课程资源助力的BOPPPS 全过程教学设计与实践——以《信息安全概论》课程为例

庞岩梅 李冬冬 张健毅

北京电子科技学院网络空间安全系，北京市 000070

0 引言

“课时少，内容多”是目前我国诸多高校各专业课程都面临着的共同问题［6，5，4，3，2，1］，这一客观情况既带来了传统教学中的课堂预设性和生成性之间的矛盾。 一方面，为了在相对较少的学时内完成教学大纲中相对较多的全部内容，教师只能按照预设进度开展教学，这势必带来学生课堂主动参与机会和参与深度的下降，从而导致教学内容的内化和课程高阶目标的达成受到一定影响；另一方面，如果教师更加注重根据学生课堂的参与和反馈情况动态调整教学进度，即，更加注重课堂的生成性，那么在课堂中必然需要有较多的讨论与互动，这就意味着在学时限制的条件下，在课堂内很可能无法完成教学大纲规定的全部内容。 此外，如果课程同时又是各学科的基础课，那么还会存在一方面要追求标准化教学和考核，另一方面又面临着面向专业不同、兴趣不一和能力差异的不同学生，标准化教学无法支持和满足学生的个性化学习的矛盾。 存在上述两类矛盾的课程不在少数，北京电子科技学院的“信息安全概论”课程正是其中一门。 因此如何解决这些矛盾，更好的开展“信息安全概论”课程的教学是亟待解决的问题。

关于“信息安全概论”课程的教学手段和方法，各高校授课教师也在积极探索，李丹［7］等教师主要从教学内容的角度出发，将繁琐复杂的理论知识变为简单易懂的实践学习内容；李红娇［8］等教师进行了课程资源建设，主要包括微课和互动话题两类资源，结合智慧树教学平台进行线上互动和作业批改；郭宇燕［9］等教师主要采用翻转课堂方式来改善教学效果；柳景超［10］等教师主要关注实验内容的设计提升实践能力等。 虽然这些方法都在一定程度上对课程进行了改革，改善了教学效果，但都没有解决课程作为学时受限的学科基础课所面临的上述两个典型问题。

1 相关概念

1.1 BOPPPS 模型概述

BOPPPS 是由加拿大教学技能发展工作坊（Instruction Skills Workshop（ISW））所开发并推广的参与式教学模型。 按照这一模型，一个完整的教学过程主要由六个环节组成，分别是引入（Bridge-in）、目标（Objective）、前测（Pre-assessment）、 参 与 （ Participatory ）、 后 测 （ Postassessment）和总结（Summary）［11］。 其中“引入”是在充分考虑学生先验知识的掌握情况下尽可能的将要引入的课程内容与先验知识进行关联，为教学全过程打好基础；“目标”指在具体教学开始之前先明确教学的目标，后续的所有教学环节都是为教学目标服务的；“前测”应该在核心教学开始之前，教师通过有设计的测试掌握学生对后续所要讲解或讨论等教学内容的相关知识，帮助教师更好的设计第四环节的参与阶段；“参与”是整个教学过程中师生直接互动的一个环节。 在这一阶段中，教师通过各种教学活动和手段带领学生达成学习目标；“后测”是对学生通过前期各阶段的学习后达到学习目标情况的检验，学生个体可以通过对标目标阶段所明确的内容，了解自己在哪些方面还存在欠缺，教师也可以通过这一阶段掌握学生整体的学习情况；在最后的“总结”环节中，学生和教师可以各自对目标达成度进行针对性的分析，以便进行相应的调整和改进，为进入下一轮的BOPPPS 做好准备。

1.2 课程资源

为了更流畅自然的应用BOPPPS 模型，除了常规教材和PPT 之外的课程资源是一种有效的助力手段。 例如对于该模型的“引入”环节，如果有预、复习相关的专用资源，例如针对性的知识点、重难点微课等资源，那么将有助于学生在课前建立起学习的连接和准备；或者按照最近发展区理论，有适合的渐进式的经过设计的作业，那么学生也容易进入达成目标的“跳一跳，够得着”的学习状态。 再如，对于该模型的“目标”环节，如果教师对于课程每一章、每一节、每一个知识点都有明确的目标集合，那么这一环节的可操作性就会大大增加。 又如，对于“前测”和“后测”环节，如果具备大规模的主客观题库，那么教师就可以根据实际教学进度的需要进行精准的前测设计，从而更好的掌握学生的学习基础。对于“参与”环节，如果课程具备丰富而适配的讨论资源，那么课堂的参与度将大幅提升。 对于“总结”环节，如果具备学生答疑库等类似资源，那么教师就可以更加有针对性的进行迭代教学，学生也能更高效的解决其难点问题。 因此，如果课程具备类似于微课库、作业库、测试题库、讨论题库、问答库和资料库等能够辅助BOPPPS 模型落地的各类教学辅助材料，那么都可以作为能够助力BOPPPS 模型应用的课程资源。 如果不具备，也可以根据BOPPPS 模型的各个环节针对性的进行逐步建设。

2 BOPPPS 教学模式设计——以“信息安全概论”课程为例

2.1 总体设计

通常，从时间线来说，教学过程可以概括为“课前、课中、课后”三个阶段。 在教学已经具备了这三个阶段设计的基础上，BOPPPS 教学模式的设计和应用本质上是教学时间线和逻辑线的融合，应用BOPPPS 模型需要考虑的是如何将BOPPPS 模型中相对标准化的各个逻辑环节合理置入常规的时间线教学阶段。 例如，BOPPPS 的“目标”环节究竟该置于课前、课中还是课后阶段、“参与”环节是否可以置于课外等。 在实际设计的时候，教师可以根据要解决的教学问题、课程的特点、教学的习惯以及学生学情的不同而采用不同的方案。 笔者围绕要解决课堂生成性和预设性之间的矛盾这一目标，依托课程资源，将BOPPPS的“引入”和“前测”环节放在课前阶段，将“参与”、“后测”和“总结”三个阶段放在了课中和课后，而“目标”是所有环节的核心，因此在教学的三个时间阶段均有涉及。 具体对应关系见表1。

BOPPPS 模型六环节教学过程 引入 目标 前测 参与 后测 总结课前 √ √ √课中 √ √ √ √课后 √ √ √ √

2.2 具体设计和实施

（1）引入

BOPPPS 的引入环节强调通过与新知有连接的旧知让学生自然地过渡到新知的学习状态。在这个环节中，课程主要是通过两种手段实现。其一是通过专门制作的预习课件。 通过在课件中设计学生熟知的实践素材以及与这些素材直接关联的新知的基本概念等，牵引学生对于新知的基本认知学习。 例如身份认证这章，课前的预习课件以人尽皆知的“真假美猴王”故事，以及登陆超星、云班课等学生日常生活中会频繁碰到的实践场景为开始，以这些问题所涉及的身份认证技术及其相关的基本概念为主线进行设计的；其二是通过课前的预习作业。 根据最近发展区理论选择那些能够为下次教学内容做铺垫的作业，为学生搭建学习脚手架，帮助顺利进入新知的学习。 例如，教师在“网络监听及口令认证”这一实验之前分三次布置了三个逐层深入的预习作业，第一个作业是wirshark 抓包软件的熟悉与使用，第二个作业是使用抓包软件捕获自己主机与目标网站的数据包，第三个作业是用手机通过电脑热点访问目标网站，并在电脑上捕获手机发出的数据包。 经过这三个阶梯性的作业，在完成实验“在电脑上捕获手机登陆网站的口令数据包进行分析”这一核心内容就变得水到渠成。学生通过各个预习作业逐渐完成了旧知的深化、新知的理解以及新旧知的融合。

（2）目标

这一环节要求教师明确教学目标、学生明确学习目标。 针对每节课的内容，教师都需要分解本节课的教学目标，在分析时可以从知识、能力和素养三个层面进行。 通常来说，每节课的知识目标差异较大；素养目标对一门课来说相对稳定，通常可以包括几个固定的子目标，但融合到每节课中，又和具体讲授内容直接相关，因此素养目标会随着课程内容的不同而不同；能力目标与毕业能力达成度直接相关，因此对于一门课来说是最稳定的目标，甚至多门课的能力目标也相对接近。 教师明确目标之后，一方面需要基于教学内容进行合理的教学活动设计，包括后续的前测、参与、后测和总结相应的活动；另一方面需要将教学目标中学生能够对标自我检查的可操作目标分解出来并展示给学生。 例如在“信息安全概论”课程“3.2 口令认证”这一节中，教师需要明确的三个层面的目标如图1 所示，学生需要明确的学习目标如图2 所示。 这些目标中的某些是课前的自主学习阶段即可达成的，某些是课堂中教师引导的学习阶段结束之后应该达成的，还有些是课后巩固阶段能够达成的，因此目标这个阶段会同时出现在课前、课中和课后三个阶段。

图2 需要学生明确的学习目标

（3）前测

对于教学目标中理解和掌握基本概念相关的目标，通常学生可以通过自主学习达成。 对于学生是否通过自主学习达成了相应的学习目标可以通过前测进行检验。 在“信息安全概论”课程的教学过程中，前测并不是一个孤立的测试环节，它是课前有牵引的自主学习的一个有机环节。 这种牵引除了包括给出目标明确的前测练习外，还包括给出针对性强的学习资源。 具体来说，自主学习的素材是融合了不同资源的立体化课件。 这一立体课件融合了课程普通PPT 课件、难点微微课、课外资料以及课前测试等类型的资源。 首先，教师对标本章知识型目标中基本概念相关的目标梳理相应的课程内容；其次，教师根据这些内容，制作立体PPT 课件，并在制作的过程中针对难点内容会嵌入难点微微课或其他能够辅助学生理解这一内容的课外资源，如网页资料、外部影像链接等；第三，再次对标本节目标，将目标对齐的主客观测试题嵌入PPT 课件中的合适位置；最后发布这一立体化PPT 课件。这种方式不仅能够帮助学生实现教学目标中低阶目标的达成，并且实现了差异化教学，学生完全可以根据自己的实际情况开展自主学习并进行评测。 图3 所示的为部分前测相关的自主学习素材。

图3 前测相关的自主学习素材示例

（4）参与

参与环节是整个课程教学的核心。 在这一环节，师生互动、生生互动，通过课内、课外、线上、线下的参与式学习，实现教学目标中高阶目标的达成。 同时，因为在前测阶段，学生已经通过自主学习实现了教学目标中低阶目标，因此在课堂中就有了相对充分的时间开展针对高阶目标的学习，同时也解决了课堂的预设性和生成性之间的矛盾。 通常，课中的参与是基于课程讨论库和学生问答库资源的讨论，课后的参与是基于它们以及测试题库的社区互助学习。 这也为学生的差异化学习提供了条件。 图4 和图5 分别为“信息安全概论”课程课中和课后的部分参与示意图。

图4 课中参与

图5 课后参与

（5）后测

在学习之后，可以通过测试进行目标达成度的检验。 后测这一阶段不只可以在课后开展，也可以在课中开展，并且二者都可以基于测试题库这一教学资源。 在课中阶段，可以针对教学内容中的重难点测试题检测学生对重难点的理解情况。 在课后阶段，通过针对该节课所学内容的后测练习帮助学生对标学习目标的达成情况，并且因为课后阶段的后测是开卷且不限答题次数的，目的是关注学生通过测试实现学习目标的达成，这种方式也为学生的差异化学习提供了条件。图6 和图7 分别为“信息安全概论”课程课中和课后阶段的部分后测示意图。

图6 课中之后测

图7 课后之后测

（6）总结

总结这一环节的实施在教学中可以非常灵活，它既可以是基于学生课堂后测数据的即时反馈，也可以是基于学生课外测试数据的整理，还可以是基于学生实验和作业问题的总结等，只要其目的都是围绕目标达成情况的分析，以及基于该分析的改进，都可以看作总结。 在“信息安全

概论”课程的实际教学中，教师会根据学生在课堂针对重难点内容的后测数据了解学生对相应知识点的掌握和理解情况，快速总结，动态调整内容和进度；也会根据学生课外的前测和后测情况，了解学生在该节课中达成度较好和较弱的目标情况，从而决定在下次课中需要补充或略过的内容；还会根据学生完成实验和作业的情况，总结梳理全班共性的问题和优点，并在课堂上给予学生即时反馈。 这一环节用到的主要教学资源即为测试题库、教学平台的反馈数据和学生问答库的相应数据。 图8 和图9 分别为课程针对前测和实验的总结和反馈情况。

图8 前测总结

2.3 BOPPPS 各阶段与教学时间线和教学资源对应关系

基于上述设计和实施过程，可以看出，在教学时间线中应用BOPPPS 模型时，可以用到的资源情况如表2 所示。

资源类型BOPPPS 环节教学时间线理论知识微课库难点预习微微课库主客观测试题库课内外讨论题库学生问答库课外资料库课前引入 √ √ √ √目标 √前测 √ √课中参与 √ √目标 √ √后测 √总结 √ √课后目标 √参与 √ √后测 √ √总结 √ √

3 效果评价

资源助力的BOPPPS 整合式教学模式的应用有效的解决了课程的突出问题，改善了教学效果。 图10 所示的无记名调查问卷显示，改革班学生期末自我评价其自主学习能力和分析评价能力提升的情况均高于平行传统班。

图10 改革班学生与传统班学生对能力提升情况的自我评价

从客观来看，应用了这一方法的改革班，在统一出卷流水阅卷情况下，班级期末卷面平均分为77.93 分，均高于同学期的其他各平行传统班，如图11 所示。

图11 统一出卷流水阅卷各平行班期末卷面成绩对比

此外，经过这一教学模式的推广实施，学生对于信息安全和密码应用的关注和兴趣有了提升，全院参加院级“密码保密与信息安全大赛”的学生总数和获奖人数逐年上升，具体数据如图12 所示。

图12 “密码保密与信息安全大赛”参赛及获奖数据（2021-2023）

4 结语

综上所述，BOPPPS 各阶段能够在相应教学资源的支持下，自然贯穿课前、课中和课后这一教学过程的时间线的同时，既解决了课堂生成性与预设性的矛盾，又为学生的差异化学习提供了支持。 学生在课外基于教师牵引完成了部分内容的学习，节约了宝贵的课内学时；而在课内，学生又可以在教师强引导下有基础的开展深入讨论和思考，解决了课堂预设性和生成性之间的矛盾。 同时，因为具备充分的有针对性的学习资源，所以学生的课外学习可以根据自己各方面实际情况自主选择学习内容、安排学习进度、进行自我测试等，按照自己的节奏开展学习，很好的实现了个性化学习。

总体而言，笔者结合“信息安全概论”课程教学实际情况，基于BOPPPS 模型和课程资源，对课程的教学模式进行了相应的设计和实践，将课程资源合理应用于BOPPPS 模型的各环节，并将BOPPPS 模型的各环节合理应用于课前、课中、课后这一教学时间线，有效实现了该模型的落地实施。 资源支持下的BOPPPS 模型的实施，为教师更加注重课堂的生成性提供了条件，也为学生的个性化学习提供了支持。