基于BOPPPS模型的材料力学混合式教学改革与实践

王敏容，谢华慧，王小蔚

（五邑大学土木建筑学院，广东 江门 529020）

2018年教育部提出，“推动课堂革命，积极推广混合式教学，构建线上线下相结合的教学模式”[1]。各高校进行了一系列的教学改革，经过近几年持续建设和发展，在线教学、线上线下混合式教学已逐步成为高校教学新常态。混合式教学是将结合在线资源和传统教学的优势，形成线上线下两种教学形式，引导学生自主地由浅入深的学习。混合式教学不是简单的利用信息化技术平台，将教学内容分为线上线下，关键在于如何在整个教学过程中，将教学内容、教学活动、教学评价进行线上线下教学有机融合[2]。因此，有必要探索一种教学模式，充分发挥线上和线下两种教学的优势，以学生为中心，提升学生学习的深度。

BOPPPS教学模型是诸多学校采取的一种教学模型，体现以教育目标为导向，以学生为中心的教学理念，是将教学过程分解为多个环节，注重教学互动和反思的闭环反馈课程设计模式[3]。目前该模型被全球超过100所学校和培训机构所采用，实践证明BOPPPS教学模型在帮助教师进行合理的教学设计，在促进学生积极自主学习、提高教学效果等方面有很好的作用[4]。

材料力学是土木工程、机械工程等专业的一门重要的专业基础课，为学生后续专业课程学习提供力学支撑，对学生逻辑思维能力的培养起着重要的作用。课程内容知识点多、公式多、理论抽象、逻辑性强，传统以教师讲授为主的教学，学生学习积极性差，教学效果不理想，学生普遍反映课程难学，甚至有些学生还产生了畏惧情绪。基于BOPPPS教学模型，开展课前、课堂和课后三阶段的线上线下混合式教学，拓展学生学习的时间和空间，充分调动学生的学习主动性和积极性，促进学生学习的深度，提高学生分析问题、解决问题的能力和工程实践能力，提升课程教学质量。

1 BOPPPS教学模型概述

BOPPPS模型将课程教学分为6个阶段，依次为B（Bridge-in）引入—O（Objective）学习目标—P（Pre-test）前测—P（Participatory learning）参与式学习—P（Post-assessment）后测—S（Summary）总结，每个小的教学环节都起承转合，进而组合称为一节课堂。BOPPPS模型的每一环节需要师生共同完成，突出学生的主体，教师设计整个教学过程以引导、启发、评价学生学习。在传统的课堂教学设计中也会有类似的BOPPPS教学环节，比如“导入—回顾、目标—教学提纲、前测—预先提问、参与式学习—讲授、后测—课堂练习、总结—小结”[2-5]。但BOPPPS教学模型更强调几个教学环节在课堂实施中的地位，突出学生的参与式学习，强调以学生为主体，注重教学互动和反思。BOPPPS模型为混合式教学提供了有效的教学设计思路，将课前、课堂和课后三阶段教学，线上和线下两个维度，与6个教学环节有机结合，充分利用线上线下教学资源，开展各个环节教学活动。在实际的课程教学中，根据课程的内容有针对性地组设计各教学环节教学内容、教学活动和教学评价。

2 BOPPPS模型在材料力学教学中的应用

BOPPPS模型从学生主动学习的角度出发，生动有趣的引入教学内容，制定明确的教学目标，通过前测了解学生课前的学习情况，根据重点和难点有针对性讲解，采取合适的教学方法调到学生积极参与课堂学习环节，后测学生对知识的掌握情况，最后梳理和总结教学内容。下面根据BOPPPS模型的组织流程，阐述其在材料力学课程中的具体应用。

2.1 引入（Bridge-in）

此环节的目的是激发学生的学习兴趣，与工程实际、生活相结合，使学生关注即将展开的教学内容。解答学生“为什么要学”，“在实际工程中有什么用”，“这节课上什么内容”等问题，阐述此次课程学习的重要性。讲述与教学内容密切相关的工程案例、生活中的实例、工程事故等来引发学生的思考，导入课程的教学内容；或者讲述上次课教学内容与此次课内容的关联性，对已有的知识总结并引出将要学习的内容；提出与教学主题相关的问题等来引导带着问题进入课程内容教学环节。如在讲述“轴的扭转强度”知识点时，以粉笔的扭转破坏为例，要求学生观察粉笔的断裂并思考粉笔扭断是什么原因？为什么断裂口是45°的斜截面？顺利引出要讲解的内容。

2.2 课堂学习目标（Objective）

根据课程教学目标，细化课堂学习目标。以布鲁姆教育目标分类对课堂学习目标进行详细具体、可测试、可衡量的描述，使学生清楚学习的目标并能评估自己是否达到了要求。课堂学习目标以学生为主体，明确学生需要理解什么原理、应用什么公式，分析什么问题，获得什么知识、能力、素质等，同时给出目标相应的明确的评价标准以便学生能够进行有效评估学习效果。如要求学生判断杆件的变形、绘制内力图、分析应力、计算强度等。

2.3 课堂前测（Pre-test）

前测可以在课堂前或课堂开始中进行，通过测试、作业、提问等各种方式来开展。通过这一环节，教师一方面准确掌握学生对已学知识的掌握程度，另一方面了解学生对即将讲授内容的熟悉程度，教师可以及时调整教学内容的深度和进度。

2.4 课堂参与式学习（Participatory learning）

课堂教学中以教师为主导，引导学生参与课堂思考、练习、讨论等互动活动，提升课堂讲授的接受度。以实际工程案例，设置合适的力学问题，引导学生思考。例题讲解前，要求学生自己读题、自己分析并在草稿纸上完成求解；例题讲解过程中，要求学生在黑板上演练，并请其他同学进行评分，教师再重点讲解学生错误的地方；整个教学过程要求学生边讲边练，将重要的知识点和练习中错误的地方标示出来以供课后复习。

2.5 课堂后测（Post-assessment）

与课堂学习目标相呼应，针对不同目标设计相应的测试题目，可选用判断题、作图题、计算题等题型进行课堂小测试检测学生的学习效果，可在课堂教学内容讲授结束后进行。课堂测试要求学生在规定时间内完成后上交，反映最真实的学生课堂学习效果，既可作为学生的平时成绩，还能记录学生的出勤情况。在这一阶段检查学生对课堂教学内容的学习情况，如果部分知识点未达到教学目标，根据学生的学习掌握情况，有针对性地布置课后作业。

2.6 课堂总结（Summary）

在此阶段，简要回顾本次课堂的教学内容，理清知识点之间的关系，梳理难点和重点的求解方法，引出下次课的内容，让学生提前预习。采用口述或PPT讲授，也可以在黑板画个总结图等方式。学生课后在完成知识点的梳理和总结，形成课程笔记和思维导图。

3 基于BOPPPS模型的混合式教学设计

以材料力学中压杆稳定知识点为例，阐述基于 BOPPPS模式的混合式教学设计的具体应用。教学过程分为课前、课堂和课后三个阶段，教学活动采取线上和线下两种方式实施，线上教学基于超星学习通教学平台。

3.1 课前教学设计

教师根据课程教学进度，提前将教学视频、教学课件、参考学习资料等发布到教学平台，并发布课前学习任务清单，让学生明确学习的目标、内容、任务要求等，并进行拓展学习，查找魁北克大桥事故资料，分析事故的原因及对我们的启示。再发布临界压力欧拉公式的运用课前测试题。学生观看视频、查阅相关教学资料、完成课前测试。通过线上教学平台学生学习数据分析，对学生的学习情况进行跟踪和反馈，对没有按时完成各项活动的同学及时提醒通知，及时掌握细长压杆欧拉公式中学生学习的难点，进行课前学情分析，明确课堂教学内容并设计相应的教学活动。

3.2 课堂教学设计

基于BOPPPS模型，根据教学内容分为六个阶段，每一阶段根据实际情况调整教学进度并进行课堂互动，具体教学过程见下表1（P158）。

表1 基于BOPPPS模式的课堂教学设计

3.3 课后教学设计

课后，教师发布课后学习任务，学生先整理课堂测试，再次观看SPOC视频，对课堂讲解的重难点和例题进行梳理，总结分析和求解方法以及课堂中的错误点，形成课程笔记。再完成学习平台中的作业，并提交到学习平台。最后制作结构模型杆件、计算模型受力，将所有力学知识应用到实际的结构模型中，提升教学内容的高阶性。

4 结语

BOPPPS教学模型强调以学生为中心，将教学过程分解为6个环节，构成一个完整的教学设计。将BOPPPS模型与混合式教学相结合，运用到材料力学的课堂教学中，实施了材料力学课堂、课堂和课后三阶段、线上线下两个维度的教学改革与实践。通过2020级学生的问卷调查显示，86%的同学对材料力学课程线上线下混合式教学满意，88%的同学认为课前和课后借助教学平台视频学习有助于课堂知识的理解，特别是作业视频的讲解，更有助于学生课后自主学习。在课程难度相同的条件下，2020级学生相比于2019级，优良率大幅提升，课程目标达成也提升。基于BOPPPS模型的混合式教学，学生的学习积极性和主动性明显得到提升，教学效果也得到了显著的提高，为线上线下混合式一流课程建设提供了有效的实施途径。