改良式BOPPPS智慧教學(xué)模式在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中的探索與實(shí)踐

中圖分類(lèi)號(hào)：G434文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A論文編號(hào)：1674—2117（2025）14—0109—04

2023年12月15日，教育部副部長(zhǎng)吳巖在世界慕課與在線教育大會(huì)上表示：“高等教育數(shù)字化要‘開(kāi)辟新賽道，尋求新突破'。高等教育智慧階段要實(shí)現(xiàn)教育理念、教學(xué)模式的整體性變革，賦能學(xué)習(xí)者全面發(fā)展，形成教育全新生態(tài)。”智慧教育是信息技術(shù)與教育的融合，利用信息化技術(shù)拓展和提升傳統(tǒng)教育的模式和方法，助力學(xué)生全面掌握專(zhuān)業(yè)綜合知識(shí)，提升專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)。“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程主要內(nèi)容為基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及常用算法。在教學(xué)過(guò)程中，除了要求學(xué)生掌握基本理論知識(shí)，還要啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力。筆者所在學(xué)校自2005年開(kāi)設(shè)該課程以來(lái)，每學(xué)期定期開(kāi)展“教-學(xué)-評(píng)”活動(dòng)，并且進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，調(diào)查結(jié)果反映出傳統(tǒng)教學(xué)的三個(gè)“痛點(diǎn)”問(wèn)題： ① 知識(shí)點(diǎn)多，基本運(yùn)算多； ② 內(nèi)容抽象，算法難度大； ③ 基本運(yùn)算、基本算法難以運(yùn)用。因此，在“智慧教育+”環(huán)境下，筆者優(yōu)化BOPPPS模型，重構(gòu)教學(xué)流程，探索多元化教學(xué)方法和評(píng)價(jià)方式，構(gòu)建了線上線下BOPPPS智慧教學(xué)的新模式，以期有效解決“痛點(diǎn)”問(wèn)題。

改良式BOPPPS智慧教學(xué)體系設(shè)計(jì)

筆者針對(duì)課程“痛點(diǎn)”問(wèn)題，結(jié)合該課程理論性強(qiáng)、系統(tǒng)性強(qiáng)、應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，及行業(yè)對(duì)新工科人才的培養(yǎng)要求，確立了“以學(xué)生為中心，以結(jié)果為導(dǎo)向，以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，以能力培養(yǎng)為目標(biāo)，構(gòu)造生師學(xué)習(xí)共同體”的教學(xué)理念。BOPPPS教學(xué)模型以教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心，設(shè)有六個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，即導(dǎo)人（Bridge，B）、目標(biāo)（Objective，O）、前測(cè)（Pre—assessment，P）、參與式學(xué)習(xí)（ParticipatoryLearning，P）、后測(cè)（Post—assessment，P）和總結(jié)（Summary，S）。筆者依據(jù)教學(xué)實(shí)踐對(duì)BOPPPS模式的六個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)整，增加了在線學(xué)習(xí)（OnlineLearning，O）環(huán)節(jié)，采用“課前-課中-課后”智慧聯(lián)動(dòng)教學(xué)的方式重構(gòu)教學(xué)流程，梳理課堂思政，探索多元化教學(xué)方法和評(píng)價(jià)方式，構(gòu)建了OBOPPPS線上線下智慧教學(xué)模式，如下頁(yè)圖所示。

OBOPPPS智慧教學(xué)模式實(shí)施

筆者將OBOPPPS智慧教學(xué)模式在學(xué)校的信息管理與信息系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)信息工程、物聯(lián)網(wǎng)工程三個(gè)專(zhuān)業(yè)的課程中實(shí)施。下面，以“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程中的《排序算法》一課為例，介紹具體的教學(xué)環(huán)節(jié)。[s]

1.學(xué)習(xí)通助力課前學(xué)習(xí)

課前學(xué)習(xí)主要包括在線學(xué)習(xí)、導(dǎo)入、目標(biāo)、前測(cè)。學(xué)生在課前通過(guò)學(xué)習(xí)通平臺(tái)了解學(xué)習(xí)任務(wù)，進(jìn)行在線學(xué)習(xí)、課前測(cè)試；教師通過(guò)后臺(tái)數(shù)據(jù)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度、目標(biāo)達(dá)成度、學(xué)習(xí)需求以及偏好，及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，進(jìn)行精準(zhǔn)教學(xué)。

（1）在線學(xué)習(xí)

課前，教師在學(xué)習(xí)通平臺(tái)發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)，推送精品慕課、公眾號(hào)文章等多種數(shù)字學(xué)習(xí)資源，學(xué)生通過(guò)自主學(xué)習(xí)了解各種排序算法的基本思想。

（2）導(dǎo)入

在上課的前一周，教師發(fā)布與課堂主題相關(guān)的討論“網(wǎng)購(gòu)時(shí)商品的排列順序是怎么形成的？”，借助案例引起學(xué)生的求知欲，同時(shí)發(fā)布算法發(fā)明者的生平事跡，讓學(xué)生體會(huì)算法的魅力。

（3）目標(biāo)

教師通過(guò)學(xué)習(xí)通發(fā)布學(xué)習(xí)目標(biāo)（如下頁(yè)表），讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)排序算法的意義，明確應(yīng)掌握的基本知識(shí)點(diǎn)，明確利用所學(xué)知識(shí)能完成的實(shí)踐任務(wù)，并有意識(shí)地提升個(gè)人素養(yǎng)

（4）前測(cè)

在開(kāi)始線下課堂之前，教師在學(xué)習(xí)通平臺(tái)發(fā)布測(cè)試題（全部為客觀題，題目難度較低，主要考查學(xué)生對(duì)基本的算法思想的掌握程度），并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論，以了解學(xué)生在線學(xué)習(xí)中的困惑，以及對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度。

2.雨課堂融入課中教學(xué)

線下課堂強(qiáng)調(diào)深度，教師通過(guò)“串項(xiàng)鏈”講授課堂重難點(diǎn)，通過(guò)雨課堂進(jìn)行提問(wèn)、彈幕、投票、測(cè)驗(yàn)等課堂活動(dòng)。學(xué)生如有疑問(wèn)可以進(jìn)行標(biāo)記，教師根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，及時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度，從而避免了“教”與“學(xué)”的分離，解決了傳統(tǒng)教學(xué)形式單一，課堂平淡、沉悶的問(wèn)題。線下課堂活動(dòng)主要包括參與式學(xué)習(xí)、雨課堂后測(cè)、課堂總結(jié)。

（1）參與式學(xué)習(xí)

參與式學(xué)習(xí)是教與學(xué)的重要環(huán)節(jié)，學(xué)生只有積極參與課堂學(xué)習(xí)，才能對(duì)所學(xué)知識(shí)有更深層次的理解。參與式學(xué)習(xí)主要在線下課堂進(jìn)行，通過(guò)師生互動(dòng)、生生互動(dòng)完成。《排序算法》一課采用“半翻轉(zhuǎn)式”的教學(xué)方法組織課堂教學(xué)。課堂中通過(guò)一系列教學(xué)活動(dòng)，如頭腦風(fēng)暴、分組討論、小組競(jìng)賽等，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使每一位學(xué)生都能積極參與。

例如，在課堂中，教師請(qǐng)四個(gè)小組各派一名成員講解插入排序、希爾排序、冒泡排序、快速排序的基本思想，接著進(jìn)行生生互動(dòng)以及師生互動(dòng)，最后教師解答學(xué)生的疑惑。教師通過(guò)雨課堂的投票功能，結(jié)合綜合講解和回答問(wèn)題兩個(gè)方面，選出最優(yōu)組別。

又如，在課堂中，師生共同分析算法的時(shí)間復(fù)雜度，并且采用了多種教學(xué)手段。首先，利用雨課堂進(jìn)行小組討論，分析“希爾排序算法為什么是不穩(wěn)定的？”，然后通過(guò)舉例的方式與直接插入排序相比較，讓學(xué)生感受希爾排序與直接插入排序時(shí)間復(fù)雜度的差異。學(xué)生將演算過(guò)程寫(xiě)在紙上，并拍照上傳到雨課堂，然后教師公布正確的答案。其次，進(jìn)行頭腦風(fēng)暴，教師設(shè)置問(wèn)題，如“希爾排序先進(jìn)行分組，組內(nèi)采用效率更低的直接插入排序算法，為什么它的時(shí)間復(fù)雜度還更低呢？”，并通過(guò)雨課堂隨機(jī)挑選學(xué)生作答。學(xué)生回答如有不足，教師則進(jìn)行補(bǔ)充。再次，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行案例分析，并指出“在冒泡排序算法已經(jīng)正序的情況下，算法仍要繼續(xù)進(jìn)行，如何解決該問(wèn)題？”。最后，教師通過(guò)提問(wèn)“快速排序和冒泡排序最壞時(shí)間復(fù)雜度相同，為什么快速排序更好？”啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行深度思考。

（2）雨課堂后測(cè)

課堂后測(cè)是為了檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，在參與式學(xué)習(xí)后，教師利用雨課堂的答題功能進(jìn)行隨堂測(cè)試，發(fā)布5道選擇題。題目設(shè)置為中等難度，每題設(shè)置1＼～3分鐘的答題時(shí)間。通過(guò)答題數(shù)據(jù)教師可以了解學(xué)生對(duì)本節(jié)課知識(shí)點(diǎn)的預(yù)期教學(xué)目標(biāo)是否達(dá)成，并對(duì)薄弱部分進(jìn)行補(bǔ)充講解。

（3）課堂總結(jié)

在課堂總結(jié)環(huán)節(jié)，教師利用思維導(dǎo)圖梳理本節(jié)知識(shí)點(diǎn)，并讓學(xué)生進(jìn)行總結(jié)和補(bǔ)充，使其充分參與到學(xué)習(xí)過(guò)程中。

3.大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)能力提升

布置課后任務(wù)的目的是進(jìn)行查缺補(bǔ)漏和能力提升，通過(guò)分析學(xué)生在學(xué)習(xí)平臺(tái)上的行為數(shù)據(jù)，挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)難點(diǎn)、學(xué)習(xí)興趣，以及在學(xué)習(xí)過(guò)程中存在的潛在問(wèn)題，并針對(duì)性地制訂干預(yù)措施。它主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，即學(xué)習(xí)通后測(cè)、課后總結(jié)。

（1）學(xué)習(xí)通后測(cè)

學(xué)習(xí)通后測(cè)安排在課中和課后兩個(gè)階段，課中后測(cè)難度中等，課后側(cè)重于高階知識(shí)和難點(diǎn)知識(shí)。教師會(huì)在學(xué)習(xí)通平臺(tái)發(fā)布兩種類(lèi)型的作業(yè)：一種是知識(shí)測(cè)試，包括選擇題、填空題、算法設(shè)計(jì)等類(lèi)型；另一種是綜合的實(shí)踐任務(wù)，該任務(wù)以項(xiàng)目為主線，在教師的引導(dǎo)下以小組合作的形式完成任務(wù)。例如，學(xué)生通過(guò)查閱資料，自主完成項(xiàng)目的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)算法設(shè)計(jì)存儲(chǔ)設(shè)計(jì)代碼設(shè)計(jì)工作，完成后進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試、運(yùn)行，最后以程序和項(xiàng)目報(bào)告的形式提交。

（2）課后總結(jié)

教師不僅要對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理、總結(jié)，還需結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)、知識(shí)掌握情況進(jìn)行針對(duì)性改進(jìn)，逐步完善教學(xué)設(shè)計(jì)。學(xué)生也需對(duì)本單元的知識(shí)進(jìn)行總結(jié)歸納，撰寫(xiě)學(xué)習(xí)筆記。

教學(xué)效果

1.泛在學(xué)習(xí)模式逐漸形成

在“智慧教育 +”環(huán)境下，本課程利用智慧教學(xué)工具打造了泛在化學(xué)習(xí)空間，學(xué)生可以隨時(shí)隨地進(jìn)行個(gè)性化、自主化的學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，還可以通過(guò)教師推薦的學(xué)習(xí)資源了解學(xué)科前沿等，學(xué)習(xí)的深度和廣度得到提升。

2.學(xué)生學(xué)習(xí)行為逐步改善

OBOPPPS學(xué)習(xí)模型的七個(gè)環(huán)節(jié)是一個(gè)完整的閉環(huán)，所有學(xué)生都能夠積極主動(dòng)地進(jìn)行線上學(xué)習(xí)，任務(wù)點(diǎn)的完成率達(dá)到 97% ，線上測(cè)試的及格率達(dá)到了 96% ，線下課堂的專(zhuān)注度也有了明顯的提升，學(xué)生逐漸養(yǎng)成了自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣。

3.學(xué)生學(xué)習(xí)能力穩(wěn)步提高

在教學(xué)中，以問(wèn)題為導(dǎo)向，將理論知識(shí)與具體案例相結(jié)合切實(shí)提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，學(xué)生遇到問(wèn)題可以應(yīng)用所學(xué)算法靈活解決。

4.多元教學(xué)評(píng)價(jià)體系日漸 完善

基于OBOPPPS智慧教學(xué)模式的評(píng)價(jià)系統(tǒng)，更加重視學(xué)生的參與，形成全面動(dòng)態(tài)的評(píng)估體系。評(píng)價(jià)分為總結(jié)性評(píng)價(jià)和過(guò)程性評(píng)價(jià)，過(guò)程性評(píng)估主要涉及在線學(xué)習(xí)進(jìn)度、考勤、小組活動(dòng)、項(xiàng)目實(shí)踐、線下課堂學(xué)習(xí)，總結(jié)性評(píng)價(jià)主要是期中和期末考試。

結(jié)語(yǔ)

OBOPPPS線上線下智慧教學(xué)模式充分利用學(xué)習(xí)通和雨課堂智慧教學(xué)工具，營(yíng)造了泛在化教學(xué)環(huán)境，利用智能技術(shù)將教學(xué)模式、教學(xué)過(guò)程、教學(xué)方法有機(jī)融合，創(chuàng)設(shè)了智慧學(xué)習(xí)情境，為學(xué)生提供了個(gè)性化的幫助及指導(dǎo)。

當(dāng)然，筆者在應(yīng)用該模式時(shí)也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題： ① 智慧教學(xué)工具與線下課堂的融合，使學(xué)生參與課堂活動(dòng)頻次增加，導(dǎo)致線下課堂時(shí)間不足； ② 教師要準(zhǔn)備大量新穎的趣味性強(qiáng)的教學(xué)素材，以及一些更具有深度和廣度的學(xué)習(xí)資源，這就給教學(xué)工作帶來(lái)不小的挑戰(zhàn)； ③ 教師對(duì)智能教學(xué)工具不熟悉，導(dǎo)致信息化教學(xué)能力不足。后續(xù)，在“智慧教育 +ⁿ 的大環(huán)境下，筆者將充分地利用智能教學(xué)工具的優(yōu)勢(shì)，以學(xué)生發(fā)展為中心，以學(xué)生的學(xué)習(xí)效果為根本目標(biāo)，持續(xù)改進(jìn)教學(xué)方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳巖.數(shù)字化是影響甚至決定高等教育高質(zhì)量發(fā)展的戰(zhàn)略性問(wèn)題[J.中國(guó)教育網(wǎng)絡(luò)，2023（12）：1-2

[2]劉雨薇，李茹.線上線下混合式教學(xué)在“算法設(shè)計(jì)與分析”課程中的應(yīng)用研究[J].教育理論與實(shí)踐，2021，41（09）.62—6

[3]馬英杰，楊亞濤，肖嵩，等．“五位一體”通信原理課程智慧教學(xué)模式研究與實(shí)踐[J].計(jì)算機(jī)科學(xué)，2024，51（10）.129—134.

[4]鄧潔薇，梁曉萍.雨課堂和BOPPS教學(xué)模式課程改革探索與實(shí)踐——以“環(huán)境保護(hù)概論”課程為例[J].教育教學(xué)論壇，2024（08）：110—113.

[5]趙倩倩，魯曉雪.基于BOPPPS模型的混合式教學(xué)探索[J.計(jì)算機(jī)教育，2024（04）：188-193.

[6]趙立紅，史冬巖，楊立平，等.數(shù)字賦能“機(jī)械制造基礎(chǔ)”新形態(tài)課程探索與實(shí)踐[J.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2024，43（07）：143-147.

[7]蔣峻松，喬智，羅婧瑜，等.本科“審計(jì)學(xué)”課程 ∵SPOC+ 課堂 + 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)”三混合教學(xué)模式探討——以云南大學(xué)會(huì)計(jì)學(xué)專(zhuān)業(yè)為例[J.東南大學(xué)學(xué)報(bào)：哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版，2023，25（S2）：41-46.

[8]趙立紅，史冬巖，楊立平，等.數(shù)字賦能“機(jī)械制造基礎(chǔ)”新形態(tài)課程探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2024，43（07）.143-147.

作者簡(jiǎn)介：陳春燕（1981—），女，安徽蚌埠人，副教授，碩士，研究方向?yàn)獒t(yī)學(xué)信息學(xué)。

基金項(xiàng)目：安徽省教育廳教育教學(xué)研究一般項(xiàng)目（2022jyxm986）；安徽省教育廳傳統(tǒng)專(zhuān)業(yè)改造提升項(xiàng)目（2022zygzts068）；安徽省教育廳線上線下混合式課程（2021xsxxkc170）；安徽省高校質(zhì)量工程教學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目（2023jyxm0632）；安徽省教育廳“四新”研究與改革實(shí)踐項(xiàng)目（2023sx089）；教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目（231004546113428）。