基于BOPPPS模型的“概率统计”翻转课堂教学模式研究

张定海,赵有益,史战红,秦丽娟,杨习清

(甘肃农业大学 理学院，甘肃 兰州 730070)

0 引言

以互联网为代表的信息技术的应用，给高等教育教学方式带来了巨大变革.翻转课堂是一种新的、有效的重构学习过程的教学方式.在教学中充分利用翻转课堂有助于学生有效地完成学习目标.近年来在北美众多高校流行的BOPPPS教学模型是一种有效的组织课堂教学的备课模式之一[1]， BOPPPS教学模型为翻转课堂的有效实施提供了可行的框架体系.在大学本科教学中，“概率论与数理统计”课程具有独特的地位.它是本科教学课程大纲规定的公共基础课中直接与数据分析相关的课程，是培养学生数据思维和数据分析素养的入门课程，对学生今后在科研中正确地搜集、分析和理解科学数据具有重要的作用.通过分析翻转课堂的内涵，结合BOPPPS模型构建了基于BOPPPS模型的翻转课堂教学模型.以“概率论与数理统计”课程中假设检验第一节课堂教学内容为例，设计了基于BOPPPS模型的翻转课堂教学案例，进行教学实践，以期让教师最大限度地掌握学生的学习情况，及时反馈并调整课堂教学效果，使教师更加注重学生对知识的理解和内化，最大限度地提高课堂教学效率.

1 基于BOPPPS模型的翻转课堂教 学模型简介

1.1 BOPPPS模型

BOPPPS教学模型最早是由加拿大教学技能工作组(The Canadian instructional skills workshop ,ISW)提出，目前已被超过33个国家引进和采用，并在全球100多所大学和培训机构实施[2].BOPPPS教学模型将教学过程分为6部分，即引入阶段(Bridge-in)、目标阶段(Objective)、预评估阶段(Pre-assessment)、参与式学习阶段(Participatory Learning)、后评估阶段(Post-assessment)和总结阶段(Summary).

(1)引入阶段

引入阶段的主要目的是激发学生对要学习的教学内容的兴趣.这一部分可以使用的教学策略主要包括以下几个方面：①提出与教学主题相关的问题或案例；② 讲述与教学主题相关的故事；③ 提供引人入胜的介绍或不寻常的事实等.在设计教学引入时，应特别注意引入部分必须与教学知识点和教学目标具有很强的逻辑关系.

(2)目标阶段

课堂教学的目标是指教学活动要达到的预期效果，要从认知、情感、技能三个角度来确定目标.在教授新知识之前，教师要把课程的关键知识、学习价值、获得的能力等教学目标明确传达给学生，让学生清楚地了解学习的用处.

(3)预评估阶段

通过预评估阶段，教师可以了解学生的兴趣和能力，然后调整内容的进度和深度.对于学生来说，他们可以通过预评估来表达他们对预习的体验并阐明预习过程中的疑问.小测验、正式考试、家庭作业、非正式问题，甚至是讨论和头脑风暴，都可以达到预评估的目的.

(4)参与式学习阶段

参与式学习是让学生参与知识构建的过程.参与式学习可分为个人参与和团队参与.开展参与式学习活动对教师的知识储备、讲解技能和现场驾驭能力提出了更高的要求.

(5)后评估阶段

后评估的目的是了解学生的学习效果.教师需要对不同的教学内容采用不同的评价方法.后评估的形式主要包括课后作业、课后讨论、课后测验等方式.

(6)总结阶段

在总结阶段，教师要帮助学生总结课堂教学内容，整合学习要点，并为下一节课的内容做出部署.教师可通过总结教学或直接复习前面学习的教学内容.

1.2 翻转课堂

有关翻转课堂的研究大部分是基于皮亚杰和维果茨基的以学生为中心的学习理论[3-4]，翻转课堂意味着将一部分传统课堂上的内容放到课堂之外.翻转课堂通常由两部分组成，一部分是课堂内以互动小组为主要形式的学习活动，另一部分是课堂外基于互联网的教学[4].在翻转课堂中，教师不仅仅是要传递信息，更重要的是要帮助学生完成学习目标，而学生则需要对自己学习的全过程负责.由于课堂时间不是用来通过讲课向学生传授知识的，教师可以通过提问和指导学生的讨论并与学生互动等方式解决学生提出的问题[5].因此，翻转课堂有助于学生更深入地学习和共享对知识的理解，同时也可以为学生提供发展社交技能的机会.尽管翻转课堂在许多不同的学科和世界各地的学校和大学中得到了实施，也取得了许多积极的教育结果[6]，但是翻转课堂的局限性也引起了人们的关注，例如一些学生的自律性比较差，由此导致一些学生未能合理安排时间来理解课外学习的内容.解决这一问题的有效途径是提高学生参与学习过程中的成就感，从而提升学生的兴趣.

1.3 基于BOPPPS模型的翻转课堂教学模型

BOPPPS模型和翻转课堂的核心都强调要以学生为中心，关注学生发展的需求，让学生全面地参与学习的全过程并及时获取反馈信息[7].借助BOPPPS模型的框架，更加合理地分配教学内容，确定哪些内容应该从课堂中搬迁至课前的学习活动中，调整教师在教学活动中的角色转变，优化教学的各个环节，设计出让学生积极参与的教学活动并做出科学合理的教学评价.利用BOPPPS模型的教学模型并结合翻转课堂的优点，设计了基于BOPPPS模型的翻转课堂教学模型，如图1所示.

该模型将整个教学过程分为3个阶段：课前、课中和课后.课前阶段首先要明确教学目标，教学目标要兼顾知识与能力、过程与方法以及情感态度和价值观的塑造.其次，教师应该有针对性地发布课前学习资源并明确学习任务，这与BOPPPS模型的引入阶段相对应，也是保证翻转课堂成功与否的一个重要环节.当完成引导阶段进入预评估阶段，需要对学生的课前学习的情况进行测试以评估学生对课前知识掌握的情况，为后续课中的教学奠定良好的基础.进入BOPPPS模型对应的参与式学习的课中阶段，教师首先要设计一个很好的引入，引入可以通过提出使学生感兴趣的问题，同学之间的互动游戏或创设与教学内容相关的情景等方式开展.随后要围绕设计好的引入组织学生开展参与式的自主探究，小组讨论和汇报交流.在课中阶段教师需要紧紧把握个人或小组的学习动态，针对可能出现的各种情况，做好有针对性的个性化辅导和答疑.汇报交流后教师还应该围绕个人或小组出现的典型疑难问题进行答疑和总结，帮助学生对教学内容形成完整的体系，巩固知识点.进入BOPPPS模型对应的后评估和总结的课后阶段后，教师要通过课后作业、讨论、拓展学习资源和测验等方式检验学生的学习效果，并在此基础上进一步总结教学内容，强化学生对教学内容的掌握.需要注意的是课后检验环节要能够体现学生对知识的应用能力.当然对于学有余力的同学，教师也需要进一步提供丰富的课外学习资料供学生进一步延伸教学内容.

图1 基于BOPPPS模型的翻转课堂教学模型

2 基于BOPPPS模型的教学实践

以“概率论与数理统计”课程中“假设检验”第一节的内容为例，开展基于BOPPPS模型的翻转课堂教学实践.

2.1 课前阶段

根据提出的基于BOPPPS模型的翻转课堂教学模型，设计了课前引导式学习指导表，见表1所列.首先应该明确教学目标，然后根据BOPPPS模型引入和预评估阶段的要求，对学生先前学习的知识和本课所要用到的知识进行考察.此处以“女士品茶实验”为例提出本节需要研究的问题，要求学生阅读《从女士品茶谈起》一书的第1-2章的内容.同时，为了能够准确理解假设检验的基本思想，要求学生借助老师提供的微视频自主复习《实际推断原理》和《反证法》的相关内容.进一步，为了检验学生对第一章几何概型的理解，增加了一个利用几何概型解决女士品茶实验问题的测试题目，帮助学生理解概率论部分和数理统计部分研究问题的思想和方法的不同，提高学生学习数理统计部分的积极性.在课前学习结束后，教师可通过课前学习指导表中的测试题目和成绩掌握学生课前学习的状况，及时调整课堂教学方案和课堂讨论的问题的设置.

2.2 课中阶段

一个有效的课前设计可以提升学生课堂学习和讨论的投入度和关注度，为学生有效地完成课中阶段的学习任务奠定良好的基础.以“假设检验的基本概念和步骤”为例，课前的学习中让学生掌握了反证法、实际推断原理和初步的假设检验的基本思想.在课堂中，首先提出一个需要用假设检验的方法解决的实际问题，见表2所列，然后引导学生思考包装机正常和故障的含义，引导学生需要通过样本构建一个合理的区间去判断包装机是否正常.同时，引导学生考虑在构建接受域过程中置信度α的含义，指导学生理解假设检验可以解决什么问题以及假设检验的基本思想.同时，引导学生从思政教育中抓住事物主要矛盾的角度出发思考如何解决假设检验过程中存在的两类错误.最后，总结假设检验的基本步骤并解决课前提出的“奶茶和茶奶”问题.通过一系列的设问和讨论，在课堂中一方面为学生创造了问题情境，另一方面通过一系列的问题的探究过程激发了学生求知的欲望，为学生构建了假设检验的基本知识结构体系，帮助学生自觉地加强知识的学习和吸收.最后，通过思考问题为下一节课的学习创造了问题情境.

表1 课前引导式学习指导表

在课中参与式学习阶段，教师应该特别关注小组讨论学习的过程，对讨论学习过程中学生勇敢的提问和对问题的思考要给与充分的肯定.同时，教师也应该对小组汇报过程进行点评，特别肯定学生积极的思考和对问题进一步探索的努力.最后，教师应该对本节学习的内容进行系统的总结，为学生搭建出本节的知识结构体系.

表2 课中参与式学习指导表

2.3 课后阶段

为了进一步加强和巩固课中学习的内容，需要教师督促学生完成课后巩固式学习指导表中的内容，如表3所列，将课堂知识内化为学生的知识.这一部分主要通过以下几个环节来实现.

首先，要求学生完成课后作业.其次，要求学生对课堂中例题取不同的显著性水平下得到的结论不同进行思考和解释.再次，要求学生阅读教师给出的课后拓展资源.同时，在课堂论坛上对教师提出的两个思考题进行全班的讨论.最后，要求学生对教师本节课的讲解进行评价.

表3 课后巩固式学习指导表

3 结语

教学设计和教学实施的目标是学生通过教学过程最终取得的学习成果，即学生想要达到的学习结果是什么.为什么要让学生取得这样的学习成绩呢，如何有效地帮助学生实现这些学习成果？翻转课堂为教师实施教学提供了一种不一样的视角.很多教师比较熟悉传统的教学流程，但对基于翻转课堂的教学过程感觉不好把握.本文利用BOPPPS模型的6要素，结合翻转课堂的基本原理，设计了基于BOPPPS模型的翻转课堂教学模型.同时以“概率论与数理统计”中“假设检验”第一节的内容为例，设计并实施了该教学模型.本文为教师在教学过程中正确实施翻转课堂提供了一个较好的范例，可以帮助教师设计出科学合理的翻转课堂教学方案.