BOPPPS教學模式在新能源材料與器件教學中的應用與實踐

摘" 要" 通過引入BOPPPS教學模式，基于BOPPPS教學模式的六個環節進行關于新能源材料與器件課程部分內容的教學設計，并依托雨課堂開展教學活動，旨在增強教學互動、提升大學生的課堂參與度及主動學習能力，為新能源材料與器件課程本科教學提供參考。

關鍵詞" BOPPPS；教學模式；新能源材料與器件

中圖分類號：G642.4" " 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）07-00-04

1" 新能源材料與器件課程概述

新能源材料與器件是一門新興交叉學科，因為材料科學、電化學、物理化學、科學發展史等學科的迅猛發展，伴隨著經濟的快速發展，新能源材料與器件學科應運而生。新能源材料與器件是材料學的重要分支，通過一定的工學和理學背景，使本科學生了解知悉更多的先進功能材料與器件。目前，新能源材料與器件課程是培養新能源領域專業人才高質量發展的必備專業課程，也是新興專業“新能源材料與器件”的專業核心課程。

國家“四個革命、一個合作”主線的能源戰略思想貫穿新能源材料與器件課程[1]，該課程為我國實現碳達峰和碳中和的愿景目標提供科學思路和技術支撐。該課程主要介紹綠色、環境友好的清潔能源相關的材料與器件，用以解決能源使用效率、可持續發展、安全等問題，包含基礎能源概述及物理化學、太陽能電池、燃料電池、金屬空氣電池、鋰離子電池等新能源材料與器件定義、組成、分類及工作原理等。因此，新能源材料與器件課程要求學生具備一定的前期知識儲備、了解部分國家能源發展戰略，對所學專業具有認同感和自豪感。

另外，新能源材料與器件課程教學內容具有理論性較強、各單元彼此獨立相關性不大的特點，傳統教學模式主要以課程理論知識講解為主，并以課程出勤、平時作業以及期末卷面考試作為課程的綜合評價方法。很顯然，將這種教學模式應用于新能源材料與器件課程教學時，無法充分激發學生學習興趣，也無法讓學生了解不同類型新能源材料與器件之間的區別與聯系，更不要說將所學知識在科研工作或者企業工作中加以利用，提升學生基于國家新能源發展戰略而產生的民族發展使命感，為實現科技強國、經濟強國助力。所以，采用傳統教學模式的新能源材料與器件課程教學，很難滿足基于成果導向理念（OBE理念）的“新工科”建設教學目標，不能達成工程專業背景下對學生實操、創新等能力的培養要求，無法從根本上提升學生遷移知識、運用知識的能力。

為更好地提升新能源材料與器件課程的教學質量，引入BOPPPS教學模式[2]，基于BOPPPS教學模式的六個環節進行新能源材料與器件課程部分內容的教學設計，并依托雨課堂[3]開展教學活動，旨在增強教學互動、提升學生的課堂參與度及主動學習能力，以期為新能源材料與器件課程改革提供參考。

2" BOPPPS教學模式簡介

BOPPPS 教學模式最初在北歐作為年輕教師入職前的教學訓練，目前已經被國內高校廣泛接受，作為教師發展中心為新入職教師設計的重要崗前培訓環節，現將BOPPPS教學模式的六個環節[4]的作用及方法總結如圖1所示。

BOPPPS即導入（Bridge-in，簡寫為B）、目標（Learning Objective，簡寫為O）、前測（Pre-assessment，簡寫為P1）、參與式學習（Participatory Learning，簡寫為P2）、后測（Post-assessment，簡寫為P3）和總結（Summary，簡寫為S）首字母的縮寫，這六個環節根據課程需要并不是機械不動的，目標、前測的順序可以有調整，既可以根據前測的結果順勢引出本課的教學目標，也可以先確定教學目標，再根據教學目標，設計合理的前測環節。后測和總結是課程的主要評價反饋環節，一般需要與教學目標照應，其順序也可以根據實際情況進行調整。

3" BOPPPS教學模式在新能源材料與器件課程中的教學實踐

BOPPPS教學模式凸顯“以生為本”的學生主體地位，同時對教師主導課堂提出更高的要求，基于OBE教育理念，將課堂組織、實施總結如圖2所示。

3.1" 導入（B）

導入作為課程的起始環節，一個好的課程導入設計不僅可以吸引學生注意力、激發學生學習興趣，對于課堂氛圍營造、師生距離拉近、學生思維啟發等都大有裨益。例如，在能源物理化學這一章節學習時，通過介紹學院儲能與動力電池湖北省重點實驗室向學生提問，“同學們聽說過儲能與動力電池嗎？能源儲存形式有哪些呢？”一方面利用了學生對能源的初步認知，將學生的先導知識與本課程建立聯系，另一方面從學生已知曉的省重點實驗室作為切入點，易于引發學生興趣，使學生快速融入課堂，滲透學生熱愛學校、以校為榮的情感教育。

3.2" 目標（O）

目標在課程的教學設計中占據著至關重要的地位，BOPPPS教學模式的其他教學環節都是緊緊關聯教學目標的。因此，在實際課堂教學中，主要是依據布魯姆的三維教學目標進行目標設計，設定的目標后期需要根據課程的達成情況進行靈活的調整。另外，課程目標的設定還需要與本科生人才培養方案相一致，在研讀本科生人才培養方案的基礎上，將課程目標進一步具體化。比如，人才培養方案在知識目標方面要求學生具備扎實專業基礎，在能力目標方面要求學生具備一定綜合實踐能力，以及在情感價值觀目標方面要求學生具備強烈社會意識，濃烈愛國情懷等。

例如，在鋅空氣電池這一章節學習時，需要把這三大目標細化成具體的學習目標，可以寫成：1）學生能夠熟練地描述鋅空電池的一般組成和結構；2）通過小組合作，能夠設計一款鋅空電池并對其組成進行簡要闡述；3）學生能夠增強科技強國的信念和使命感。

3.3" 前測（P1）

前測的設計可以基于維果斯基的最近發展區理論來進行，在前測設計環節，需要圍繞教學目標設計前測問題，所涉及的問題一般是開放式問題。在實際教學活動過程中，一般根據知識屬性及難易程度采用不同的手段進行，目前比較多使用的有問卷星、雨課堂等，以期盡可能多地收集學生對知識的了解儲備情況，從而盡可能確定學生的最近發展區，根據先導知識測試結果教師將靈活調整參與式學習的進度和深度。

3.4" 參與式學習（P2）

參與式學習是BOPPPS教學模式的主體部分，無論是時間分配還是知識內容分配都是非常翔實的?；谄喗艿慕嬛髁x理論，在實際課程設計中一般將參與式學習詳細分解成4個小環節，即精講留白、獨學/合作學習、組內討論交流/組間提問討論、指導答疑。

3.4.1" 精講留白

精講是參與式學習的起始環節，需要通過精講給學生創設思考的空間以及給學生留下學習的時間。因此，精講內容的確定需要經過教研室教師反復討論，確定知識的重點、難點，對于重難點問題集中教師的智慧力量來梳理知識間的聯系，確定知識講解的詳略分布，留出時間進行學生學習的互動?；谡n程特點，精講部分包括經典案例分析和重要知識點講解兩種方式，通過詳細分解案例涉及的知識要點來細化目標，同時將小目標作為后續小組學習參考及評測要點，而對于理論知識的講解，則盡可能地要圖文并茂，通過知識可視化手段提高學習效率。

3.4.2" 獨學/合作學習

根據知識的難易程度及前測結果確定具體的學習方式，對于簡單易懂的知識點學生自己獨立學習，參考教師給定的提綱進行歸納總結，學生嘗試繪制概念圖或者思維導圖建立知識間因果、遞進關系、并列關系等聯系，從而提升學生對知識的整體認知和理解。但是對于一些比較煩瑣耗時較長的知識點，則需要組內學生相互幫助相互合作完成。在學生獨學/合作學習的過程中，教師則需要時刻關注學生的進展程度，及時了解學習過程中存在的問題并做好記錄，在后續環節中做好指導工作。

3.4.3" 組內討論交流/組間提問討論

按照“同組異質，異組同質”的原則將班級學生進行分組，每組人數控制在5～6人，對于上一環節學生獨學/合作學習的內容進行組內討論，經過小組學生集中討論后優化統一組內答案，個別特殊答案做好記錄，后期教師輔助指導，然后其他組的學生對本組的答案進行質疑提問，本組學生進行回答，部分解釋不清楚的其他同學補充回答，在此環節中教師需要提前設計好表格，及時做好過程性評價，鼓勵學生參與思考，提升學生回答問題的積極性。

3.4.4" 指導答疑

匯總學生在獨學和合作學習的時候遇到的問題，統一在此環節進行一一指導答疑，一般情況下在學生學習中途不打斷學生思考，給更多的空間讓學生自己摸索。

以電化學催化為例，進行關于電化學催化參與式學習的教學設計，如表1所示。

3.5" 后測（P3）

后測主要圍繞課程教學目標進行題目設計，根據課程特點，一般設置填空題、選擇題、綜合題三個題型，選擇填空題當堂小組互評，給出成績，教師統計小組成績并進行公示排名，并在期末將每堂課的排名進行累加作為學生平時成績的重要部分，以此激勵小組學生相互合作，互幫互助，共同提升。綜合題教師課后批改，布置適當的文獻查閱、專題報告相關的作業。

3.6" 總結（S）

總結分為兩個模塊，一個是對課堂內容的即時性總結，總結本節課的重點內容，另一塊是課后總結，整理BOPPPS教學模式的各個環節并進行教學反思，不斷完善、優化，構建完整的新能源材料與器件課程體系。

4" 參考文獻

[1]譚建生，殷雄.從能源資本認識“四個革命、一個合作”的重大能源戰略思想[J].經濟導刊，2019（7）：63-68.

[2]董桂偉，趙國群，管延錦，等.基于雨課堂和BOPPPS模型的有效教學模式探索：以“材料物理化學”課程為例[J].高等工程教育研究，2020（5）：176-182.

[3]李思強，朱曉利，諶馥佳，等.基于線上線下混合式的BOPPPS教學模式在生物分離工程教學中的實踐研究[J].科技風，2022（30）：65-67.

[4]郭正啟，潘建，朱德慶，等.基于BOPPPS教學模式的耐火材料課程教學設計與實踐[J].高教學刊，2022，8（30）：5-8.

*基金項目：2021年湖北省科技廳青年自然科學基金“金屬碳化物修飾磷摻雜石墨相氮化碳光催化分解水產氫性能研究”（項目編號：2021CFB257）；2022年湖北汽車工業學院研究生教育教學改革研究項目“基于自我效能感理論提高研究生就業質量的方法與途徑研究”（課題編號：Y202213）；2023年度湖北汽車工業學院教學研究與改革項目（創新創業教育專項）“基于本科生導師制的創新創業教育模式研究”（課題編號：SCJY202309）；2022年湖北汽車工業學院汽車動力傳動與電子控制湖北省重點實驗室開放基金項目“氫燃料電池高性能CoFe@Co/Fe-N-C催化劑制備及其性能研究”（課題編號：ZDK1202201）。

作者簡介：徐妙，實驗師；童銳，副教授；李建，教授。