新农科背景下草产品加工学BOPPPS 模式的教学实践：以北京林业大学为例

张铁军，李富翠，杨珏婕，郭旭生，吴哲，申玉华，董世魁

（1.北京林业大学草业与草原学院,北京100083；2.兰州大学生命科学学院,甘肃兰州730020；3.中国农业大学草业科学与技术学院,北京100094；4.赤峰学院化学与生命科学学院,内蒙古赤峰024000）

新农科建设已成为振兴高等农林教育的重大战略，成为涉农高校、涉农专业新时期教学改革的重要方向[1]。草业科学是农学门类下的一级学科，以植物生命科学为基础，面向草食动物饲草料生产、生态环境治理和景观及运动场绿化等行业产业，集生物学基础研究、植物生产应用和草地工程技术于一体，涉及农学、畜牧学、生态学等多个学科专业的新兴交叉性专业[2]。而草产品加工学是草业科学专业的核心课程，是以保持和提高牧草饲料的营养价值、减少加工贮藏过程中的营养损失为基本理论，重点研究牧草饲料及其他饲料加工技术的科学[3]。十三五以来，农业结构调整加快推进，现代畜牧业快速发展，饲草加工与贮藏的重要性日益凸显，亟需大量草产品加工领域的技术人才。在新农科建设和草产业快速发展的大背景下，草学教育者需要对草产品加工学等课程体系和草业人才培养方案进行新的思考。

随着我国高等教育改革的不断深入，先进的教学理念、教学模式和教学方法不断涌现，如混合式教学、案例式教学、BOPPPS 教学模式等。其中，BOPPPS 模型是一种基于体验式学习理论而设计的教学设计模式，符合“两性一度”的“金课”理念，是教师打造一流课程必须具备的教学技能。目前，BOPPPS 模式已在农学门类部分课程中进行了探索应用，如旱农学[4]、经济动物生产学[5]、药用植物学与生药学[6]、牛生产学实验[7]、遗传学[8]和设施园艺学[9]等，教学效果得到了显著提高。与药用植物学等许多农学门类课程相似，草产品加工学同样是以现代生物科学和食品科学为基础，要求学生具备一定的植物学、化学等基础知识，课程差异主要是研究对象的不同；而BOPPPS 教学模式本质上是一种方法论，具有跨学科、体验性、引导性、趣味性等特征。可见，该模式对于提高草产品加工学教学质量具有潜在的应用前景。但在草产品加工学等草业科学专业课程教学中的应用鲜有报道。鉴于此，本文报道了采用BOPPPS 教学模式来进行草产品加工学课程设计并用于教学实践，分析该模式在本课程中的应用效果。本研究有助于探索在草产品加工学等草业科学专业课程中推广应用BOPPPS 教学模式，提高专业课程教学质量，为培养高素质复合型人才、加强新农科草业科学建设奠定基础。

1 BOPPPS 教学模式应用概况

BOPPPS 教学模式是北美高校教师广泛推行的一种教学理论模型，是1976 年由加拿大教师技能培训(InstructionalSkillsWorkshop,ISW)创建的[10]。该模型包含导言(bridge-in)、目标与预期效果(outcome或objective)、前 测(pre-assessment)、参 与 式 学习(participatory learning)、后 测(postassessment)、总结(summary)六项要素，BOPPPS是六要素首字母缩写。通过搭建“导言(B)-目标(O)-前测(P)-参与式学习(P)-后测(P)-总结(S)的教学模式，充分调动学生主动性，引导参与教学互动和自主学习[11]。目前该模型已被全世界超过33 个国家引进采用，在全球超过100 所大学和产业培训机构推广，其应用实践表明该模型是一种有效果、有效率、有效益的且能够促进学生积极参与课堂学习的教学模式[12]。近年来，BOPPPS 模型在我国开始引入和实施。以中国知网为例，截至2021 年12 月，以BOPPPS 为主题的相关论文有1330 篇。2015 起，发表文章迅速增多，2018 年以后每年发表论文均超过100 篇，2021 年发表论文数量最多，共429篇。BOPPPS 模式在高等教育领域研究最多，近10 年共发表论文660 余篇(表1)。因此，BOPPPS 等教学模式的兴起为推进我国包括草业科学在内的新农科建设及人才培养改革提供了新的教育理念和教育方式。

表1 中国知网以BOPPPS 为主题的论文分类分析(2010-2021)Table 1 Distribution of papers with BOPPPS as keywords in different subjects in CNKI (2010-2021)

从学科分布来看，BOPPPS 模式涉及的学科领域较多，适用范围很广。其中，高等教育、计算机软件及应用、教育理论与管理3 个领域研究报道较多，分别为662、436 和406 篇，新农科方面的研究报道较少有9 篇。目前，BOPPPS 和PBL 教学模式已在一些内容广、领域多、注重实践操作和田间应用的涉农课程上进行了探索和实践，并取得了较好的教学效果[13-14]。例如，张鹏等[4]将BOPPPS 教学模型引入《旱农学》课程的课堂教学中，对不同章节的课堂模式设计，教学效果得到了显著提高。在新农科建设背景下，近几年草业科学专业领域的课程建设、教学研究和人才培养已有大量研究报道[15-17]。例如，杨惠敏等[15]结合草学的学科特点、草牧业的产业需求，探索构建了草类作物栽培学综合实践教学体系。但目前关于BOPPPS 模式在草业科学学科领域的研究未见报道。此外，BOPPPS 相关研究主要集中在教学模式、教学应用和教学设计等方面，BOPPPS 与混合式教学、翻转课堂、雨课堂、线上教学等结合研究也有较多报道。

2 草产品加工学教学问题分析

草产品加工学是草业科学专业的核心课程，其教学目的是学生掌握草产品加工与贮藏的相关基本理论和基本技能，是一门技术性很强的应用性、实践性课程。北京林业大学草业科学专业培养计划中草产品加工学课程有32 学时，理论授课24 学时，实验教学8 学时；一般采用每教学周4 节，每节2 学时连排的排课方式。笔者总结北京林业大学、中国农业大学、兰州大学等院校该课程的教学实践并结合该课程的相关研究报道[18]，发现国内草产品加工学教学中仍然存在不少问题。

2.1 教学内容更新慢，与科研和产业脱节

近年来，草产品加工技术发展迅速，专业知识与概念不断更新。但部分高校的教学活动仅强调课程基础知识点，涉及新理论新技术偏少，在知识广度与深度上不能反映科技的新发展。同时，大量新技术新产品应用于草产业生产，教师往往不能及时更新讲解这些情况，导致教学内容与产业发展脱节，学生很难将理论知识有效地应用于实际生产，影响人才培养效果。

2.2 课程内容多学时少，教学压力大

草产品加工学课程覆盖面广，涉及微生物学、植物学和化学等多方面知识。授课过程中，有学生反映该课程内容多，知识点繁杂，很难全面掌握知识要点。同时，大多数高校该课程学时不断被压缩，教师想讲透彻，时间不够，如果只讲难点、疑点、重点，加快进度，学生又很难理解消化。教学内容繁重与课时偏少的矛盾日益突出，仅依靠传统的讲授方法难以达到理想的教学效果。

2.3 重视理论教学，教学实践不足

与有些草学专业课程(如草地植物分类学)不同，草产品加工学是一门实用性技术性较强的课程，与生产实际关系密切，注重理论与实践有机结合。而目前由于课时不足，加上师资或教学条件限制，许多院校不设置或少设置实验实践教学环节，严重影响了学生实践能力的培养，教学质量明显下降。

3 草产品加工学BOPPPS 教学模式的实践探索

为满足新农科本科教学的需求，笔者将BOPPPS教学模式引入北京林业大学草业科学专业2018 级草产品加工学的教学实践中，主要包括教学大纲优化、教学模式设计、考核方式改革3 个方面，取得了阶段性的成效。

3.1 调整教学学时

“草产品加工学”本课程教材选用的是贾玉山、玉柱主编的普通高等教育十二五规划教材《牧草饲料加工与贮藏学(第三版)》。该教材共包括13 章，内容详尽，涉及面广。如果按照传统教学安排，每章节内容平均安排学时，教师需要在每次有限的2 学时教学中讲授大量的知识点和相关技能，很多内容学生无法吸收领会，更难以实施BOPPPS 模式等教学手段来增加师生互动，学生容易产生厌学情绪。因此，笔者详细分析了草产业发展的新形势和对人才的新需求，调整优化了教学大纲，为构建本课程的BOPPPS 体系创造了条件。

重点章节增加学时。干草和青贮饲料是近年来的主导草产品，也是草产品加工领域的研究重点。因此，将干草加工与贮藏章节由2 个学时增加到4 个学时，利用3 个学时详细讲解基础知识并利用1 学时进行苜蓿干草专题讲座；将青贮饲料调制加工章节由2 个学时增加到6 个学时，利用4 个学时详细讲解基础知识并利用2 学时进行青贮玉米和苜蓿的专题讲座。同时，由于课时较为充足，笔者充分发挥BOPPPS 教学模式的特点，通过问题导入、案例分析、参与式学习等方法，调动学生的积极性，使学生更好地掌握干草和青贮工艺技术在实际生产中的应用，加深了对关键理论知识的消化理解。

次要章节合并讲解。秸秆饲料在草产品中的比例逐年降低，木本饲料等其他草产品的实际应用也较少。因此，将秸秆饲料、木本饲料、工业副产品等章节由每章2 学时减少到1 个学时，并按照BOPPPS模式特点对知识点讲授方式进行调整。例如，在木本饲料章节，将乔木和灌木饲料的特点、加工流程等通过不同的案例合并比较分析，既突出不同原料产品的差异，又对相似的内容合并讲解，显著提高了授课效率。此外，教师课堂只讲重点、难点、疑点，其他内容作为课外作业由学生通过自学课件、查阅资料等方式学习。师生通过教学平台互动交流，老师能够掌握同学们的学习效果，并及时督促引导。

3.2 重构教案设计

草产品加工学BOPPPS 教学模式的构建，核心理念在于通过该教学模式与课程内容的有机结合，有效提升学生的学习主动性、参与度，提高教学效率，形成集知识性、趣味性和创新性于一体的面向新农科建设的创新性教学模式。

草产品加工学课程内容主要为不同形式草产品加工与贮藏关的基本理论和基本技能，除“草产品的收获”和“饲草产品检验”两部分，每一章均介绍一类草产品，关联度较低，比较适合进行BOPPPS模式教案设计。教案设计主要包括3 个阶段。首先，理论讲授中BOPPPS 模式适用内容的确定。根据各个章节的核心内容、教学资源、教学实践经验，并结合该模式特点，初步将每章教学内容划分成若干个单元，进而依据BOPPPS 模式将每个教学单元划分成6 个阶段。其次，BOPPPS 模式中各环节内容和适用方法的选择。按照BOPPPS 教学单元中每个阶段的设计意图，并结合资源素材，灵活采用不同的教学方法，初步构建基于BOPPPS 教学模式的草产品加工学教案。教案初步设计采用的主要方法、主要特点和目的如表2 所列。最后，重构教案内容、教学设计与方法的确定。课程教案的重构绝不是简单、生硬地混入BOPPPS 模式，涉及课程内容、教学方法以及后期试卷等多方面调整，需要反复进行情境推演，并与授课经验丰富的主讲教师进行讨论、修改，确定最后方案。

表2 基于“BOPPPS”模式草产品加工学教案设计概况Table 2 Construction of the BOPPPS teaching mode of “Grass Product Processing Science”

3.3 教学过程举例

前期学时调整、教案设计完成后，就进入到草产品加工学课程BOPPPS 教学模式的实施阶段。“第四章青贮饲料调制加工”是课程核心内容，也是课时比例最高的章节，而“第二章牧草及饲料作物的收获”是草产品加工生产的首要环节，对控制草产品质量至关关键。因此，本文以第四章第二节“青贮的原理”和第二章第二节“饲草饲料收获的原则”为例，分别阐述BOPPPS 教学模式各环节的实施要点(表3)。

导言：以第四章第二节“青贮的原理”为例，先展示酸白菜和泡菜的图片，引出科学问题：“1)你吃过酸白菜或者韩国泡菜吗？2)你是否了解酸白菜的制作原理”？通过日常生活案例的图片展示和科学问题的导入式教学，可以提起学生对本课程的兴趣，进一步阐述本节课程的重要性和实用性。

目标：以第四章第二节“青贮的原理”为例，知识目标是学生能够正确掌握并复述青贮原理、青贮中主要微生物及其作用、青贮的发酵过程、青贮过程中营养物质的变化与损失、青贮饲料制作的关键条件；能力目标是学生能够深入理解青贮发酵的理论基础及关键技术；情意目标是使学生深刻认识到先进科学技术在提高草产业的生产效率和经济效益等方面的重大作用，增强学生投身现代草业发展的使命感和责任感。

前测：以第四章第二节“青贮的原理”为例，先展示蔬菜和水果腐烂的图片，提出2 个问题供学生们进行思考和回答:为什么食物会变质腐败？有几种重要因素？先让学生尝试回答，然后给出答案，并引出课程内容。通过提出科学问题，由浅入深地启发学生思考与教学内容相关的问题，提高了学生们对本课程的兴趣和参与积极性。

参与式学习：以第二章第二节“饲草饲料收获的原则”为例，在讲授“可收获的总消化养分含量最高为基本标准”时，采用图片和表格展示，详细分析饲草地上部分产量增长和营养物质积累的动态规律，并以苜蓿实验结果为例，讲述其在不同生育期产量和品质的变化，最终推导出适时收获的第一个原则。通过实验举例，能够使学生理解该知识点的理论基础，从而加深对该原则的记忆和灵活运用。此外，教师对比展示了不同质量的苜蓿草捆图片，并提出部分养殖企业的观点“进口苜蓿品质较高主要得益于品种的优良特性”，引导学生进行辩论是否正确。在此过程中，教师可以反问，“为什么国内企业采用引进品种生产的草捆仍然品质较差？”。针对学生的困惑，教师及时给出正确的解释，牧草品质的优劣更大程度上取决于收获时期而不是品种，进一步帮助学生理解关键知识点。

后测：以第二章第二节“饲草原料收获的原则”为例，提出1 个问题供学生们进行思考和回答：如何确定天然草地(羊草为优势种)的收获期？先让学生小组讨论，然后给出答案和科学依据。该问题的备注数据是教师精心挑选的，故意误导学生根据以往经验做出错误选项。教师可针对学生的错误选项和依据逐一进行详细的批驳解释，加深学生对知识的理解，并引出下一节课程的内容。

总结：以第二章第二节“饲草原料收获的原则”为例，利用思维导图的方式进行总结。教师绘制草产品加工产业技术体系思维导图，突出收获技术在整个产业体系中的位置，强调牧草收获技术在草产品加工体系中的重要作用。

3.4 改革考核方式

融入BOPPPS 教学模式后，结合新农科建设的要求，课程配套调整了相应的学习评价机制。通过对考核环节与考核内容的科学设置，从课程参与度、知识点掌握情况、创新思维、综合应用等方面，全面、客观评定学生的学习效果。在考核环节方面，采用日常考核与期末考核相结合的考核方式；日常考核包括课堂表现、日常作业、教师评价、学生互评、试验操作和试验报告六部分(表3)，充分调动学生参与式学习的积极性。在期末考试内容的选择上，结合BOPPPS 模式特点和授课内容，在考查基础知识的同时，增加案例分析、综合分析等题型占比，以考核知识运用能力为主，突出专业核心技能，克服“死记硬背”“高分低能”的弊端，实现以考促教、以考促学，注重学生知识体系与实践能力的培养[19-20]。

表3 草业科学专业草产品加工学课程考核评价体系Table 3 Evaluation system of forage processing and storage in pratacultural science

4 BOPPPS 模式的教学应用效果

4.1 授课方式满意度调查

笔者以北京林业大学草业与草原学院草业科学专业2018 级的学生为研究对象，于2020-2021 第一学期课程结束时使用问卷调查对教学效果进行分析(表4)。结果表明，对该课程的兴趣平均分为9.15，其中特别感兴趣(9 分以上) 的学生比例占61.5%，感兴趣(7～8 分)的占38.5%，可能与该门课程为专业选修课有关。开课后，76.9% 的学生认为该课程使其了解(9 分以上)了草产品加工学研究进展，分别有61.5%和9.3%的学生认为特别了解(9 分以上)或了解(7～8 分)草产品加工学的相关产业，仅有1 人了解程度为“一般”(5～6 分)。总体上看，学生对BOPPPS 模式中各种教学方法的实施和改进评价较高。其中，对课堂小组讨论、短视频教学、试验理论、专题讲座、试验教学方式等教学方法和设计非常满意，满意度平均分在9.00 以上；对邀请校外专家专题授课和课后自学方式的满意度相对较低，平均分分别为8.54 和8.77，其中有2 人认为校外专家专题授课和课后自学方式的满意度为“一般”，可能是由于更换教师后，学生对校外专家的讲授方式不适应导致评价较低。对考核方式满意度平均分为9.77，其中特别满意(9 分以上) 的学生比例占92.3%，满意(7～8 分) 的占7.7%。可见，基于BOPPPS 模式的教学实践在该门课程中的应用中获得了学生肯定。

表4 草产品加工学课程教学改革效果调查问卷反馈Table 4 Feedback of teaching reform of forage processing and storage

4.2 教学效果调查分析

对BOPPPS 教学样本班级的成绩分析表明，期末考核平均成绩为92.21 分，90 以上学生占总人数71.4%，80 分以上学生占总人数92.8%，及格率达到100%，仅有不到10% 的学生成绩中等(70～80 分)(图1)，说明学生对运用BOPPPS 教学模式进行草产品加工学教学实践非常支持，学习积极性有了较大改善，能够根据老师要求按时且保质保量的完成日常学习，较好地吸收掌握课堂教学内容从而高质量完成期末考核，整体教学效果良好。

图1 BOPPPS 教学模式引入课程教学后考核成绩分析Figure 1 Assessment results analysis after the practice of the BOPPPS model in forage processing and storage

5 结语

为了满足“新农科”建设计划对人才培养的要求，采用BOPPPS 教学模式对草产品加工学课程教学进行改革探索，具体内容包括：1)重新编写大纲，更好地体现草产品加工领域的科技发展和行业需求。2)重构教案设计，对不同章节进行BOPPPS 模式设计，融入参与式教学、案例分析等多种教学手段，改变传统教学中“学生以被动听讲为主”的状态，提高了学生的参与意识。3)改革考核方式，增加案例分析和综合试题在考核中的比例，更好地考查学生对知识要点的理解和灵活掌握程度。

在实践探索中发现了一些不足。1)部分BOPPPS模式设计环节不合理，导致学生参与度不高，未达到设计效果。教师需要在课后及时反思，并在后续的教学设计中不断完善更新。2)初次引入BOPPPS模式时，教师容易生搬硬套，导致“重格式轻内容”的问题。因此，教师需要对BOPPPS 模式特点进行深入研究，剖析所讲课程与参考模板的异同，活学活用，紧紧围绕课程内容进行模式设计。

总之，BOPPPS 模式在“草产品加工学”教学中的实践应用，加强了教师和学生间的互动性，强化了学生独立思考、主动学习和创新实践能力，提高了教学评价成绩的客观性，为培养新时代高素质的草产品加工专业人才打下坚实的基础。