基于BOPPPS 模型的“智能交通系统”课程教学设计与实践

王永兴

（北京交通大学交通运输学院 北京 100044）

2019 年10 月，教育部印发《关于一流本科课程建设的实施意见》，并明确指出“课程是人才培养的核心要素，课程质量直接决定人才培养质量”，提出要“以目标为导向加强课程建设”等课程重点建设内容[1]。“智能交通系统”是交通运输及相关本科专业的重点课程之一，对于学生深入了解和掌握交通运输智能化发展前沿及先进理念起到重要作用。做好“智能交通系统”课程建设离不开科学合理的教学设计[2]。目前，我国大多数相关院校在讲授“智能交通系统”时，主要以传统的教师讲授为主，而师生互动、生生互动等学生参与环节设计应用不足，导致学生的学习目标不够明确，难以激发学习兴趣。

本文将BOPPPS 教学模型引入“智能交通系统”教学设计。该模型最初由加拿大教师技能培训工作坊创建，是一种以教育目标为导向，以学生为中心的教学模式，能有效激发学生的学习兴趣[3]。

1 教学设计

“智能交通系统”课程的主要内容涉及基本概念、理论、应用技术以及多个相关子系统，仅仅依靠传统的教师讲授为主、学生被动学习的教学模式难以达到理想的学习效果[4]。为突破传统教学模式的不足，本文基于BOPPPS 模型进行教学设计。BOPPPS 模型的名称来源于组成该模型六个环节的英文首字母，依次为导学（Bridge-in）、目标（Objective）、前测（Pre-assessment）、参与式学习（Participatory-learning）、后测（Post-assessment）和总结（Summary），各环节各自独立又相互联系，形成闭合的教学循环，如图1 所示。

图1 基于BOPPPS 模型的教学设计

基于BOPPPS 模型建立的“智能交通系统”教学设计方案，其主要内容包括学习目标的明确、各环节教学活动及时间分配，实现对课程教学过程的整体性把握。交通诱导系统是实现城市智能交通系统的关键组成部分，也是构成智能交通系统的主要子系统之一[5]，因此，“交通诱导系统”是“智能交通系统”课程的关键知识点。文章以“交通诱导系统”知识点为示例，基于BOPPPS 模型建立一套45分钟的课堂教学设计方案，包括导学环节设计、目标环节设计、前测环节设计、参与式学习环节设计、后测环节设计和总结环节设计，具体如下。

1.1 导学（Bridge-in）环节设计

导学环节的主要目标是吸引学生的学习兴趣，从而调动学习积极性。针对“交通诱导系统”知识点的教学设计，导学环节规划用时2 分钟，采用讲授和师生互动相结合的教学方式，具体如下：首先通过一段时长为30 秒的视频呈现出当前国内主要大型城市机动车容易造成拥堵的事实，以此为基础抛出本节课关注的热点问题，进而导出学习内容“交通诱导系统”，使学生了解交通诱导系统在缓解城市交通拥堵中的作用，认识到交通诱导系统对城市交通系统的重要性。讲解过程中融入思政元素，可列举优秀党员交警在为保障人民出行安全牺牲自我的光荣事迹，进而提升学生的思想品德，培养学生的爱党爱国情怀。

1.2 目标（Objective）环节设计

目标设置是教学设计的关键环节，需要明确教学的重点内容，故目标设置的合理性直接影响教学效果。针对“交通诱导系统”知识点的教学设计，目标环节规划用时1 分钟，采用讲授的教学方式，列举本节课的核心内容，明确需要达到的学习效果，包括：①了解交通诱导系统的主要功能；②熟悉交通诱导系统的结构框架；③掌握交通诱导系统的关键技术。同时在讲授过程中加入思政要点，从交通诱导系统的重要性出发，引出实现高效交通诱导的关键技术需求，突出目前面临的挑战，以此激起学生为实现交通强国而学习的使命感。

1.3 前测（Pre-assessment）环节设计

前测环节旨在了解学生对前序知识的掌握情况，并以此为基础调整课堂节奏。针对“交通诱导系统”知识点的教学设计，前测环节规划用时2 分钟，采用讲授和师生互动相结合的教学方式，具体如下：首先回顾前序知识点，指出智能交通系统的特征及基本功能，然后抛出问题与学生互动，进而引出本节课的核心知识点“交通诱导系统”，并介绍交通诱导系统的定义和功能。

1.4 参与式学习（Participatory-learning）环节设计

参与式学习是贯穿课程核心知识点教学过程的最主要环节，需要以教学目标为指导设计科学的教学方案。针对“交通诱导系统”知识点的教学设计，参与式学习环节规划用时30 分钟，核心知识点包括交通诱导系统的主要功能、交通诱导系统的结构框架、交通诱导系统的关键技术，教学方式融合了讲授、学生讨论和师生互动，具体如下：

①交通诱导系统的主要功能。首先引导学生结合前面学习的内容思考交通诱导系统的主要功能及其需要具备的特性；随后讲授交通诱导系统能够实现的主要服务；然后以此为基础设计多选题引导学生思考，同时组织学生讨论和自由发言；最后结合多选题答案及讨论结果，讲授交通诱导系统的宏观目标和微观目标，使学生对知识点有较为全面的了解。同时在讲授过程中加入思政要点，通过交通诱导系统的功能，辅助学生理解交通诱导系统设计的底层逻辑，培养学生分析问题和解决问题的能力。

②交通诱导系统的结构框架。讲授构成交通诱导系统的四个主要子系统，包括交通流信息采集与预测子系统、车辆定位子系统、交通信息服务子系统、行车路线优化子系统。随后对各子系统的主要作用进行详细解释。同时在讲授过程中加入思政要点，通过深入挖掘交通诱导系统中各子系统之间的相互作用，培养学生在研究交通系统时的对立统一系统观。

③交通诱导系统的关键技术。在前序分析交通诱导系统的主要功能和结构框架基础上，引导学生思考实现交通诱导系统所需的技术支持，为此设计多选题引导学生自由讨论；然后结合讨论结果讲授交通诱导系统的关键技术，并且解释支撑交通诱导系统关键技术的主要作用；最后引导学生讨论路径诱导算法的特性需求，引导学生思考并讲授路径诱导算法的实时性、动态性，以及路径诱导和交通信息控制的集成性等特性。

1.5 后测（Post-assessment）环节设计

后测环节在整个教学设计中起到进一步巩固学生对知识点的学习效果的作用。针对“交通诱导系统”知识点的教学设计，后测环节规划用时5 分钟，采用讲授和师生互动相结合的教学方式，具体如下：首先于教学目标回顾课堂学习要点；然后在列出课堂学习要点后设计课堂提问，以测验学生对知识点的了解深度，若学生没有给出完整的答案，教师便组织师生互动，以使学生熟练掌握课程学习要点。同时在讲授过程中加入思政要点，通过分析交通诱导系统各子系统在实际城市交通系统中的应用特点，培养学生严谨认真的科学态度与知行合一的理念。

1.6 总结（Summary）环节设计

总结是一节课的最后环节，需要与导学环节相互呼应、紧扣课堂的核心知识点，并且对于下节课起到承上启下的作用。针对“交通诱导系统”知识点的教学设计，总结环节规划用时5 分钟，采用讲授和师生互动相结合的教学方式，具体如下：首先引导学生回顾课堂学习内容，结合城市交通系统的特点梳理学习收获，并提出仍然存在疑惑的问题；然后针对本堂课布置课后作业，作业内容以教材课后练习和实践体会报告相结合的方式给出；最后留一道与下节课知识点相关联的课后思考题，以此引出下节课程的主要学习内容。

2 教学实践

“智能交通系统”课程的整体教学过程比较紧凑，知识点包含理论、技术和方法等多个层面，对于学生来说，学习过程具有一定的挑战性。为此，除了教学设计方案外，还需要对教学实施流程进行规范。基于BOPPPS 模型的教学设计需要以教育目标为导向，以学生为中心来规范教学实施流程。具体地，“智能交通系统”课程的教学实施流程可以分为课前、课中和课后三个阶段。

课前，教师需要结合学生自身特点，设计课堂讲授模式，充分挖掘课程知识点的内涵和外延，提炼课程的重点知识，引导学生利用先进的信息化平台等展开课前预习，为课堂教学打下坚实基础；课中，按照BOPPPS 模型的六个环节实施教学，注重学生的参与式学习，科学合理地确立课堂学习目标，同时在课堂上适时穿插问答，实时掌握学生对知识点的掌握情况，结合实践案例加深学生对知识的理解程度，提高学习效率；课后，要求学生按时完成作业与测试，若存在问题，教师要及时向学生提供相应知识点的学习指南和练习题进行重新测试，基于仿真平台布置实验项目，锻炼学生的实践动手能力。此外，教师要引导学生在课后围绕思维拓展题目开展线上或线下研讨，进而实现对课堂内容的讨论与升华。

3 结语

BOPPPS 教学模型是一种围绕教学目标、强调参与式学习的教学模型。实践表明，在“智能交通系统”课程中引入BOPPPS 教学模型可以显著提高学生的学习积极性，有效提高教学效率。相比于传统课堂，基于BOPPPS 模型建立的课堂教学设计能够有效激发学生的学习兴趣，促进学生对知识的理解，提高学习效果，同时可以通过提升学生对课堂的参与度使学生更容易在课堂上获得成就感，进而获得持续的学习驱动力。BOPPPS 模型在“智能交通系统”课程的应用实践能够对交通运输相关专业的教学提供一定的参考价值。