有机化学课程BOPPPS教学模式探讨

谢斐,郝雨濛,俞世冲,汪亭,金永生,张大志

海军军医大学药学系 (上海 200433)

当今互联网技术飞速发展,如智慧树、雨课堂、中国大学MOOC、各种线上会议App等平台,逐渐改变了传统的课堂教学形式,线上加线下组成的“混合式”教学越来越普遍。其中蕴含的相关教学模式有：O-PIRTAS式翻转课堂(Flipped classroom)[1]、问题导向式教学法(Problem-based learning)[2]、讨论式教学模式(Seminar)[3]、情景式教学(Scenario simulation teaching)[4]等。不同的教学模式本质都是从教学内容出发,结合各自课程的专业特点,融入学科规律,具有典型性、普适性和易学性。BOPPPS教学模式是另一种常用的有效教学模型,最早可追溯至1978年,用于北美各级学校的教师培训工作[5]。作为教师技能培训体系的理论基础,目前已被全世界几十个国家上百所高校及相关培训机构采用[6],近年来逐渐在我国高校中被推广。通过导入(Bridge-in,B)、目标(Objective,O)、前测(Pre-assessment,P)、参与式学习(Participatory learning,P)、后测(Post-assessment,P)和总结(Summary,S),将传统课堂划分为六个层次明确的教学模块[7],简称BOPPPS。与传统的教学方法相比较,该模式以建构主义和交际法为理论依据[8],倡导以学生为中心,实现了教师与学生间全方位的互动式教学,可操作性强,有利于提升课堂教学效果,便于青年教师掌握。为更好探讨该模式在有机化学课程中的应用,笔者针对有机化学传统课堂中面临的教学问题,分析BOPPPS教学模式的特点,在教学实践中重新设计并融合BOPPPS教学模式,最后结合单元测试,总结评价运用BOPPPS教学模式的效果。

1 BOPPPS教学模式的特点

1.1 BOPPPS教学模式各阶段教学目的明确

在传统课堂教学过程中,教师往往关注授课内容是否连贯,知识讲述是否完整,即按照教学大纲要求将教学内容进行充分的展示和讲述。但是一堂课中各部分的教学目标教师自身是否清楚,学生在听讲过程中,是否也能理解并很好地完成教师的教学设计,这一点很难在传统课堂上体现。而BOPPPS教学模式要求对每一节课的内容进行划分,教师需要在备课时对每一环节有针对性地准备,学生在课前预习中也能够明确知道本次课要学习什么,达到怎样的要求。授课过程中,教师能够通过前测和后测,及时了解学生对规定要求的掌握情况。这样,师生两方都带着明确的目标开展教学活动,使得课堂教学逻辑更加清晰紧密,促进了实际教学效果的提升。

1.2 BOPPPS教学模式以学生为中心

传统的课堂教学,教师是主体,以教师的讲解为主,一些理论性强的课程,容易出现教师“满堂灌”的情况。学生通常是被动的参与者,学习积极性普遍不高,课上听不进去,课后不想复习,存在厌烦畏难情绪。而BOPPPS教学模式核心理念是以学生为中心,倡导学生为课堂的主体。在重要的参与式环节,时间分配占到了一节课的60%左右,很大程度上将课堂交还给学生。教师通过设计多种互动环节,如头脑风暴、小组讨论、投票反馈、案例分析、实际操作等,充分调动学生的主观能动性,增强学生的学习兴趣,进而培养学生分析问题和解决问题的高阶能力,这也是BOPPPS教学模式与传统教学模式的本质区别。

1.3 BOPPPS教学模式体现了完整的教学逻辑性

传统的教学模式,形式单一、过程简单。教师负责在课堂上授课,学生在课后完成作业,这种单一的“线性教学”模式,师生间缺乏更深入的交流,也缺少有效的课堂与课后、教师与学生间的衔接互动。教师无法及时获取学生的学习情况,学生则是不能详细地向教师反馈学习过程中遇到的难点。与之相比,BOPPPS教学模式每一个环节模块都是前后衔接、相互促进的,符合学习认知规律,便于学生理解接受,因此课堂教学实际上成了一个可操作性强、逻辑紧密的教学网络。在学习过程中,学生能够以更为主动的学习方式全程参与课堂的每个环节,从而保证了整个教学过程的完整性,进一步提升课堂教学效果。

2 BOPPPS教学模式设计过程

有机化学作为本校临床专业本科必修课,授课对象为大一新生,是承接后续医学专业课程如生理学、生化学、药理学、病理学等重要的化学类基础课程。但有机化学的学习对于刚进入大学的新生来说,知识点内容繁杂琐碎,理论部分晦涩抽象,课时数相较于临床其他课程来说偏少。学生普遍反映有机化合物的结构、命名和性质枯燥难学,教师在授课过程中也感到传统的教学方式不能很好地实现教学目标。在教学改革和课程建设中,为了提高教学质量,笔者选取《羧酸》章节的一节课进行教学设计。该章节在有机化学知识体系中,属于后期课程,对学生有机化学基础知识的掌握情况要求较高。前期课程学生已学习过含有羟基官能团的醇以及羰基官能团的醛、酮,在此基础上本次课的重点内容为羧基官能团的结构特点,羧基中羟基与羰基所形成的p-π共轭,进而教师推导出羧酸所具有的化学性质——酸性,围绕诱导效应、共轭效应、邻基效应等分析各取代基对酸性的影响因素,最后要求学生掌握羧酸能发生的多种化学反应,如羟基被取代生成羧酸衍生物的反应、脱羧反应、羰基的还原和α-氢的卤代。笔者按照BOPPPS教学理念和特点,具体对BOPPPS六部分模块进行时间划分,各部分占比约5%、5%、10%、60%、10%和10%,尝试探索BOPPPS教学模式在有机化学课程中的应用。

2.1 导入(Bridge-in,B)

导入设置的目的首先是吸引学生的注意力,说明本次课主体内容的重要性,将刚进入课堂的学生思维集中起来,建立学习动机,同时营造一个轻松愉快的课堂环境。导入的部分要围绕本次课程所要讲述的内容,不能过度发散偏离主题,可以设计选取有关的人文背景故事、提出批判性的辩论问题、播放影音视频等,最大限度地调动学生兴趣,激发学生主动思考。如通过日常生活中食用的醋,播放我国四大名醋的酿造过程,引出醋酸或举出医疗行业中常见的羧酸类药物,如阿司匹林、布洛芬等,进而引出羧酸类有机化合物的概念。

2.2 目标(Objective,O)

该部分为本次课程学习明确一个或多个清晰的目标,教师可从情感、技能、认知三个角度出发,树立和告知学生在学习之后需要达成的要求。所设目标应具有可实现性和可考查性,推荐以动词和名词的短语形式列出。按所需目标层次可分为记忆、了解、应用、分析、评价、创造等,相关搭配的动词有：列举、重现、区别、比较、计算、示范、归纳、证明、阐明、预测等。明确的学习目标可以让学生在上课过程中有倾向性地听课,如本次课按照教学大纲要求,需要学生掌握羧基官能团的结构特点,说出酸性产生的原因,能够分析、比较不同有机化合物酸性的大小。

2.3 前测(Pre-assessment,P)

前测的意义在于一方面能够回顾前期所学的知识内容,挖掘可利用的学习资源,另一方面教师可了解学生的学习兴趣,掌握本班次的学习情况,并及时调整后续课堂教学难度,让课程目标更聚焦,其本质核心都是服务于本次课的教学。常用的测试方法如借助各种线上App学习平台、微信、QQ兴趣小群组发放测试题目、投票、问卷调查等。选择的题目通常以是非判断题、选择题等简易题为主,便于软件快速统计测试结果,及时向学生公布,让学生清楚自己所在班级整体和个人情况,进一步激发学习动力。如笔者在讲述羧基官能团时,随机点名让学生选择回答醇中羟基或醛、酮中羰基官能团的结构特点,或要求学生写出所学过的能够生成羧酸的化学反应方程式等。

2.4 参与式学习(Participatory learning,P)

本部分为BOPPPS教学模式的核心,一节课教学效果的关键往往在于学生能否主动参与其中,主要包含师-生互动和生-生互动两种类型。教师应本着以学生为主体,在完成上述三个环节后,重点开展此阶段的授课。因此在前期的备课阶段就要精心设计,着重围绕如何充分调动学生积极性展开。如划分学习小组,教师根据课前布置的预习内容,组织各小组汇报师生对汇报结果开展小组互评、教师打分、口头评述等,从而改变传统课堂教师“一言堂”和学生注意力不集中的情况,将课堂的“舞台”留给学生展示,并在教师的全程指导下,加深学生对知识的理解。如在讲述羧基官能团p-π共轭的结构特点时,笔者按照有机化学“结构决定性质”的学习方式,先抛出甲酸、甲醇、甲醛中各自键长的数据,再以小组为单位让学生选取自制的C、H、O元素卡片,按照分子的化学键长和成键方式进行组合,随后小组讨论将键长发生变化的原因写在便签纸上,组长汇总后将便笺纸贴在黑板上展示并阐述原因,供集体分析,对于回答正确的小组加分奖励。笔者还在讲解羧酸的化学反应时,让学生以小组形式开展汇报,如将羟基被取代生成羧酸衍生物、脱羧反应、羰基还原和α-氢的卤代这四部分内容在课前先分配给各个学习小组预习,课中每个小组派代表就本组的反应进行讲解,也可对学习过程中遇到的问题集中讨论。最后教师针对各组的反馈情况总结发言,使学生发散的思维回归课堂。

2.5 后测(Post-assessment,P)

较前测来说,该部分主要考查学生对本次课的掌握情况,测试的内容也可作为对本次课的复习,放在下次课的前测环节。教师可按照知识点的难易程度,设置2～3个检测题目,以抢答、问答、案例分析等形式为主。利用线上教学平台,教师在公布答案后可及时获取统计数据,对于排名前几位的学生可以加分表扬,对于回答排名在后几位的学生,教师可在课后进行点对点询问,了解学生遇到的问题,耐心辅导解决困惑。如本次羧酸的练习题以不同化合物的酸性大小,设置排序题;根据羧基官能团的化学性质,设置问答题,笔者让学生写出本次课需要重点掌握的化学反应方程式。

2.6 总结(Summary,S)

课堂小结模块是对本节课重点内容的再梳理,此部分应由教师为主导,带领学生回顾课程内容,利用逻辑树、思维导图等方式将各个零碎的知识点串联,协助学生归纳重要规律,概括学习方法。如按教材上本节各部分标题以板书形式罗列提纲,再对照二级标题、三级标题注明所要掌握的内容。对于教学大纲要求考核的部分,用星号笔标记突出,便于学生课后重点复习。最后补充课外学习链接,供感兴趣的学生延伸拓展,还可以发布课后作业、布置下次课预习内容,如明确下次课“参与式学习”部分的要求等。

3 BOPPPS教学模式运用评价

本章授课结束后,为检测实际教学效果,教学团队利用单元考试对两个教学班次,即运用BOPPPS教学模式(实验班)和未运用BOPPPS教学模式(对照班)进行评价(表1)。统计结果表明,两个班成绩均呈正态分布,但实验班的成绩较对照班有所提高。实验班优秀率(80分以上)为60.46%,高于对照班的47.92%,且平均分高出对照班5.08分。实验班在授课过程中,教师能明显感受到学生在课堂互动环节更加积极,对知识的自主学习和探索欲望较对照班更为主动。

表1 实验班与对照班考试成绩对比

4 结语

笔者以有机化学中“羧酸”章节为例,结合在实际教学过程中的粗浅经验,介绍了BOPPPS教学模型。该模型包含的六大模块均从学生学习的角度出发,一定程度上改变了传统教学模式带来的弊端。在引入环节,通过多种形式的设计,聚焦学生思维,拉近师生间的距离;可实现的教学目标让学生能够更好地对照学习重点;借助多种线上教学平台,前测和后测便于汇总统计检测结果,让教师能够更好地掌握本班次每名学生的学情;参与式学习模块,是BOPPPS教学模式的精髓,能否充分调动学生学习的积极性以及在互动环节中对重点内容能否讲述清楚,考验教师对课程教学的整体把握。根据前测,在获得学生的反馈信息后,适时调整后续教学活动,该部分需要教师较高的临场应变能力。总结环节,教师带领学生归纳提高,进一步提升课堂学习效果。

教师在充分理解该模型各模块的意义后,可根据实际教学内容将课本知识与BOPPPS教学模型有机融合,不必拘泥于固定的框架套路,有选择性地加以使用,如灵活组合各个模块顺序。总之,本着“以学生为中心”的教学理念,充分发挥BOPPPS教学特点,实现师生间全方位参与式互动教学。通过BOPPPS模式教学,笔者所授课的班级,学生课堂参与度明显提高,有机化学课堂教学效果得到了有效改善。