案例式教学法与BOPPPS模型的融合实践

蒋红光 葛智 姚占勇

[摘 要] 针对高等学校工科本科生基础理论知识相对薄弱而不具备完全案例式教学的特点，提出了案例式教学与BOPPPS模型融合实践的教学方法，基于BOPPPS教学模型的六个环节，以实际工程案例作为导入和后测环节的设计内容，贯穿基础理论知识学习的全过程，以培养学生扎实掌握基础理论知识并解决实际问题的思维和能力，实现工科学生理论知识和工程实践的统一。同时，将课程思政融入工程案例教学中，提升学生的职业素养，塑造学生的社会责任感。

[关键词] 案例式教学;BOPPPS模型;课程思政;路基路面工程

[基金项目] 2019年度山东大学校级教育教学改革研究课题“基于BIM-4D情景融入的交通基础设施专业卓越人才教学模式探索——以‘路基路面工程为例”（2019Y179）;2019年度山东大学校级教育教学改革研究课题“基于BIM-5D技术的道路交通专业教学体系研究与实践”（2019P07）;2019年度山东大学校级教育教学改革研究课题“基于BIM技术的道路工程多课程联合教学研究”（2019Y178）

[作者简介] 蒋红光（1985—），男，山东兰陵人，工学博士，山东大学齐鲁交通学院副教授，主要从事交通岩土工程研究;葛 智（1977—），男，山东即墨人，工学博士，山东大学齐鲁交通学院教授，主要从事交通工程研究;姚占勇（1966—），男，山东临沂人，工学博士，山东大学齐鲁交通学院教授（通信作者），主要从事道路交通研究。

[中图分类号] G642.0   [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2021）15-0133-04  [收稿日期] 2020-11-16

一、引言

工科课程大多具有很强的实践性，其基本理论、设计方法和工程技术源自实践，又为工程实践服务，这就决定了该类课程在教学过程中的理论教学与实践教学密不可分。然而，传统的教学模式理论与实践是分割的，以“灌输式”的基础知识传授为主，即使目前创新了类似于“翻转课堂”“MOOC”短视频等教学手段，但这对于学生学习而言，其信息和知识的获取仍主要来自教师、教材和网络资料，是一種间接的获取方式，缺乏对工程实物的直接认识，不利于学生对知识的掌握和应用，使得学生解决实际工程问题的能力下降。

1890年哈佛大学Keener教授首次将案例式教学法（Case Teaching Method）应用到美国法学教育中，并迅速拓展到管理学、经济学和医学教育教学中。案例式教学亦称案例教学，是指教师根据课堂教学目标和教学内容的需要，选择和利用一个具体案例，引导学生参与分析、讨论、表达等活动，让学生在具体的问题情境中积极思考、主动探索，以提高教学质量和效果，培养学生提出问题、分析问题和解决问题等综合能力的一种教学方法[1]。案例式教学法实施的关键前提在于对与教学知识点相对应的案例库建设，而案例库的来源大多基于大量的文献搜集和实践案例提炼[2]。在案例式教学环节中，教师首先要将教学案例提供给学生，学生利用课余时间查阅相关资料文献，自主或分组进行问题分析，运用基本理论知识建立实际问题的解决方案。教师会对学生提出的案例方案进行讲解点评，并对理论知识点进行嵌入和深化。由此可见，案例式教学法需要学生具备一定的理论知识基础，拥有较高的文献搜索和整合能力，这与大部分高等院校本科生的实际水平有较大的差距，因此案例式教学法多应用于研究生教学中。但是，随着研究型大学越来越注重学术性和理论联系实际，更加重视学生的思维启发性和学习参与性，因此实践案例将不可避免地引入教学实践中。

针对高等学校工科本科生基础理论知识相对薄弱，以及不具备完全案例式教学的特点，本文基于BOPPPS教学模型设计教学过程，以实际工程案例作为导入和后测，贯穿基础理论知识的全过程，以培养学生扎实掌握基础理论知识，并解决实际问题的思维和能力。

二、课程现状

以交通土建方向的专业必修课程“路基路面工程”为例，该课程包含路基工程、交通荷载和路面工程三大部分，其理论性和工程性相互交叉。“路基路面工程”课程依托的教材是国家级规划教材、国家级精品课程建设核心教材和专业规划教材，配套在线慕课资源和“爱课堂”资源，方便学生课前预习和课后复习。在基础理论方面，“路基路面工程”课程的学习必须有“土木工程材料”“土力学”“材料力学”等课程的基础;在实践教学方面，其与道路工程认识实习、基础课程实习（如土木工程材料实习、材料力学实习）互成体系。结合国内外路基路面的最新趋势和规范，以及最新研究成果，使学生既掌握路基路面工程的基础理论和基本知识，又熟悉最新学术和工程前沿，达到具有分析与解决路基路面工程实际问题能力的目的。同时，培养塑造学生作为未来工程师的社会主义核心价值观，实现专业课程思政育人的目标。

从学情分析来看，“路基路面工程”课程在大三开设，此时的学生已修读过所需的基础课程，具备了土木工程材料、土力学、材料力学等基础知识，也经历了工程认识实习，为案例式教学法的融入提供了一定的学习基础。同时，大三的学生对专业归属感已逐渐加强，对实际工程问题有浓厚的兴趣，期待基础理论知识与实际工程问题的结合，实现学以致用。另外，专业课程一般采用小班教学，人数在30人左右，因此可以展开互动式的讨论，充分调动学生的积极性。上述的主、客观因素为案例式教学法与BOPPPS模型的融合实践提供了有利条件。

三、基于BOPPPS模型的案例式教学设计

BOPPPS教学模型包含六个环节：导入（Bridge-in）、目标（Objective）、前测（Pre-assessment）、参与式学习（Participatory Learning）、后测（Post-assessment）和总结（Summary）[3]。每个环节都具有针对性，主题清晰，有助于学生厘清思路，把握重点。BOPPPS教学模式突出了学生在课堂教学中的主体性地位，强调了参与式学习，通过丰富的课堂互动充分调动学生的学习积极性，提升学生的学习兴趣[4]。基于BOPPPS模型的六个教学环节，设计“边坡稳定性分析”的教学过程（见表1）。此教学过程包括边坡失稳的原因、边坡稳定性分析计算参数的选取、直线滑动面的稳定计算和折线滑动面的稳定计算4个知识点，其重点在于直线滑动面的稳定计算和折线滑动面的稳定计算，难点在于计算参数的选取和滑动面稳定计算公式的理解。

1.引入。通过情境导入的学习展示“××填埋场滑坡事故”的视频片段和国务院的调查分析报告，让学生了解边坡失稳的巨大危害，并让学生试着定性地分析“为什么会发生失稳”“如何定量地判断边坡的稳定性”。同时，以此作为专业课程思政案例，让学生认识到工程结构物稳定性评价的重要意义，意识到工程设计和施工人员的社会责任，培养学生未来从事工程师的职业素养。

2.目标。以问题为导向，从定性分析和定量计算两个方向明确学生的学习目标。定性分析方面：理解边坡失稳的原因、熟悉边坡稳定性分析计算参数的选取;定量计算方面：掌握直线滑动面的稳定计算和折线滑动面的稳定计算。

3.前测。通过前测的方式，让学生回忆土体抗剪强度指标。结合“雨课堂”在线模式向学生发送测试题目——“土体抗剪强度指标的类型”“影响抗剪强度大小的因素”，了解学生前期基础知识的掌握程度，并灵活掌握参与式学习中相关知识点的用时比重。

4.参与式学习。以随机提问的形式，让学生分析边坡失稳的原因，并以板书的形式记录学生的回答，同时梳理内因和外因;让学生了解哪些因素会降低内因提供的抵抗力，哪些因素会提高外因导致的荷载，而邊坡失稳即发生在内因小于外因的条件下。在此基础上，分别讲解内因中的抗剪强度指标的选取和外因中的荷载水平计算，并结合测评估结果，适当增减该部分的用时。上述内容以定性分析为主，让学生懂得在面对工程问题时，首先要提问：“为什么会产生这种工程现象？”这需要从机理上做定性分析，从而揭示工程问题背后蕴含的基本理论知识，锻炼学生分析问题的能力。接下来是解决问题能力的锻炼，即量化该工程问题发生的临界条件。在直线滑动面的稳定计算方面，以斜坡上的滑块产生滑动为例，建立滑动力与抗滑力平衡状态方程，通过板书推导相应的公式，并对公式结果中各个参数的影响程度进行说明。在折线滑动面的稳定计算方面，首先，阐述该类型滑动面的产生条件及如何根据折线对滑动体进行切分;其次，单独选取某一切分滑动体，通过板书的形式，让学生一起参与推导滑动面上的力学平衡方程，加深对折线滑动面稳定计算的理解;最后，根据课本上的典型算例，讲解如何运用折线滑动面稳定方程评估某给定折线滑动面的稳定程度。

5.后测。将导入环节中的××填埋场滑坡事故作为后测的案例，开展案例式教学。首先，介绍该工程的基本结构形式和参数来源，由于任课教师参与了该工程的事故原因调查，因此会有很强的代入感。其次，根据知识点的任务目标，设计两处相应的后测内容：一是参数取值，采用“雨课堂”手机答题的形式测试;二是稳定计算，采用随机抽取学生进行板书的形式，其他学生分组研讨计算。最后，先让学生先自己点评板书结果的对错，然后再根据实际答题情况，由教师对难题和易错点进行强化讲解。

6.总结。在实际工程问题的基础上，开展学生工程思维模式和知识点掌握程度的总结（见图1），让学生回顾“提出问题、分析问题和解决问题”的全过程，并将各个知识点嵌入这三个过程中，达到“授人以鱼不如授人以渔”的目的。只有这样，学生在未来遇到复杂多变的工程问题时，才能具备独立解决问题的能力。最后，结合当前的社会问题，再一次引起学生的责任感和情感共鸣，并布置课后作业和预习任务。

四、结语

1.在专业课程教学中，案例式教学法与BOPPPS模型的融合实践，既满足了学生对基础理论知识的学习掌握，又以实际工程案例的导入和后测形式实现了工科学生理论知识和工程实践的统一。

2.在教学过程中，充分发挥以学生的主动学习为主体、以教师的引导和解惑为辅助的教学理念，培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力，注重学术和思维方式的熏陶。

3.将课程思政融入案例教学中，从工程事故导致的人员伤亡和财产损失引起学生的情感共鸣，从工程问题的界定和解决过程提升学生的职业素养，塑造学生的社会责任感。

参考文献

[1]龙景超，徐华，常舒婕.科技文献研究案例在“统计天气预报”课程设计中的应用——以广东海洋大学为例[J].教育教学论坛，2020（44）：254-256.

[2]赵景伟，任雪凤.“城市地下空间规划理论”案例式教学研究[J].教育教学论坛，2020（33）：12-15.

[3]黄亮，於雪琴.BOPPPS教学模式结合雨课堂在测绘技术及专业介绍课程中的实践[J].教育教学论坛，2019（13）：139-141.

[4]王雯鹤.基于BOPPPS教学模式的高校第二外国语课程教学设计探索与实践——以清华大学德语课程为例[J].高等教育研究学报，2020，43（2）：115-120.

Combination and Practice of the Integration of Case Teaching Method and BOPPPS Model： Taking the Course of Subgrade and Pavement Engineering as an Example

JIANG Hong-guang， GE Zhi， YAO Zhan-yong

（Cheeloo College of Transportation， Shandong University， Jinan， Shandong 250002， China）

Abstract： In view of the fact that engineering undergraduates in colleges and universities have weak basic theoretical knowledge foundation， it is not suitable for them to completely use case teaching method. This paper provides the teaching method of combing case teaching method with BOPPPS model. Based on the six stages in the BOPPPS model， we take the actual engineering cases as the designed content of bridge-in and post-assessment stages， which runs through the whole process of basic theoretical knowledge learning， so as to cultivate students thinking and ability to master basic theoretical knowledge and solve practical problems and realize the unification of theoretical knowledge and engineering practice for engineering students. Moreover， the “curriculum ideological and political education” is integrated into the teaching of engineering cases， which helps to improve students professional literacy and shape their sense of social responsibility.

Key words： case teaching; BOPPPS model; curriculum ideological and political education; Subgrade and Pavement Engineering