基于BOPPPS和翻转课堂的环境类课程线上线下混合式教学设计

薛红琴

摘 要：为适应工程教育专业认证对课程教学的新要求，针对传统教学模式的不足，以“污染物进入河流后混合过程的三个阶段”这一课堂教学为例，基于翻转课堂理念和慕课线上资源和BOPPPS教学设计方法开展了混合式课堂教学探索。采用“课前预习+课中研习+课后复习”的线上线下混合型教学设计，以问题为导向，以学生为中心，融合了线上导学、翻转课堂、案例分析、小组辩论、模拟仿真、过程考核、课程思政等多种教学方法，提高了教学效果，可为新时代教学改革提供参考。

关键词：BOPPPS; 翻转课堂; 混合式教学

中图分类号：G642        文献标识码：A         文章编号：1006-3315（2021）7-148-002

一、引言

工程教育专业认证标准是目前国际上通行的工程人才评价手段，理念是以人为本、以学生为中心的基于产出的教育，现有的环境类课程教学模式大多属于以教师为中心的被动式教学，教师教授为主要手段，教学模式较为单一，教学方法传统保守，缺乏创新。需要发展新的教学模式。

BOPPPS教学模式源于加拿大的教师技能培训，是一种以教学为目标导向、以学生为中心的教学模式。它由导言（Bridge-in）、学习目标（Objective/Outcome）、前测（Pre-assessment）、参与式学习（ParticipatoryLearning）、后测（Post-assessment）和总结（Summary）六个教学环节构成，BOPPPS名称是由这六个教学环节的英文单词的首字母構成。BOPPPS是教师进行教学设计及课堂组织教学的一种有效模式。翻转课堂将传统的“课上老师讲授+课后学生作业检测”翻转成“课前学生自主学习+课上老师解答疑问”，是一种与传统意义上教学流程完全相反的课堂模式。近十年，“翻转课堂”在北美受到很多学校的欢迎，并逐渐发展成教学改革的新浪潮。本文基于翻转课堂教学理念，采用BOPPPS教学模式，以“污染物进入河流后混合过程的三个阶段”这一课堂教学为例开展课堂教学设计。

二、基于BOPPPS和翻转课堂的混合式教学设计方案

（一）课堂教学目的

1.了解河流中污染物混合输运的三个阶段在地表水环境评价中的作用;

2.理解污染物进入河流后混合过程三个阶段的特性;

3.掌握河流一维、二维、三维水质模型的适用条件，能够根据工程实际案例选取相应的水环境预测模型。

（二）教学重点与难点

重点：理解污染物进入河流后混合过程三个阶段的特性

难点：掌握河流一维、二维、三维水质模型的适用条件

（三）教学总体设计

本次课堂教学采用“课前预习+课中研习+课后复习”的线上线下混合型教学模式，总体设计见表1。

（四）教学实施流程

1.课前预习

教师明确教学目标，规划教学流程，编制课堂教学设计方案，上传视频与课件等线上资源。通过QQ群或其他助学软件预先完成分组，明确课堂教学方向。

学生课前登录中国大学MOOC平台（https：//www.icourse163.org/course/HHU-1207109807），学习视频4.6和相关课件。了解本次课程的教学目标，完成目标导学、教材自学和视频课件资源助学。

2.课中研习

2.1问题导入：明确目标、激发兴趣、熟悉课堂流程

教学思路：由排污口水环境预测模拟仿真的动画演示，说明河流水质模型在地表水环境影响评价中的重要地位，引出本次课堂拟解决的核心问题：如何合理选取河流水质模型？何时用一维，何时用二维，何时用三维？

要回答这一问题，必须掌握河流中污染物混合输运的三阶段理论，从而激发学生学习兴趣和专注度。让学生建立学习目标：掌握河流一维、二维、三维水质模型的适用条件。教师明确本次课堂教学流程，说明课堂分组情况，分发挑战性问题清单。

2.2理解污染物进入河流后混合过程三个阶段的特性

教学思路：以问题为导向，通过不断提出问题使课程节奏更加紧凑，从而紧紧抓住学习者的思维。通过图示的形式讲解三个阶段的特性、产生的原因，建立三个阶段与水质模型分类之间的关系。

挑战性问题1：为什么是三个阶段？不是两个阶段或四个阶段？

目标：通过师生交流引入河流的三维几何特性（见教学活动照片2）。一般情况下，河流具有如下几何特征：河长>>河宽>>水深。并举例说明（长江等河流）。

挑战性问题2：为什么是首先达到垂向混合均匀？

目标：由于通常河流垂向深度比横宽小很多，废水在垂向上较快地达到均匀混合状态，此时称河流混合的第一阶段完成，从而使学生建立河流几何特性与污染物混合过程的关系。

挑战性问题3：影响这一阶段长短的主要因素有哪些？

目标：通过学生对影响因素的讨论，加深对第一阶段特性的理解。同时与当前排污许可管理联系起来，提升环境水力学理论学以致用的能力，加深学生对我国环保管理制度的理解，达到课程思政的目的。

挑战性问题4：影响第二阶段长短的主要因素有哪些？为何大致与河宽的平方成正比？

目标：使学生回顾环境水力学课程中学习过的污染物到达充分混合所需距离的计算公式，由该公式讨论这一阶段的影响因素。加深对河流污染带的理解，建立不同课程之间的联系。

2.3掌握河流水质模型的适用范围

教学思路：在污染物质进入河流混合过程三阶段理论的基础上来理解河流一维、二维、三维水质模型的适用条件。

设置小组辩题：到目前为止，河流水质模型选取的问题（本次课的核心问题）是否已经解决？组织正方代表与反方代表分组辩论、师生辩论。使学生理解理论探讨与实际应用之间的差距。问题并没有解决，以上理论分析在实际应用中存在两大难点：难以区分三个阶段;实际模拟不可能采用三个模型，工作量太大。解决思路：根据实际河流中污染物混合的特点来选用一种水质模型。

设置创新性话题：河流二维水质模型和三维水质模型的适用范围是什么？目标：使学生用类似的方法自主获得河流二维水质模型和三维水质模型的适用范围，加深理解的同时能够举一反三，探讨什么样的水体能够满足这一要求。教学方法：小组讨论，师生互动，教师评价点拨。

2.4案例分析

以长江江苏段、太湖、秦淮河、三峡水库、秦淮河流域为案例，讨论分别适用于何种水质模型来模拟？先分组研讨，每组组长上台板书答案，教师评价点拨（见教学活动照片7、8）。

2.5课程总结

总结本次课堂应达到的学习目标，通过随堂测验检验学习效果。

3.课后复习

教师：关注学生在线学习情况，及时批改作业，在线答疑，采用引导式解答，鼓励学生线上互动交流，促进学生知识提升。开展OBE教学效果评价，对课程建设进行持续改进。

学生：对知识点巩固复习并完成线上测验与作业，发现不足并加以巩固。参与线上讨论，在讨论中实现知识的内化和提升。

三、总结

本次课堂教学设计基于翻转课堂理念和慕课线上资源及BOPPPS教学设计方法开展了环境类课程混合式教学模式探索，以问题为导向，以学生为中心，融合了线上导学、翻转课堂、案例分析、小组辩论、模拟仿真、过程考核、课程思政等多种教学方法，培养学生的学习主动性、能动性、独立性。有效发挥了以学生为学习主体的能动作用，提高了师生、生生间的互动性，显著改善了学生的学习自主性和学习效率。

参考文献：

[1]刘莉雯.BOPPS教学模型在跨境电商英语课程教学中的实践与探索[J]安徽广播电视大学学报，2021，（1）：42-46

[2]田莉，胡鹤宇，李延平：基于“雨课堂”的BOPPPS教学模式的应用——以“电路理论”课程为例[J]湖南工程学院学报，2021，31（1）：104-108

[3]孫占朋，卢佳鑫.基于OBE理念的流体力学课程混合式教学实践[J]内燃机与配件，2021，（03）：214-215