BOPPPS教学模式在互换性与测量技术实验教学中的实践

摘要：实验教学作为工科专业培养学生创新能力和实践能力的重要组成环节，不断探索新的实验教学方法是十分必要的。为适应国家“新工科”人才培养的要求，必须对互换性与测量技术实验教学进行改革，提出了基于BOPPPS新的实验教学模式，并在“直线度误差的检测”实验教学中进行应用。实践表明，BOPPPS教学模式融入传统实验教学，实现以学生为中心的理念，更好地调动学生的主观能动性和参与度，大幅提升学生的拓展思维，为课堂教学的有效补充，教学效果凸显。

关键词：BOPPPS教学模式;互换性与测量技术;实验教学设计;以学生为中心的理念

中图分类号：G642.0            文献标识码：A

Practice of BOPPPS teaching mode in the experiment teaching of interchangeability and measurement technology

Yang Ying

School of Mechanical Engineering， Hunan University of Arts and Science   HunanChangde   415000

Abstract：Experimental teaching is an important part of cultivating students' innovative ability and practical ability， it is necessary to explore new experimental teaching methods. In order to meet the requirements of the cultivation of national "new engineering" talents， it is necessary to reform the experimental teaching of interchangeability and measurement technology， a new experiment teaching mode based on BOPPPS is put forward and applied in the experiment teaching of "measurement of straightness error" .The practice of two teaching periods shows that the BOPPPS teaching model integrates the traditional experimental teaching， realizes the student-centered idea， better mobilizes the student's subjective initiative and participation， and improves the student's expanding thinking greatly， for the effective complement of classroom teaching， the teaching effect is prominent.

Keywords：BOPPPS teaching model; interchangeability and measurement technology; experimental teaching design; student-centered idea

隨着我国“中国制造2025”计划、“互联网+”“一带一路”倡议等的组织实施，以新技术、新业态、新模式、新产业为代表的新经济蓬勃发展[1]，对工程技术人才提出了更高要求，要求高等工程教育应主动对接新经济、高科技和大工程时代发展的需要，培养大批具有实践创新能力和人文情怀的复合型、创新型“新工科”人才。实验教学作为我国高校工科专业培养学生实践创新能力和综合素养的重要环节，对实验教学的改革也迫在眉睫[2]。

“互换性与测量技术”课程是机械类和近机械类专业技术基础课，主要培养学生几何量精度设计的初步能力和检测操作技能，重点强调理论与实践的结合，也是联系设计类课程与制造工艺类课程的纽带[3]。本文指出机械设计制造及其自动化专业互换性与测量技术实验教学中所存在的问题，将BOPPPS教学模式融入实验教学，以“直线度误差的检测”为例，进行实验教学创新改革及实践，实现了教学效果和学生参与度的明显提升。

1传统实验教学模式存在的问题

实验类型单一化，缺乏创新性

根据机械设计制造及其自动化专业人才培养方案的要求，互换性与测量技术实验课时为6学时，共安排4个实验，分别为直线度误差的检测、平面度误差的检测、用正弦规测量锥角、立式光学计测量塞规尺寸[4]。大部分实验内容为机械零件的检验，实验类型单一，操作过程简单，无法激发学生思考问题、分析问题，严重限制了学生的思维，并在一定程度上制约了学生创新能力的培养和发展[5]。

实验教学模式太制式化，学生参与度不高

互换性与测量技术实验教学模式一直采用的是教师为主，学生为辅。实验教学基本上都分为三个阶段：第一阶段，指导教师准备好实验所需的仪器或设备，并进行调试，为实验的顺利开展做好准备;第二阶段，指导教师对实验内容进行讲解，然后根据已验证的操作步骤，完成实验所需数据的测量，而学生只需要按照同样的步骤操作一遍即可。第三阶段，实验结束后，学生完成实验报告并交给指导教师进行成绩评定。整个过程中，留给学生主动解决问题的空间很少，严重束缚了学生对实验的参与度和积极性。

实验教学与思政教育“两张皮”

长期以来，互换性与测量技术实验教学比较注重实验内容及影响实验结果的关键步骤的传授，较少涉及实验过程中操作人员的自身素养和职业道德的培养，使得培养的人才都只是各怀技能的“技艺人”，这严重偏离了“新工科”人才培养目标。

2 BOPPPS教学模式

BOPPPS教学模式作为教学技巧工作坊（instructional skills workshop，ISW）国际教学培训采用的唯一教学法，主要强调学生在课堂教学过程中的参与互动及反馈，体现以学生为中心的理念[5]。BOPPPS是一种闭环教学模式，依据“起承转合”切分为6个阶段，依序为：B-导言（bridge-in）、O-学习目标（objective）、P-前测（pre-assessment）、P-参与式学习（participatory learning）、P-后测（post-assessment）、S-总结（summary）。强调学生的全方位参与式学习，激发学生的兴趣，培养学生的创新能力，是目前高等教学教学改革中切实可行的有效途径[6]。

3 BOPPPS教学模式在实验教学中的实践

直线度误差是形状误差中非常重要的一类，它主要用来描述实际直线允许的变动全量。为了较好地控制平面或者空间直线的形状误差，提高设备制造、安装精度，延长设备的使用寿命，对工件的直线度误差进行测量并控制具有重要的意义。本文以机械设计制造及其自动化专业的“直线度误差的检测”实验项目为例，介绍BOPPPS教学模式的设计与实践情况。

3.1 B-导言（bridge-in）

导言的功能主要是为了激发学生对本次实验教学内容的参与兴趣和积极性，架构课程内容与学生之间的桥梁[7]。在实验正式开始之前，向学生展示一张图片（如图1），并配有一段有效的导言。以榴弹炮为例，它是我国军事力量中重要的兵器之一。榴弹炮内膛的炮管直线度直接影响实战中射击的精度、发射的安全性和火炮的使用寿命[8]，进而引申对零件进行直线度误差检测的重要性，使学生快速进入实验状态以及激发他们的爱国之情和使命感。

3.2 O-学习目标（objective）

学习目标是指学生通过学习应达到的预期要求和水平[10-11]。学习目标的制定是否全面、可行将直接影响课堂的教学效果。本次实验教学坚持知识、能力、素质有机融合，制定如下学习目标：（1）知识目标：掌握直线度的特点及误差评定方法;（2）能力目标：掌握百分表测量直线度误差的方法，掌握作图法求解直线度误差;（3）素养目标：培养规范操作实验仪器的素养。

3.3 P-前测（pre-assessment）

前测是有效开展课程教学活动的重要前提[12-13]。通过学情调查，指导教师准确掌握学生的知识储备以及实验的预习情况，同时为参与式学习提供资源性选择。“直线度误差的检测”实验教学的前测环节通过提问、讨论等形式进行，如表1所示。这样可以较好地把握学生对直线度理论知识的掌握情况，进而方便设计实验教学的深度和广度。

3.4 P-参与式学习（participatory learning）

参与式学习是BOPPPS教学模式的精华所在，它是通过师生的良好互动来实现课程教学核心内容的学习，让学习真正发生，人人互学[14]。实验教学中，参与式学习的设计就显得尤为重要，既要体现学生的参与以及师生、生生之间的互动，又要鼓励学生发现问题、分析问题、解决问题。如在实验操作过程中，学生用百分表测量直线上各点的变化时，询问学生“测量第一个点时，百分表为什么要进行调零？”、“百分表指针的摆动方向不同，所测量的点之间在位置上有什么关系？”等一系列问题，逐步引导学生思考下一步实验该如何调控，体现以学生为中心的教学理念。

3.5 P-后测（post-assessment）

后测环节是在實验操作完成之后，对学生的实验结果进行及时检验或评估[15]，与前测相呼应。“直线度误差的检测”实验操作安排2-3人为一小组，学生根据实验结果分别进行小组讨论，分析所得实验数据的规律以及代表的含义，同时讨论数据的处理方法。如果发现个别小组所测数据误差较大，引导学生分析误差存在的原因，并强调规范 操作实验仪器的重要性和作为未来工程师必备的职业修养。说明问题存在的原因，返回上个环节重新测量。

3.6 S-总结（summary）

总结是实验教学结束之际，对本次实验教学进行总结，并指导学生完成实验报告的撰写和预习下次实验教学内容[16]。该环节主要是给教师和学生提供一个共同反思的机会，它不是一个简单的课堂教学总结，可以扩展到实际的工程应用。如实验数据的处理，引导学生思考：采用最小包容区域法处理数据有哪些不足之处？如果用MATLAB软件对实验数据进行处理，应该怎样实现？工程上大型、超大型零件的直线度误差检测应该怎样进行操作？对学生而言，留下更大的思考空间;对教师而言，充分反思本次实验教学存在的问题，改进下次实验教学设计。

4结语

BOPPPS教学模式是一种符合教学曲线的课程教学模式，强调师生之间、生生之间的良性互动，体现以学生为中心的理念。我们将BOPPPS模型中的固定模块与互换性与测量技术的实验教学相融合，为实验教学改革提供新视角。实践表明，BOPPPS教学模式的应用，加深了学生对实验原理及实验仪器操作的掌握程度，更好地调动了学生的主观能动性和参与度，大幅提升学生的拓展

思维，教学效果凸显。由于BOPPPS在互换性与测量技术实验教学中的实施处于初始阶段，还存在部分学生主动参与的意识不够强、前测环节不够理想等现象，希望通过BOPPPS实验教学设计的优化与改进，让实验课堂更加丰富多彩。

参考文献：

[1]王章豹，朱华炳.面向新工科人才培养的工程文化教育的内涵、意义和路径[J].中国大学教学，2020（8）：14-18.

[2]唐求，张小刚，张帆，等.“新工科”背景下“自动控制原理”课程“三结合”实验教学模式改革[J].实验技术与管理，2021，38（3）：197-200+206.

[3]杨莹，夏秋英，徐立.新工科背景下混合教学模式的应用探索[J].大学教育，2019（8）：56-58.

[4]杨莹.转型背景下《互换性与测量技术》实验教学改革[J].科技资讯，2015，13（18）：185-186.

[5]张亚周，钟兆根，孙雪丽.基于BOPPPS模型的数字电路实验教学设计[J].电气电子教学学报，2020，42（5）：151-154.

[6]董桂伟，管延锦，郑超.基于BOPPPS模型的工科专业实验有效教学设计[J].黑龙江教学（高教研究与评估），2020（6）：36-38.

[7]阮环阳，林夏艳，戴冬燕.BOPPPS模型在有机化学实验教学中的实践[J].实验技术与管理，2020，37（3）：215-217.

[8]宋晓.火炮身管中心线直线度的检测研究[D].吉林：长春工业大学，2013.

[9]寒鸦.简析PCL-181车载榴弹炮（下）[J].坦克装甲车辆，2020（12）：23-27.

[10]吴昌东，江桦，陈永强.BOPPPS教学法在MOOC教学设计中的研究与应用[J].实验技术与管理，2019，36（2）：218-222.

[11]唐海玲，黄秋洁，梁丹.目标导向的BOPPPS模式在药剂学实验教学中的应用实践[J].山东化工，2021，50（3）：180-181.

[12]柳欣，张斌，李徐周，等.基于BOPPPS模式的《数据结构实验》教学改革实践[J].高教学刊，2020（18）：64-66+70.

[13]孙小祥，王钰，邢焰.BOPPPS教学模式在有机化学实验教学中的实践-以“蒸馏及沸点的测定”为例[J].教育现代化，2019，6（58）：132-134.

[14]劉苗，成颖，刘道洲，等.BOPPPS模式下SRT融入药剂学实验的课程设计与实践[J].实验室研究与探索，2020，39（8）：210-213.

[15]赵锋，齐晓丹.BOPPPS教学模式在“药剂学实验”中的应用[J].实验技术与管理，2018，35（12）：184-186.

[16]王迪，吴娟娟，马雁.BOPPPS模型在电力系统继电保护课程教学中的应用研究[J].现代职业教育，2021（13）：88-89.

基金项目：湖南省社会科学成果评审委员会课题（XSP21YBC187）;湖南省普通高等学校教学改革研究项目（HNJG-2020-0716）;湖南省教育科学规划课题“新工科背景下地方高校工程人才人文精神培养路径研究”阶段研究成果（XJK21BF031）;湖南省教育厅“机电工程大学生创新创业教育基地”项目（湘教通[2019]333号）

作者简介：杨莹（1977—  ），女，回族，山东济宁人，博士，副教授，从事机械设计与制造的教学与科研工作。