基于应用型人才培养的材料类课程“BOPPPS+对分”教学设计与实践

贾 换，李玉峰，冯 需

（1.西安思源学院，陕西 西安 710038；2.机械工业勘察设计研究院，陕西 西安 710000）

材料类课程教学对培养应用型人才运用理论知识解决实际问题的能力、创新能力、科学思维方法以及搭建整体知识结构具有奠基作用，能为地方经济、社会建设服务。然而，材料类课程内容具有种类多、知识点多、知识结构变动大、知识逻辑性差等特点。BOPPPS教学模式由导言（Bridge-in）、学习目标（Objective/Outcome）、前测（Pre-assessment）、参与式学习（Participatory Learning）、后测（Post-assessment）和总结（Summary）6个教学环节构成。由于理论课时的限制，本研究针对应用型人才的培养目标，提出从“BOPPPS+对分教学”互动培养的角度出发，紧扣课前、课中、课后3个教学环节，充分利用雨课堂教学平台的线上教学优势，更新教学理念、创新教学活动、变革学习方法，呈现一种以学生为中心的新型教学与学习状态[1-3]，使学生在有限的课堂教学时间内既能牢固掌握材料类课程的基础知识，又能获得较强的工程实践能力和创新能力。本研究以“建筑材料”课程为例，在教学内容、教学对象、教学改革实施过程及教学评价等方面进行了具体的实践与分析。

1 教学内容与教学对象

“建筑材料”课程是土木工程、工程造价、建筑学、工程管理等专业的必修课程，也是一门实践性较强的专业基础课，课程共48个学时（包括16学时实践课），包含材料的基本性质、无机气硬性胶凝材料、水泥、混凝土、砂浆、钢材、墙体材料、高分子材料、沥青及其混合料、木材等10个章节。针对“建筑材料”课程内容多、知识点多、涵盖面广，并且每章内容相对独立、章节之间衔接性不强等特点，希望学生能从“被动学习”向“主动学习”转变，多一些“讨论、评价与应用”，少一些“听与讲”。

为了实现以学生为主、教师引导的高质量教学，采用多种教学方法、多元化评价机制进行高校教学改革，需要找到一整套系统化、有科学依据的方案，实现课程的系统化设计，供相关研究者或教师参考[4]。依据图1的学习金字塔效率分析[5]，教学方法要由传统的“注入式应试教育”转变为“参与式素质教育”，进行理论一体化的“BOPPPS+对分”线上线下混合式教学改革具有必要性和紧迫性。

图1 学习金字塔效率分析

2 “BOPPPS+对分”教学实施

2.1 “BOPPPS+对分”教学的必要性

教师可以采用BOPPPS教学法将“建筑材料”课程内容重构，总结出无机气硬性胶凝材料、水泥、混凝土、砂浆、钢材等内容之间的关联，如无机胶凝材料分为气硬性胶凝材料（第二章“石灰、石膏及水玻璃”）与水硬性胶凝材料（第三章“水泥”），钢筋混凝土由不同类型的钢筋（第六章“钢材”）和纤维、泡沫混凝土（第四章“混凝土”）等组成，不同品种的混凝土由水泥、石灰砂浆（第五章“砂浆”）和粗骨料组成，砂浆是由矿渣水泥、硅酸盐水泥、白色水泥等（第三章“水泥”）和细骨料搅拌而成。同时，对比水泥、砂浆、混凝土三者之间的性能关系，如和易性、强度等；对比细骨料、粗骨料与钢材的性能关系，如抗压强度、耐磨性能等。对课程内容的剖析有助于推进教学改革。上课时，通过提问的方式总结与回顾上次课内容，掌握学生的学习情况，控制本节课的讲课进度；讲解本节课的教学目标，让学生清楚重难点内容；采用案例导入+启发式、提问式、讨论式教学方法引导学生思考、表达自己的想法，对水泥、砂浆、混凝土等重要知识点进行对比和总结（见图2），有助于理解独立章节之间的性能特点与异同点，学生在习得知识的同时也培养了创新思维。

图2 “建筑材料”课程部分章节重点内容

在第三章“水泥”授课结束后，教师可以在理论课与课内实践教学后安排一次“对分课堂”，提前安排学生制作PPT讲解“水泥”章节中“水泥强度等级评定”或“水泥细度”等实验操作与心得。整个“水泥”章节教学紧扣课前、课中、课后3个环节，积极发挥教师的引导作用，强化学生对重难点的掌握，提高教学质量和教学效果。

2.2 “BOPPPS+对分”教学实施过程

针对“00后”本科生群体特点，建立学生自主学习、教师引导辅助的教学方式。如在第二章“无机胶凝材料”中，先采用BOPPPS教学模式讲授石灰和石膏的特性、生产及应用，完成课后实践与作业后，隔堂要求学生进行工程案例分析及资料查阅分享。因此，隔堂对分是对理论与实践内容的深度理解和检验，也是对整个学习过程的深化。对每个教学环节的内容进行设计，形成BOPPPS教学与“对分”相融合的活动流程框架，如图3所示。该教学模式充分利用雨课堂平台，紧扣课前自主学习、课中合作学习和课后反思拓展3个阶段，实现线上教学和线下课堂教学的有机结合。

图3 课程教学方案流程

2.2.1 课前学生做好预习

以第四章“混凝土”教学为例，教师利用雨课堂发布2～3个现场浇筑混凝土的工程案例视频，让学生提出自己的看法，引导学生思考；学生带着问题预习“混凝土”的分类、性能、应用，为课堂教学作铺垫。必要时，教师可组织“混凝土”章节知识测验，或安排章节思维导图分享、混凝土拌合物和易性以及混凝土抗压强度测定等实验的PPT制作、视频拍摄分享等，其他学生进行讨论、评价级优化改进。例如在第六章“钢材”中，以“低碳钢的拉伸性能”实验为例，在理论知识学习与实践环节后，让学生以小组为单位进行视频拍摄与制作，并在下一次理论课中讲解实验，包括实验目的、实验原理、设备操作步骤、实验数据处理及结论总结，让学生更好地掌握重难点。又如在第八章“高分子材料”中，准备矿泉水瓶、水杯、奶瓶、一次性碗等，让学生辨别，以生活中常见的问题引导学生思考，使其深刻理解高分子材料的重点内容，提高学生的创新思维能力，同时从自身健康与环保角度进行课程思政。

2.2.2 课中开展“以学生学为中心”的教学

教师做好BOPPPS教学设计，根据学生提出的问题进行知识讲解的主次分级，有的放矢，精炼归纳易懂的基本知识，详细讲解重难点。结合常见的具体案例，基于“核心模块+学习兴趣”提出多样化问题，引导学生思考、探究问题，从学习者角度梳理问题，知之者甚明、不知者解疑。

例如在第八章“高分子材料”中，教师可以将新冠肺炎防疫中使用的防护服、口罩作为案例，提出问题：医用防护服、口罩是用什么材料制成的？用即弃型、限次型与可重复使用型防护服有何区别？由此展开聚丙烯和聚酯纤维的性能、加工和应用的教学；也可以围绕学生课前搜集的生活案例进行讨论，由教师引导，有利于学生积极参与课堂教学，活跃课堂气氛，提高学生的语言表达能力，培养学生合作、交流沟通的能力，提高学生的学习效率，实现“以学生学为中心”。又如在第五章“混凝土”中，重点讲解减水剂、速凝剂、缓凝剂、引气剂、抗冻剂等外加剂的巧用。引入情境：当现浇的混凝土到达施工现场，混凝土流动性不达标或者无法凝固时，外加剂工程师如何化腐朽为神奇？由此引出外加剂的成分及作用机理。通过课中教学内容安排与设计、教学方法的优化，可以提高学生对课程的学习兴趣，同时强化学生对核心知识点的掌握，学生在理解知识点的同时将其转化运用，学习效果明显提高。

2.2.3 课后巩固课中重难点

第七章“墙体材料”理论教学结束后，教师可以布置一次调研报告、调研PPT制作任务，要求学生以2～3人为1个小组，明确分工进行市场调研，下次课进行课内分享，小组其他成员协作完成，让学生最大范围地搜集资料、主动解决问题，使学生对粉煤灰混凝土小型空心砌块、蒸压加气混凝土砌块的尺寸、性能应用有更深的认识。本研究以课后作业的工程案例分析为例，在混凝土拌合物的和易性不满足设计要求时，围绕和易性，从流动性、黏聚性、保水性3个方面进行分析，考虑其联系及区别，将整个混凝土拌合物和易性的知识体系融会贯通，提高知识运用能力。

3 实践教学环节改革

“建筑材料”是一门实践性很强的专业基础课，因此，教师需要加强实践教学，包括水泥的细度检测、防水材料的不透水性实验目的、泡沫混凝土配合比设计实验过程、钢筋拉伸实验与数据分析、实验报告的撰写等，不断提高学生的实验技能和分析与解决问题的能力，进一步巩固学生对材料类课程核心内容的掌握。为了强化理论与实践的联系，学生的理论知识学习与实践课同步进行。在完成理论与实践课程教学之后，教师进行一次对分课堂教学，让学生进行知识分享、总结、评价。在观看别人作品、评价别人成果的同时，让学生领悟每一步的内在道理，真正学懂弄通，提高学生的思维能力，培养学生的创新意识和解决实际问题的能力，使其“知其然，知其所以然”。

4 考核方式改革

教师要提高学生的学习兴趣，使其通过解决实际问题实现自我成长，这就要探索一套学生学习多元化评价机制。通过汇报个人与小组的学习成果，赋予组长打分的权利，且需完成评价成果优缺点书面报告，建立定期研讨机制，形成个人打分、小组打分、组长点评的多元评价体系，锻炼学生的反思能力，有利于学生形成科学价值观。

教学实践表明，“BOPPPS+对分”课堂教学模式充分利用雨课堂平台，紧扣课前自主学习、课中合作学习和课后反思拓展3个阶段，体现了“以学生为主体、教师为主导”的理念，不仅提高了学生的学习成绩与实践操作能力，还培养了学生发现问题、解决问题的能力，很好地锻炼了学生交流和自主掌握知识的能力，是一种行之有效的教学模式。然而，“BOPPPS+对分”课堂教学模式改革不是一朝一夕的事情，对提高教师综合教学能力而言也是一个巨大的挑战，需要教师不断地探索和学习。