BOPPPS教學模式在“化學電源”課程中的實踐探索與效果評估

[基金項目]2025年度河北省高等教育教學改革研究與實踐項目“基于BOPPS教學模式構建‘化學電源’課程思政與實踐一體化教學創新探索”（2025GJJG232）

[作者簡介]（1987—），女，河北衡水人，博士，副教授，碩士生導師，主要從事新能源材料與器件開發研究。

[中圖分類號]G642.0 [文獻標識碼］A [文章編號]1674-9324（2025）31-0153-04 [收稿日期]2025-02-20

引言

在全球積極推進可持續發展戰略以及新能源產業蓬勃發展的背景下，新能源領域的人才培養質量至關重要。“化學電源”是新能源材料、功能材料等專業的本科核心課程，旨在培養具備扎實理論與工程應用能力的高素質人才。然而，傳統講授式教學模式存在學生被動學習、實踐環節薄弱等問題，難以有效激發學生主動性、培養高階能力，與現代社會對應用型創新人才的需求存在差距，亟須創新教學模式。因此，探索并引人能夠有效提升學生綜合素養的先進教學模式，具有重要的理論與現實意義。

明確目標、診斷學情、促進深度學習、檢驗成效并鞏固知識5。該模式強調過程性評價與師生互動，其注重實踐與問題解決的特性，與“化學電源”這類工程應用性強的理工科課程高度契合，能夠有效彌補傳統教學模式的不足，為培養高水平新能源專業人才提供支撐。

鑒于此，本研究將BOPPPS教學模式創新性地應用于“化學電源”課程教學實踐，旨在探索其具體應用方法與教學效果，以期革新課程教學模式，提升整體教學質量與人才培養水平[4]。

二、BOPPPS教學模式在“化學電源”課程中的具體應用

一、BOPPPS教學模式的理論基礎與優勢 （一）導入：情境創設，激發學習動機

BOPPPS教學模式的構建與實施，是基于堅實的現代教育理論基礎的，主要包括建構主義學習理論、布魯姆教育目標分類學以及反向設計理念。該模式是一個以學習者為中心的系統性教學體系，能顯著提升學生課堂參與度、學習效果和實踐創新能力[1-3]。其六個環節：導入、目標、前測、參與式學習、后測、總結環環相扣，旨在激發動機、

在課程導人環節，教師選擇與化學電源學科緊密相關、具有社會熱點和科學趣味性的生活實例或前沿科技案例，激發學生的好奇心、求知欲和探索欲。在講解鋰離子電池章節時，教師展示手機、電動汽車等應用場景，并引入鋰離子電池創新應用案例，如柔性鋰離子電池、固態電池等的最新進展，提出啟發式問題，比如柔性鋰離子電池為何能彎曲而不影響性能，引導學生思考，實現從要我學向我要學的轉變。這種方法將抽象的理論知識與學生的現實經驗和未來職業發展緊密相連，極大地提升了學習的內在動力。

（二）學習目標：目標引領，明確學習方向

學習目標符合SMART原則，涵蓋知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀等三個維度。每節課前，教師借助PPT、課程學習平臺等提出學習目標[6]。以化學電源工作原理為例，知識與技能目標為闡述定義、組成和原理，運用電化學原理分析電極反應；過程與方法目標為培養邏輯思維、問題分析和科學探究能力；情感態度與價值觀目標為激發學科興趣，培養科學態度與社會責任感。學生反饋表明，清晰的學習自標有助于明確學習方向，提高學習效率，并能有效引導其將所學知識與新能源產業發展趨勢相結合，進一步提升實際應用能力。

（三）前測：診斷學情，精準教學干預

前測環節采用多樣化方式，全面了解學生的知識儲備與學習基礎，實現精準學情診斷。針對不同內容，教師選擇提問、小測驗、在線問卷等方法。例如，學習鉛酸電池章節前，教師運用在線問卷，設置與氧化還原反應、電化學和熱力學基礎相關問題。分析問卷數據，教師定位學生知識薄弱點與認知誤區。教師動態調整教學策略，有針對性地講解學生困惑知識點，調整教學節奏，實現差異化教學與個性化指導。實踐表明，通過前測進行學情診斷并進行有針對性的教學后，學生的學習成效得到顯著提升。

（四）參與式學習：多元互動，深度學習建構

1.小組合作學習：協同探究，優勢互補。為提升小組合作學習效能，教師合理分組，考慮學生學習能力、性格特點及知識背景，確保小組內成員優勢互補。在學習電池電極材料制備工藝時，教師布置小組合作任務，要求學生查閱文獻、專利，討論制備方法原理、優缺點與應用，設計新型電極材料制備方案。教師巡回指導，關注學生動態，提供引導與建議。通過小組合作學習，學生深入理解了電極材料制備工藝專業知識，培養了團隊協作、溝通交流、創新思維和批判性思維能力，并展現了較強的應用與創新能力。這有助于提升學生解決復雜實際問題的能力，并適應未來團隊協作的工作環境

2.實驗教學：實踐探究，知行合一。教師精心設計實驗項目，涵蓋基礎驗證性實驗、綜合性實驗和創新探索性實驗等三個層次。基礎驗證性實驗，如鉛酸電池組裝與測試，教師講解原理、步驟及注意事項后，引導學生操作、組裝電池并測試性能。綜合性實驗，如設計新型鋰離子電池并優化性能，學生綜合運用電極材料、電池組裝、性能測試等知識，自主設計方案并實施。探索性實驗鼓勵學生自主選題，如探究新型電解質對電池性能的影響規律與機制，培養學生創新能力與科研素養。實驗教學有效提升了學生實踐操作技能與實驗素養。

3.案例分析：問題導向，學以致用。為提升學生應用知識解決實際問題能力，教師選取代表性工程實際化學電源案例，如智能手機電池故障分析，引導學生運用知識深人分析與系統診斷。在案例分析中，教師將復雜案例拆解為子問題，如手機電池鼓包的原因等，組織學生分組討論研討。小組提出解決方案或改進策略。案例分析有效提高了學生理論聯系實際和解決復雜工程問題的能力。這種教學方式使學生跳出單純的知識記憶的局限，轉向分析、評估和創造等高階思維能力的鍛煉，真正做到了學以致用。

（五）后測：多元評價，檢驗學習成效

每節課后，教師通過小測驗、在線作業等方式及時后測，全面、科學地考查學生對核心知識掌握程度、知識遷移應用能力及參與式學習技能與素養。課堂小測驗后，教師公布答案，組織學生互評與討論。在線作業利用學習平臺批改，快速反饋，針對共性錯題進行分析，提供改進建議。量化與定性分析學生作業，教師了解學生掌握程度，有針對性地進行講解釋疑。后測反饋與針對性教學有效促進了學生知識的掌握與提升。由此構建了一個“教學—評估一反饋一改進”的即時閉環，確保了教學的有效性。

（六）總結：梳理知識，強化認知結構

每節課結束時，教師進行總結，幫助學生梳理知識體系，強化重點內容，構建清晰的知識結構。鼓勵學生總結發言，分享收獲、問題及解決思路。師生總結互動環節，教師深人討論學生問題與創新觀點，加深學生對核心知識的理解和掌握。例如，在總結化學電源的工作原理時，教師可強調電極反應、電子轉移和離子遷移等關鍵環節，通過動畫演示、案例回顧等方式加深記憶。這一過程幫助學生將碎片化的知識點整合成系統性的知識網絡，形成了更為穩固的認知結構。

三、BOPPPS教學模式應用效果分析

為科學評估教學效果，本研究采用準實驗設計，選取石家莊鐵道大學兩個平行班級作為實驗組（實施BOPPPS教學模式）和對照組（采用傳統講授模式）。在一個完整的學期周期內，通過課堂觀察記錄、問卷調查、階段性測驗、期末考試分析、實驗報告盲評、模擬場景評估及小組項目成果評價等多元數據收集方法，對該模式的應用效果進行了系統性的量化與質性評估。以下將從學生學習態度、知識掌握以及實踐創新能力三個維度具體闡述BOPPPS教學模式在“化學電源”課程中的應用效果。

（一）學生學習態度轉變：學習內驅力得到有效激發

實施BOPPPS教學模式后，學生學習態度轉變顯著。在導人環節的有效激發下，學生對課程的興趣顯著提升，課堂參與度明顯提高，學習主動性普遍增強。在參與式學習環節中，學生積極參與小組討論、實驗操作和案例分析等，表現出更高的學習積極性和自主性。通過對實驗組和對照組課堂表現的觀察與統計，實驗組學生的課堂主動發言比例從實驗前的 20% 提升到期末的 50% ，遠高于對照組學生的 25% 。學生對課程學習的投人度與熱情度提高，學習氛圍活躍。此外，學生問卷調查顯示， 95% 以上的實驗組學生認為總結環節有助于系統鞏固知識，明確學習重點，為后續學習做好準備。

（二）知識掌握程度提升：學習成效顯著提高

BOPPPS模式不僅活躍了課堂，更扎實地促進了知識的吸收與內化。例如，實驗組學生在鉛酸電池知識階段性測驗中的平均成績從前測的70.2分提高到后測的78.2分，提升了8分。期末考試結果顯示，實驗組學生的期末考試平均分為83.5分，對照組為71.5分，實驗組平均分較對照組提高12分。實驗組的優秀率（85分及以上）達到 40% ，對照組為 25% ，優秀率較對照組提升了15個百分點。這些數據表明，BOPPPS教學模式在提升學生知識掌握水平方面具有顯著優勢。

（三）實踐能力與創新思維培養：綜合素養有效提升

在實驗教學和小組合作學習等參與式學習環節中，學生實踐能力和創新思維得到有效培養。學生能獨立完成復雜的實驗操作，撰寫實驗報告，并在小組合作中提出創新想法和解決方案。學生實驗報告和小組項目成果評價顯示，學生實踐操作技能和創新思維能力明顯提升。通過對實驗組和對照組學生完成的實驗報告進行匿名交叉盲評，實驗組學生在實驗設計合理性、操作規范性和結果分析準確性方面的得分普遍高于對照組學生。可見，BOPPPS教學模式有助于提升學生綜合素養，尤其在實踐能力與創新思維方面。

四、實施BOPPPS教學模式的挑戰與對策

盡管BOPPPS教學模式效果顯著，但其實施過程仍面臨多重挑戰。首先，該模式環節多，對教學時間把控要求高，易導致教學時間緊張。對此，教師須通過精細化的教學設計優化內容，并采用彈性策略動態調整各環節時長。其次，該模式要求教師從知識傳授者轉變為學習的引導者與組織者，這對教師的教學理念與能力構成挑戰。因此，構建教師專業發展支持體系，通過系統培訓與教研活動幫助教師適應新角色至關重要。最后，學生的個體差異會影響教學的普適性與公平性。教師應采用分層教學與個性化輔導策略，如通過異質分組實現優勢互補，并利用形成性評價確保每名學生都能獲得有效發展。

結語

本研究通過在“化學電源”課程中對BOPPPS教學模式的實踐探索與準實驗研究，系統驗證了其在提升教學質量與學生綜合素養方面的顯著成效。研究結果表明，該模式能有效激發學生學習內驅力，課堂主動發言比例明顯提升。在知識掌握層面，實驗組的期末考試平均分較對照組得到了明顯提高。在實踐與創新能力方面，學生的小組項自創新性也得到明顯改善，有效鍛煉了其解決復雜工程問題的能力。此外，本研究還識別了實施過程中面臨的挑戰，并提出了相應的應對策略。綜上所述，研究證實BOPPPS教學模式在理工科專業課程中具有較強的適用性與推廣價值。

展望未來，隨著教育技術進步與教學改革的深入，未來可借助智慧在線平臺，整合虛擬仿真實驗、在線課程等多元資源，突破傳統教學的時空限制，拓寬學生的學習邊界，構建線上線下混合教學新模式。優化構建多元化評價體系，實現對學生學習過程的精準診斷與個性化反饋。應緊跟化學電源領域前沿動態與技術變革，及時融人新技術、新工藝，激發學生前瞻性思考與創新意識。加強與國內外高校和行業企業合作，共享教學資源，邀請企業專家參與教學指導，助力學生對接行業需求，提升工程實踐能力與行業認知水平，全方位、多維度提升教學質量，為化學電源及新能源領域培育優秀人才。

參考文獻

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[3]徐妙，童銳，李建.BOPPPS教學模式在新能源材料與器件教學中的應用與實踐[J].中國教育技術裝備，2024（7）：79-82.

[4]張克宇，姚耀春，徐明麗，等.化學電源課程思政教學探索與實踐：以緒論教學為例[J].大學教育，2024（10）：89-93.

[5]辜家芳，許可.基于BOPPPS教學模式與雨課堂智慧教學工具的《物理化學》課程混合式教學設計［J].山東化工，2020，49（17）：164-166，168.

［6]楊杰，陳磊山，李偉偉.超星學習通在《化學電源工藝學》教學實踐中的應用[J]廣州化工，2020，48（21）：167-168.

Practice Exploration and Effectiveness Evaluation of the BOPPPS Teaching Model in the ChemicalPower Sources CourseZHAO Tao-lin，ZHANGYu-xia，YANGMin-li

（School of Materials Science and Engineering， Shijiazhuang Tiedao University， Shijiazhuang，Hebei050043，China）

Abstract： The teaching effectiveness of the“Chemical Power Sources”course directly impacts the quality of talent cultivation for the new energy materials major.This study employed an experimental research design to investigate the application and efectivenessofthe BOPPPS teaching model in the instruction of this course. The pedagogical process was optimized through contextualized bridge-in strategies to engage students，the establishment of quantifiable and assessable learning objectives，the use of pre-assessments to diagnose students' foundational knowledge，the implementation of participatory learningactivities such as group collaboration and experimental inquiry， the deployment of post-assessments to evaluate leaming outcomes，and asummary phase to consolidate key knowledge points.Theresults indicate that this teaching modelcansignificantlystimulate students intrinsic learning motivation and effctively enhance clasroom participation.Furthermore，students’practical problemsolving abilities were substantiallstrengthened，and their inovative thinking was effectivelycultivated.

Key words： Chemical Power Sources; BOPPPS model; new energy