BOPPPS模式下大語言模型賦能學情分析的應用實踐

建構主義學習理論強調教學過程中“學生內因的決定性作用”與“教師外因的引導性功能”，形成“外因通過激活內因實現知識建構”的作用機制。在此基礎上，黎世法提出了“學情”概念和學情理論，并認為學情是以學生為中心制定教學決策的依據，學情分析是提升教學效果的關鍵。BOPPPS模式是以建構主義理論為基礎的教學理念，該模式下的課堂教學過程以學生為中心并分為導入、學習目標、前測、參與式學習、后測和總結等六個模塊，旨在提高學生的課堂參與度并培養其自主學習能力，幫助教師理清教學脈絡、設計教學活動、完善教學過程并達成教學目標。然而，目前學情分析在BOPPPS教學模式中發揮的效用尚且不足。

學情數據是指包含學生學習風格類型、先修課程考試成績、課程目標完成度等學生學習情況數據。對于課堂教學來說，學情數據是反映教學效果最顯著的指標。在數智時代，大語言模型作為人工智能新的技術范式，是一種基于Transformer（變換器）架構的自我監督學習模型，憑借其強大的自然語言處理技術、圖文生成技術、信息檢索和并行計算能力，已經成為推動教學創新的重要工具。本文以交通工程學為例，探索大語言模型賦能學情分析的BOPPPS教學模式，旨在從學情數據中挖掘并提取隱含的、有價值的信息，并經過科學分析后為學生提供個性化教學決策支持和個人智能答疑輔助。

一、學情分析存在的問題

（一）學情數據難以全面，教學決策不佳

在進行學情分析時，教師需要收集大量的學生數據，包括先修課程學業成績、學習風格類型、學習興趣等。然而，由于學生隱私保護、數據記錄不完整等壁壘存在，數據收集往往面臨困難。此外，學情分析需要教師具備一定的數據分析能力和專業知識，教師在數據處理與分析方面缺乏培訓和實踐經驗，導致分析能力不足，難以準確解讀數據并做出有效的教學決策。

（二）學情分析僅停留在課前，缺乏教學全過程的學情考察

教學是一個動態的行為過程，教學的設計、方法、目標和內容等教學決策要與學生的學情相適配。安桂清認為，在課中進行學情分析，可引導教師依據學生的學習實態采取合宜的教學方法和內容，是實現“以學生為中心”打造“學的課堂”的必要途徑。長期以來，教師對于學生的學情分析往往停留在課前，依據先修課程、班級學生的學習情況、學生性別與個性構成比例等情況制定教學設計和方法、教學目標和內容。教學過程中未考慮學生的學習狀態和學情變化，按部就班執行課前制訂的教學計劃。

（三）學情分析不注重學生個體差異

傳統的學情分析局限于對學生群體共性的分析和歸納，忽視學生個體的獨特性和差異性。在現實教學中，教師往往側重于考慮大多數學生對某個內容的普遍接受程度，而忽視了不同類型學生對同一內容的不同學習傾向和方式，這一問題在學生學習風格的考察上表現得尤為明顯，導致部分學生在教學過程中出現游離于課堂的狀況。

二、BOPPPS模式下大語言模型賦能學情分析的教學設計

廣西警察學院交通工程學教學團隊（以下簡稱教學團隊）基于BOPPPS教學模式，依托大語言模型強大的自然語言處理技術、文本生成能力和并行計算能力等方面的技術優勢，構建了BOPPPS模式下大語言模型賦能學情分析的教學模式。在該教學模式的指導下，課前，通過問卷調查法并借助大語言模型開展學業預警分析與學習風格診斷，精準定位學生知識起點，生成個性化學習任務；課中，在BOPPPS六步教學法中融合大語言模型交互生成、智能評測能力，并分析導入、目標、前測、參與式學習、后測、小結等環節的學情，實時調整教學策略，促進知識理解應用、技能強化及創新思維培育；課后，通過大語言模型實施精準督學，布置分層作業并開展答疑點評，拓展第二課堂以賽促學，整合多方反饋優化教學，形成“學情診斷一教學實施一評價改進”閉環，實現學習目標達成、創新能力培養與教學質量持續提升。

三、BOPPPS模式下大語言模型賦能學情分析的應用實踐

以廣西警察學院2022級交通運輸專業學生為例，對學生學習交通工程學核心知識點“交通信號燈單點定時控制”進行大語言模型賦能學情分析的應用，旨在推動大語言模型與交通工程學融合教學模式建設，展示具備普適參考價值的實踐經驗，構建可復制推廣的應用范式。

（一）課前的應用實踐—構建大語言模型賦能學業預警

學業預警旨在通過學生先修課程成績持續跟蹤和監測學生學業表現，發現潛在的學習困難或風險，并及時向學生發出預警信號的一種教育管理機制。構建2022級交通運輸專業學生的交通工程學學業預警模型步驟如下。

1.構建交通工程學學業預警模型

以2021級交通運輸專業184名學生為樣本，在已知交通工程學課程成績的基礎上，構建交通工程學學業預警模型。首先，借助大語言模型出色的自然語言處理能力，初步確定影響交通工程學的相關課程。其次，通過收集相關課程的考試成績，采用大語言模型中多元線性回歸模型處理技術檢查交通工程學與相關課程的顯著性關系。最后，根據相關課程成績對交通工程學課程成績的影響是否顯著，確定多元線性回歸模型。以184名學生的成績作為研究樣本，最終構建的交通工程學綜合成績預警模型如下式（1）所示：

Y=47.347+0.2X₁+0.239X₂

其中，Y為交通工程學成績， X₁ 為概率論與數理統計成績， X₂ 為交通運輸工程概論成績。

2.驗證交通工程學院學業預警模型的可靠性

筆者隨機對2021級的10名學生進行交通工程學成績預測，并與其真實成績對比，驗證模型的可靠性。通過計算預測成績和實際成績的RMSE（均方根誤差），可以發現，RMSE小于10，這意味著本次教學創新構建的學業預警模型較為合理

3.生成2022級交通運輸專業交通工程學學業預警名單

對2022級交通運輸專業123名學生的交通工程學進行課程成績預測，共有6名學生預測成績低于65分，對這6名學生進行學習風格調查，如表1所示。

表12022級交通運輸專業交通工程學學業預警名單

在后續課程學習過程中，筆者密切關注名單內學生對課程任務完成度情況，根據其學習風格制定個性化學習計劃，并多措并舉幫助他提高學業成效。

（二）課中的應用實踐一大模型賦能教學過程提高達成度

教學團隊利用大模型輔助教學時要綜合考慮上述的起點分析，包括學業預警、學習風格等因素。在導人環節，教學團隊利用大語言模型爬取典型道路交叉口優化案例，創設情景，結合大模型生成的情景問題，啟發學生思考，引導學生基于所學知識展開討論，激發學生對本課程學習的積極性，并快速進入本課程學習狀態。在學習目標環節，教學團隊結合大語言模型分析《“十四五”現代綜合交通運輸體系發展規劃》《交通強國建設綱要》等文件，立足交通行業發展態勢與交通強國建設現實需求創建交通工程學課程教學目標。在前測階段，教學團隊在大語言模型中上傳教材、學術研究論文、行業報告等文本資料，搭建交通工程學專業知識庫，并根據知識庫中海量的文本信息生成課程題庫。在參與式學習中，教學團隊使用大語言模型重構教學內容，鼓勵學生組隊完成道路交叉口交通信號燈配時優化的仿真項目。在后測環節中，教學團隊利用大語言模型擔任評員，通過“提出問題一交互生成一答案檢驗”等方式評價學生的學習成效和學習目標達成度。在總結環節中，教學團隊利用大語言模型生成課程講授的知識框架，并對各個環節的內容進行復盤。學生針對薄弱知識點，通過大語言模型的文本交互能力，持續學習，最終將知識點內化理解。

（三）課后的應用實踐—培養有創造性的應用型人才

課后，教學團隊堅持把立德樹人作為中心環節，利用大語言模型積極探索理論教育與創新創業教育相結合、課堂學習與課外學習相結合、個性化培養與全面發展相結合的人才培養機制。除了傳統的課堂教學主渠道外，教學團隊積極拓展第二課堂，打造“一院多品”特色項目，培育“雙創”項目30余項，組織學生參加交通工程相關競賽、網絡研討和社會實踐等活動，讓學生在實踐中深化理論知識，提升綜合素養。

教學團隊基于“以賽促學、賽學相長”的教學理念，利用大語言模型充分挖掘學生的專業興趣點。指導學生結合課程所學知識，啟發創意并孵化創新項目，積極參加大學生創新創業訓練項目、大學生“互聯網 + ”“挑戰杯”等競賽，并獲得了眾多獎項，卓有成效地提高了學生創新實踐能力，培養了新工科背景下的應用型人才。

四、結語

BOPPPS教學模式以建構主義基礎理論為理論依據，強調學生在教學中的主體地位。學情分析的核心理念是以學生為中心，根據學生的學情制訂并調整教學目標、教學內容。這就要求學情分析貫穿BOPPPS六步教學法的全過程。大語言模型憑借其強大的自然語言處理能力和圖文生成能力，可高效賦能學情分析在BOPPPS教學模式中的效用。

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（作者單位：廣西警察學院交通管理工程學院）