基于BOPPPS模式的机械原理高效课堂建设和实施

陆倩倩 吴央芳

摘  要 高效课堂是建设金课的核心。为打造具有高阶性、创新性和挑战度的课堂，满足新工科培养未来人才的需求，分析专业课堂存在的问题，提出高效课堂建设需重塑教学内容、精设教学过程和构建创新教学模式，通过教学案例展示融合多种教学方法于BOPPPS教学模型，从课前、课中和课后三个环节打造螺旋提升式高效课堂。

关键词 新工科;金课;BOPPPS;机械原理;高效课堂

中图分类号：G642    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2021）18-0068-03

Construction and Implementation of High-Efficiency Classroom of Mechanical and Machine Principles based on BOPPPS//LU Qianqian， WU Yangfang

Abstract Efficient classrooms are the core of the construction of

golden courses. In order to create a high-level， innovative and cha-llenging classroom to meet the needs of new engineering disciplines to train future talents， problems are analyzed which exist in higher education professional classrooms and requirements are proposed to

construct efficient classroom which consist of reshaping teaching content， designing teaching processes and constructing innovative teaching models. An innovation teaching pedagogy which combines varieties of teaching methods with the BOPPPS teaching model is presented to construct an efficient classroom by using a core chapter of the course of mechanical and machine principles to achieve spiral promotion.

Key words new engineering; golden courses; BOPPPS; mechanical and machine principles; high-efficiency classroom

0  引言

隨着我国科技和工业的快速发展，全球竞争力水平不断提高，迫切需要大量工程技术创新人才[1]。新工科是以立德树人为引领，培养终身具有可持续国际竞争力、创造力、实践力和领导力的卓越工程创新人才[2]。因此，发展和推进新工科教育，是满足未来工程行业人才需求的重要举措。新工科建设包括新理念、新结构、新模式、新质量和新体系，但是，新工科教育的贯彻离不开高质量课程的建设[3]，即高阶性、创新性和挑战度的金课。因此，高品质的课堂是确保落实以本为本高质量工程教育的基石。

机械原理是机械专业非常重要的一门专业基础课，比基础课更贴近工程实践。在新工科背景下，要培养机械与微电子、计算机等多学科交叉的未来人才，使学生在掌握专业基础理论、知识和技能的基础上具有创新意识并掌握创新方法，具备解决复杂工程问题的应用能力[4]和科学研究能力[5]。因此，在新工科建设环境下，需要重新构建以能力目标为导向的课程[6]，打造满足金课标准的高品质课堂。

1  课堂教学存在的问题和高效课堂建设的基本需求

1.1  课堂教学存在的问题

课堂教学是以教师为主导、学生为主体，以传授有用知识为载体的互动交流，目的是培养学习兴趣、提升能力、启迪智慧和养成健全人格[5]。高效课堂建设目标以学生为中心，以能力培养和成果为导向，并持续改进。当前，随着互联网技术的发展，高等教育的课堂教学除了传统的线下模式，线上线下混合和线上模式得到快速推广和应用。虽然借助网络平台，教学模式和方法发生了演变，推进了教育的公平，但是仍然存在一些亟待解决的问题。

1.1.1  课堂知识源单一  无论是线下课堂还是线上教学视频资源，绝大多数的教学知识主要来源于教材，课堂的专业理论知识尚未能与当前行业的新技术、新领域的研究成果进行有机嫁接，因此仍然存在传统课堂知识来源途径单一的弊端，不能满足培养行业未来人才的需求。

1.1.2  课堂模式简单平移  丰富的线上资源为专业学习者提供了便捷的学习环境，但是对学习者个体的素质要求很高。绝大多数的线上课程是将传统课堂模式和内容移植到网络平台，而对标金课的标准，要实现在专业知识的高阶性、课堂的挑战度和学生的创新能力三方面的提升，仍然需要推动进一步的改革和尝试。

1.1.3  缺乏系统性和科学性评价体系  近年来，虽然课程的考核方式改变了传统的以考试为主，逐步增加了学习过程和阶段性考核比重，但是对学习者能力和素质的科学性评价缺乏考核标准，而且通过一门课程的考核结果对学生的专业能力进行评价也有失偏颇。

1.2  高效课堂建设的基本需求

1.2.1  重构课程内容架构  课堂教学首要任务是知识传授。高效课堂的知识应跟踪行业发展动态和产业需求，确保教学内容的前沿性和应用性。重新构建专业课程体系和课堂知识体系，将专业领域的科学研究和技术成果与教材基础知识巧妙嫁接，在知识和能力培养的过程中体现高阶性、挑战度和创新性。

1.2.2  课堂的前中后三阶段并重  课堂的教学设计包括课前、课中和课后三个环节，单纯地依靠课堂讲授，不仅无法确保课堂教学质量，而且缺乏提升课堂品质和持续改进的激励因素。在明确课堂教学目标后，课堂的设计和准备是确保以成果为导向的课堂教学的先决条件，课后的效果反馈是促使课堂品质持续提升的动力。因此，打造持续改进的高效课堂，教师应精心设计课堂教学环节，充分准备课堂教学资料，构建参与式的课堂教学，及时反馈课堂效果和客观反思课堂存在的问题，这样才能逐步推进课堂达到金课品质。

1.2.3  突出“做中学、学中思”的重要性  課堂教学以教师为主讲的模式已经充分显示其弊端，构建以学生为中心的高效课堂，需要突出学生主动参与和思考的重要作用。做中学，不仅让学生了解所学知识的作用，而且在做和学的同时，激发学生不断地主动思考和深入学习。

2  多教学法融合的BOPPPS课堂教学案例

2.1  BOPPPS课堂教学模式

BOPPPS模式是一个课堂教学组织过程中强调学生参与互动和反馈的闭环教学活动模型，主要包括课堂导入、课堂目标、课堂前测、课堂参与、课堂后测和课堂总结六个环节，受到全球超过100所大学和产业培训机构的推崇[7]。与传统的教学模式项目相比，该模式更加强调课前准备、学生参与过程和教学过程的反思，符合高效课堂建设宗旨。浙大城市学院工程学院机械原理课堂教学中以“做中学、学中思”的理念，通过BOPPPS模式融合多种教学方法，获得非常好的教学效果。

2.2  机械原理教学案例

以机械原理中重要知识点之一“周转轮系传动比计算”为例，介绍BOPPPS模式在课堂教学中的应用。

2.2.1  课前  重新整合课堂内容，设计将案例融入专业知识的基本架构，如图1所示，并准备好课堂授课环节的课前测试、教学设计、课堂练习、课堂讨论和课堂效果反馈统计等课程资料。

2.2.2  课中  运用BOPPPS架构设计教学策略流程，如图2所示。

1）案例导入（Bridge-in）。通过共享经济的典型代表摩拜单车，引出经典款单车中的轴传动（锥齿轮传动）（图3），吸引学生进入课程内容，建立齿轮传动的应用场景。

2）学习目标（Objective）。明确本次课的学习目标：周转轮系传动比计算。强调课堂教学的重点和难点，为课程后测和总结做标尺。

3）前测（Pre-assessment）。通过网络平台设计线上测试题目，检测学生对前一次课后布置的自学和预习知识点的掌握情况（图4），为灵活调整课堂上的参与式学习环节做准备。

4）参与式学习（Participatory Learning）。

①以摩拜单车中的定轴锥齿轮传动为例，讨论定轴轮系结构特点、传动比计算和齿轮转动方向判别方法。

②通过练习法，活学活用，计算平面定轴轮系，及时巩固重点知识。

③继续案例讨论，提出自行车爬坡难的问题，引出轴传动系统中如何实现变速以解决爬坡费力的问题，引出周转轮系。

④讨论周转轮系和定轴轮系结构和运动关系，通过反转原理，建立周转轮系和定轴轮系运动关系，经过计算后，验证周转轮系可以用于解决轴传动自行车两级变速的问题。

⑤进一步提出问题：如果有多级变速的需求，如何解决？引发讨论，引出下节课的知识：复合轮系传动比计算。

5）后测（Post-assessment）。运用复合轮系传动比计算题进行提升式知识点考核;学习效果调查，评估学习效果是否达到学习目标。思考和讨论共享单车文明使用的问题，如何看待摩拜单车被美团收购事件。

6）总结（Summary）。课堂重点内容整合与回顾，布置课后作业，预告下次课前任务：学习教学视频和教材关于复合轮系的指定内容。

2.2.3  课后  总结课堂效果并撰写教学反思，调整下次课和下一轮课的教学方式。

此教学案例通过摩拜单车案例和精心设计的教学过程，以BOPPPS教学模式为媒介，融合了案例法、讨论法、练习法、循环提问等教学方法，实现学生在课堂上的全过程参与。课堂改革的主要特点：简单易懂的知识点，让学生通过自学掌握，课上检测;通过一个案例不断挖掘，贯穿课堂的核心知识点;借助互联网平台，提高课堂效率;设置课堂反馈和反思环节，达到持续提高课堂教学质量的目的。

3  结论

本文剖析了新工科背景下高效课堂建设的必要性和迫切性，运用先进的BOPPPS模式融合多种教学方法的课堂改革，以机械原理课程中周转轮系传动比计算内容为例，通过一个案例贯穿，重塑教材上内容的知识架构，引发学生课堂上层层思考和讨论，验证了通过创新的教学方法，结合精心设计的教学案例，可以实现以学生为中心的高效课堂。■

参考文献

[1]顾佩华.新工科建设发展与深化的思考[J].中国大学教学，2019（9）：10-14.

[2]樊华，李苏杰，方曼，等.依托“新工科”建设培养创新引领性人才[J].实验技术与管理，2019，36（10）：23-27.

[3]陈翔，韩响玲，王洋，等.课程教学质量评价体系重构与“金课”建设[J].中国大学教学，2019（5）：43-48.

[4]彭翔，秦宝荣，李吉泉，等.面向工程能力培养的机械原理混合式课程教学改革研究[J].教育教学论坛，2020（23）：

182-183.

[5]侯长林.论应用型本科高校课堂教学的研究性[J].铜仁学院学报，2019，21（1）：28-37.

[6]韩琪，保金凤，曾亮华，等.基于OBE理念的机械原理教学改革与实践[J].当代教育实践与教学研究，2020（11）：

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[7]徐杰，娄震，王君兰，等.加拿大教学技能工作坊（ISW）项目的实践与研究[J].中国成人教育，2020（16）：61-64.