與式學習階段是整個BOPPPS 教學模式的核心，主要提倡自主學習，從被動接收知識的狀態轉變為主動學習的狀態，該環節充分體現了教學的交互性。

例如在“數控車床加工綜合編程實例”子任務中針對車削循環加工的方式給出一道例題，以小組形式寫出加工程序。因為加工方式不唯一，針對粗加工存在同時運用G71、G72、G73 指令編程的情況，因此各小組寫完程序后大家可針對每組寫的程序進行討論，教師可以提問哪種程序加工效率最高，哪種程序加工質量最高等，使學生不僅會編寫程序還會對寫完的程序進行找錯或者優化，做到深層次學習與理解。

2.2.5 P（Post- assessment）—后測階段

后測階段通過學習通、雨課堂等平臺發布作業、通過測試和分組任務等來檢測學生的學習效果是否達到教學目標。在后測階段中學生可以對所掌握的知識進行再學習、再鞏固和再檢測，了解自我的學習情況，教師也能通過平臺后測結果數據掌握情況，對學習效果不佳的學生進行督促和輔導。

例如在“數控車床仿真加工操作”子任務中，可以通過平臺布置一短軸加工的作業并進行錄像上傳，通過觀看視頻和程序來判斷學生對本節課知識點的掌握情況以及學生在編程中慣用的編程方式。

2.2.6 S（Summary）—總結階段

總結階段主要歸納梳理本節課的重難點內容，布置課后作業，針對本節課目標達成程度進行分析，引出下節課的內容并提出新的展望。

例如，在“數控銑床編程基礎”子任務中可以通過布置制作思維導圖圖紙的方式來判斷學生對本節課知識點的掌握情況。

2.3 課程考核方式和教學效果評價

針對課程考核方式單一，檢測學習效果方法不合理等問題制定新的課程評價標準?？己朔绞讲捎眠^程性考核和期末考試考核相結合的方式，過程性考核和期末考試考核按照4:6 的比例相結合。過程性考核方式如表1，由于課程內容項目化，所以可根據項目課時分配權重比，制定相應的成績比重。期末考試考核也可調整為筆試和實操相結合，筆試占期末考試的40%，實操包括仿真和實際加工，二者各占30%。

表1 過程性考核評價標準

3 BOPPPS 模式與《數控技術》課程的融合效果

根據上述課程改革方案，針對新疆工程學院機電工程學院2019 級機械制造專業學生完成所有《數控技術》課程內容（包括課程評價考核），與2018 級采用傳統教學方法進行對比成績與滿意度統計如表2。

表2 課程改革前后對比

由表2數據可知，基于項目化+BOPPPS混合教學模式班級的平均分和及格率均高于傳統教學班且學生的滿意度有所提升，并且學生表示通過這種教學方法可以將理論與實踐緊密聯系在一起，能夠將專業知識應用到實際生產中，提高了學習興趣。

4 結束語

“大類招生，分流培養”是高等教育發展的趨勢，而課程是實施教育活動的重要載體，是實現培養目標的基本途徑，是決定教學效果的關鍵因素，因此《數控技術》課程教學改革勢在必行。在以學生為中心的教學模式中，教師在教學過程中起引導作用，可激發學生的學習自發性和主動性，更好地培養學生的專業能力和創新能力，最終為企業和社會培養出專業知識扎實，具備工程意識、實踐能力、創新精神和工匠精神的多元化應用型人才。