“新工科”背景下复合式教学方法在课堂教育的应用

高扬 邹丹 杨京帅

摘要：研究生教育在我国已经经历了几十年的发展，各个高校在人才培养和考核方面已建立了较完善的体系。随着新的教学理念提出及多种教学方法的推出，各个高校在本科教育阶段都进行了符合校情及专业特点的教学改革，作为培养更精更专人才的研究生教育也应与时俱进，对教学进行相应的改革。在当今教育部开展的“新工科”大背景下，如何让工科研究生教育体现“新工科”的要求，如何将更优化的教学方法运用到实际课堂教学中去，是研究生教育中的大课题。本文根据工科专业课程特点，结合“新工科”的要求，探究在“新工科”背景下，应用融合了BOPPPS模型及案例教学法的复合教学法对研究生课程进行改革。

关键词：新工科;课堂教育;BOPPPS;案例教学法;复合式教学法

一、提出背景

自2017年2月以来，教育部积极推进新工科建设，在2月20日，教育部发布了《关于开展“新工科”研究与实践的通知》，希望各地高校开展“新工科”的研究实践活动，从而深化工程教育改革，推进“新工科”的建设与发展。随着新工科建设的推行，复旦大学、天津大学等60余所高校深入系统地开展新工科研究和实践。与老工科相比，“新工科”更强调学科的实用性、交叉性与综合性[1]。

教学方法的灵活运用是教学改革中非常重要的环节，在众多先进的教学方法中，BOPPPS[2]教学法以清晰明了的课程结构设计受到许多教师的关注，该教学法源于加拿大，是ISW（Instructional Skills Workshop）工作坊所培训的教学模式。强调以学生为中心，将教学内容切割为六个模块，教师既可以按知识点实施10—15分钟的BOPPPS微格教学，也可一节课就是一个BOPPPS流程。此种方法已经被国内外众多高校广泛使用[3-5]。

案例教学法由哈佛大学在20世纪创造。即围绕一定的目的把实际中真实的情景加以典型化处理，形成可供给学生思考分析的案例，通过独立研究和相互讨论的方式，来提高学生分析问题和解决问题的能力。案例教学法在当今世界教学中被广泛应用[6-8]。

对教学来说，这世上根本就没有能在任何情况下都效果绝佳的必杀技，只要是模式或方法，都或多或少有令老师困惑，或无法发挥全部作用的时候。之所以要加起来用，是基于能够便利的实现更好效果而言的。从有效教学（有效果、有效率）这个角度来看，复合式教学法更复合研究生教学[9-10]。

二、“新工科”理念在工科类研究生教学中的融合

教育部关于新工科建设中提出了“五新”概念，结合当前学科实际情况及对人才培养的目标，笔者提出工科研究生教学中的“五新”，以提高教学水平及质量。

（一）建立明确的课程教学“新理念”

作为教师，应该明确教学的目的是什么。是授人以鱼，还是授人以渔？在教学理念上应从传统的知识的灌输转变成教学是为学生的研究生涯发展奠定基础。

（二）建立课程“新结构”

这个新结构分两个方面，一个是教学内容结构，二是考核方式组成结构。首先内容结构按照“新工科”的要求进行调整，在打好基础的前提下，注重当前专业的发展趋势，要体现学科发展前景和方向。在考核方式上，由于是研究生教育，需要学生在学习过程中逐步获得创新科研能力，因此考核方式，应以学生为主，贴近学生研究方向，以课促研。

（三）打造课程教学“新模式”

传统教学是以老师讲课为主，学生参与度低，這种灌输式课堂效率比较低。有些教师讲课完全照搬PPT，出现所谓的“水课”现象。现今随着全国高校各学科教学改革的发展，在课堂教学模式上可以引用美国的一些先进的教学模式和方法，比如：BOPPPS、翻转课堂、同伴教学法、案例教学法等。这些教学模式在我国一些高校中获得了较好的教学成果[2]，极大地提高了学生的学习效率及学习主动性，有效地提高了教学质量。根据研究生教学的特点，在众多教学法中，BOPPPS教学法及案例教学法非常适合小班性质及专业性质的教学课堂。

（四）明确教学“新质量”

在“新工科”背景下需要重新定义研究生教学质量，这个“新质量”是能力。“新工科”的人才培养方向为经济急需紧缺人才，能够引领未来技术和产业发展的人才。

（五）架构工科研究是教学“新体系”

根据学校所属层次以及人才培养体系，将教学结构进行优化，推进学校特色的工程教育办出特色。

三、BOPPPS教学法及案例教学法的特点

BOPPPS教学法将整个教学过程切割成相互联系、承前启后的六个部分，其中可以灵活引入案例教学法，这两种方法既有各自的特点，又可相辅相成。

（一）BOPPPS教学法模型

导言（Bridge-in）。激发学生好奇心，建立课程内容与学生之间的联系，形式可以提出和主题相关连的引导性问题，如故事引入、问题引入、头脑风暴等形式。

教学（学习）目标（Objective）。即在本节课程结束后，学生对所授知识掌握的一个预期。对工科类研究生来说应为在某些情境下能够思考或者实现什么，这也是教学设计要达成的终极目标。好的教学目标需要具备清晰、具体、可实现等属性。

前测（Pre-assessment）。进行课前摸底，可通过提问或测试等方式了解他们的知识储备及实践能力，从而对后续的教学安排可以做到有的放矢。

参与（Participation）。参与式教学，这是课程教学中的主体，要做到以学生为中心，让学生尽可能参与到学习和教学过程中，要积极引导学生思考并解决问题。在实际教学中教学方法可以运用提问、辩论、案例教学研究等学生参与度高的教学方法。

后测（Post-assessment）。简单来说就是对本次课程教学效果进行评估。在主体内容讲授完毕后，教师需要对教学效果进行评价，通过提问、测验等方式来掌握学生的学习情况，看看是否达到本次课程的教学目标。

总结（Summary）。总结是对整节课程的一个梳理与回顾。

（二）案例教学法

案例教学法有一个基本前提假设，即学生能够通过对这些过程的研究与发现来进行学习，在必要的时候回忆出并应用这些知识与技能。为使案例教学更有效，学习环境必须能为学生提供案例准备及讨论案例分析结果的机会，且能面对面地讨论或通过电子通信设施进行沟通。因此将案例教学法融合到BOPPPS中，BOPPPS设计中的前测就为课程顺利进行做好了铺垫。

案例教学法的特点有：

能有效培养学生独立思考能力。传统教学普遍是告诉学生如何去做，但是在实践中没有放之四海都适用的方法，这在一定程度上会损害学生的积极性和学习兴趣。而案例教学法，则是让学生自己去思考，去给出解决方案，通过课堂参与的方式，互相激励，互相促进。

引导学生变注重知识为注重能力，传统教学中学生学到了知识，并不意味着能运用知识。将课本知识转化为实践能力是案例教学法的优势。

重视双向交流。案例教学法注重学生在课堂中的参与性，因此在提出案例后，学生对案例进行分析，提出解决方案，这些方案也需要教师对其进行指导，在这个过程中不仅是学生在学习，也需要教师具有丰富的理论知识和实践经验，这也在无形中促进了教师的能力提升。

四、BOPPPS教学法及案例教学法在课堂中融合案例

实际课堂活动中，学生的关注时间及参与度，以及一堂课下来的“教”和“学”的效果都是对这节课程成功与否的判断依据。

以《MATLAB与计算机仿真》课程中对优化工具箱的讲解课为例，将案例教学法引入BOPPPS教学模式设计。

BOPPPS教学设计使得教学安排更加有条理性，运用多个小单元模式缓解了学生的疲劳感，提高了学生课堂的学习效率。案例教学法的融入，让课堂更加贴近真实问题，激发学生的兴趣。在参与式学习阶段，结合了反转课堂的基本教学思路，以学生为主体，老师抛出问题，要求学生解决。并抽选学生上台讲解自己的方案。老师针对学生解题中出现的问题进行针对性的讲解，并在知识点的讲解中重点针对出现的问题进行详细介绍。

五、总结

“新工科”的研究生教育的目标是培养学生利用计算机技术、人工智能技术等方面专业知识，分析问题、解决问题的能力。本文结合BOPPPS模型及案例教学法，以“新工科”背景为依托，将研究生课程从传统课堂教学面临的学生主动性、参与度不高、实操较少等问题中抽离出来。以问题为导向，以案例为骨干，以学生为主体，通过模块化设计课堂，强化课堂条理，增强学生参与度与实践度，将有助于激发学生的学习兴趣。

参考文献：

[1]钟登华.新工科建设的内涵与行动.高等工程教育研究，2017，03：1-6

[2]P.Pattison and R.Day.Instruction Skills Workshop（ISW ）Handbook for Participants.Vancouver，The Instruction Skills Workshop International Advisory Committee，2006：42-63

[3]Y.Yang，J.You，J.W.MDS，C.H.MDS，and L.S.DDS.The Effect of Microteaching Combined with the BOPPPS Model on Dental Materials Education for Predoctoral Dental Students.Journal of Dental Education，2019，83，5

[4]姜守芳，吳明玉，张鹏.BOPPPS模式在“交通工程”教学活动中的探索与实践.黑龙江教育（高教研究与评估），2018，08：36-38

[5]陈桂友，张姣，王平，丁然.基于BOPPPS和LBD的单片机教学研究.电气电子教学学报，2015，37，05：65-68

[6]朱林江，陈小龙，陆跃乐，陈翰驰.新工科背景下轻工技术与工程伦理的案例教学分析.发酵科技通讯，2020，49，02：121-124

[7]范东凯，孙锋，郭栋.案例教学法在《道路交通安全》教学中的探索与实践.教育现代化，2019，6，18：112-114

[8]项乔君，顾欣，马永锋，陈茜.“交通设计”课程案例建设及教学方法探究.东南大学学报（哲学社会科学版），2019，21，S1：143-145

[9]张楠，陈哲云，巩玉玺，熊晓芸，武曲，林孟达.混合式教学法在离散数学教学中的应用.西部素质教育，2019，5，03：111-113

[10]薛春艳.混合式教学法在工程制图课堂教学实践的研究.艺术科技，2018，31，05：253

基金项目：长安大学研究生教育教学改革资助项目（300103102229）;长安大学2019年中央高校“双一流”引导专项资金本科教学建设项目（300104292209）

作者简介：高扬（1982— ），男，汉族，江西吉安人，副教授，研究方向：移动机器人技术、人工智能与智能装备。