《基于BOPPPS模型的模拟电子技术基础线上线下混合教学和实践》
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摘 要：淘汰“水课”,打造“金课”,是当前高等院校课程建设的重要内容.在教育部提出的五大“金课”目标中,线上线下混合式金课凸显了信息时代教育教学的新特点,是最适合模拟电子技术基础课程的一种形式.为了打造“模电”金课,本教学团队通过引入BOPPPS模型,依托国家精品模电MOOC课程、SPOC和雨课堂等信息平台、口袋实验室平台以及线下课堂,在每个BOPPPS环节中形成了线上线下混合的教学实践方式.有效地解决了传统教学中研讨时间少、反馈不及时、理论与实践脱节等诸多问题,切实提高了课程教学质量.
关键词：BOPPPS;线上线下混合教学;模拟电子技术基础;本科教育;课程改革
中图分类号：G642文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2020）13-0008-05
Abstract： The current important task of university curriculum construction is to weed off watered classes and build golden classes. Among the five targets of golden class proposed by the Ministry of Education, the Online and Offline Mixed Teaching Model is most suitable for the Fundamentals of Analog Electronic Technique （FAET） course, in that it highlights the new characters of modern education in the Information Era. To build the FAET golden class, the BOPPPS Model was introduced into the teaching procedures. Based on the National Excellent FAET MOOC Courses, the SPOC and Rain Classroom platforms, the pocket laboratory, and the offline classroom teaching, we realized online and offline mixed teaching in every BOPPPS procedure. The new model can efficiently solve the problems existing in the conventional teaching, e.g., lack of discussion, delayed feedback, disconnection between theory and practice, etc., thusnotably improving the teaching quality of the course.
Keywords： BOPPPS; Online and Offline Mixed Teaching; Fundamentals of Analog Electronic Technique; undergraduate education; curriculum reform
一、瞄准“金课”标准,推进线上线下混合式教学
2018年6 月,在 “新时代全国高等学校本科教育工作会议”上,陈宝生部长首次提出了“金课”的概念,即是将传统的“水课”打造成有深度、有难度、有挑战度的“金课”. “金课”的提出将课程建设摆在了中国教育的重要位置上,对教学一线的老师赋予了新的使命,提出了新的要求.“金课”对于学生能力和素质的提升程度,成为衡量课程质量的关键指标.
通过深入剖析教育部提出的五大“金课”的标准与内涵,笔者认为线上线下混合式“金课”通过引入时代特色鲜明的教育教学新模式、新方法,可解决目前模拟电子技术教学过程中存在的典型问题,是打造模拟电子技术基础（简称模电）“金课”的一种有效途径.为了打造线上线下混合式 “金课”,需要四管齐下：重塑知识体系、改革教学组织形式、创新教学方法和手段、优化考核评价机制.
1. 重塑知识体系
针对传统教学中知识结构相对离散的特点,需强化知识体系的逻辑性、统一性,做到星罗棋布,一脉相承.
2. 改革教学组织形式
借助信息化教学工具和平台,空间上,将传统的教室-寝室线下模式转变为教室-互联网-移动终端等混合式模式;时间上,将原有的定点定时转变为线下时间明确-线上时间自由的混合式模式,进而形成线上线下全空时混合的立体教学组织形式.
3. 创新教学方法和手段
在传统的PPT-板书-仿真演示基础上,引入启发式、案例式等信息化教学方法和手段,激发教学活力,形成线上线下混合的智慧教学模式.
4. 优化考核评价机制
改变传统的一卷定胜负的终结性考核方式,探索“全过程评价+非标准答案”的考核方法,通过综合在线测评、课堂研讨、实验实践、论文拓展和期末考试等形式,形成多元化、全过程的考核评价機制.
通过教学体系的全方位提升,引导课堂教学理念由“知识传授”型向“能力塑造”型转变,强化学生批判性思维、成长性思维,提升学员主动性、教学参与度,做到“脑筋动起来、课后学起来”,有效实现交流互动、教学相长.
为探索打造线上线下混合式“金课”的有效途径,笔者带领教学团队在“模电”课程教学中,开展了基于翻转课堂和BOPPPS模型的混合式教学实践.结果表明,翻转课堂模式在军校教育中存在着一定的局限性,而基于BOPPPS模型的线上线下混合教学模式则更加切实可行.
二、翻转课堂混合教学模式在军校教育中的局限性
经过多年的积累,本教学团队已具备开展线上线下混合教学的软硬件基础.主讲的“模电”MOOC课程,获评国家精品在线开放课程;10余位教员获得各级教学竞赛一等奖.基于丰富的线上线下资源,笔者首先在多个教学班中开展了基于MOOC的翻转课堂线上线下混合教学模式探索.
根据翻转课题的特点,该模式的实践主要包括两个环节：课下,学生通过MOOC的自主学习和自测,完成知识传递和疑问搜集;课上,通过生讲生评、以练代讲、案例点评、研讨辩论、项目探究等形式实现互动研讨,完成知识内化.这种模式在我校 “钱学森创新拓展班”的示范教学实践中取得了一定的效果,但是在推广应用时暴露出一些典型问题：
1. 离散学习易导致认知碎片化：模电课程的系统性与MOOC翻转教学的时空离散化存在矛盾,进而对教师授课中学生知识体系的构建提出较大挑战.
2. 学生的自学、思维能力有限：模电的开课时间为大二上学期,此阶段学生自学能力有限,若老师引导不充分,容易迷失学习重点,舍本逐末.
3. 自主知识学习的广度和深度不足：受制于军校严格的学员管理制度,部分学员前导自学不完备,知识学习的广度和深度不足,直接导致课上的研讨交流效率低,有些同学浑水摸鱼,知识内化不完备.
4. 教学效果和班级人数成反比：班级人数的增多势必降低交流研讨的平均效率,也会增加老师对于体学习水平与状态的估计难度.
5. 课业后期乏力.翻转课堂教学需要师生投入较多的课下时间和精力,而模电课程教学周期较长,到了课程后期,由于课业压力增大,部分学生疲于奔命,导致课业虎头蛇尾.
因此,如何实现丰富的线上资源和线下教学的有机结合,促进师生之间线上线下全方位的互动;如何提高学习效果反馈的实时性,更好地在全教学周期内激励学生等是打造模电线上线下混合式“金课”所面临的突出问题,而BOPPPS模式作为一种较为先进的教学理论,为我们提供一种可行的解决方案.
三、基于BOPPPS模型的线上线下混合教学模式
(一)BOPPPS模型简介
BOPPPS理论是由加拿大教师技能培训工作坊提出的一种教学模式,由于教学效果显著,已被全世界超过33个国家中100多所大学和培训机构引进采用,这一模式也得到我国学术界、教育界的广泛关注.BOPPPS教学模型以认知理论和建构主义为理论依据,以使学生在课堂上最大限度的掌握知识为关注重点,以教学互动和反馈为典型特点.强调以学生为中心,注重教学过程的参与互动;同时追求“立即获得检验成果”的教学效果,强调教学效果的及时性反馈.可以看出,BOPPPS模型充分契合了金课的标准与内涵.
BOPPPS将课堂教学分为6个环节,即课堂导入、学习目标、课前测试、参与式学习、课后检测和总结.在教学设计结构上,BOPPPS模型构建了“教学目标→教学行为→学习活动→教学评估→教学目标”的教学循环过程,教师通过反馈信息可有效地组织与调整课程教学目标难度.
然而,在基于BOPPPS模型的传统课堂改革过程中,还遇到一些问题.如个别学生课前预习不充分,难以形成有效的学习目标,而使得后续环节难以有效开展.大班教学中,参与式学习阶段学生的参与深度和广度受限,学习效果不理想.测试环节反馈滞后,导致難以及时掌握学生的整体状态.而得益于现有丰富的教学资源与功能齐全的信息化平台,通过线上线下的充分融合,可以使这种先进的教学方法发挥出更好的效果.
(二)基于BOPPPS模型的线上线下混合教学模式
本教学团队通过将MOOC课程、SPOC和雨课堂、口袋实验室等平台引入到基于BOPPPS模型的教学过程中,进而实现了BOPPPS每一环节线上与线下的混合,相应的教学实施流程如图1所示.
1. 引入阶段
目的是吸引学生关注,诱导学生产生强烈的学习动机.
基于SPOC和雨课堂等信息化平台,提前发布公告和导学单.明确前导内容,学习内容,预习要求、思考题等,引导学生进行有目的的预习.同时,在相关平台发布课程资源,如课件、视频、随堂测、参考文献、思维导图等等,满足学生一站式预习需求.并通过SPOC跟进学生课前预习的情况（图2,建立监督、激励、答疑解惑机制.从而激发学生的学习兴趣,提高自学效率.
进入线下课堂,以线上平台所提问题为出发点,引发学生思考与讨论,并通过口袋实验等平台进行演示,加深学生对相关知识点的理解（图3）.例如,通过搭建固定偏置和分压偏置实物放大电路,调整元器件并记录电路参数的变化,因而引导同学透过现象认识本质,形成以兴趣为驱动的知识内化方式.
2. 形成课程目标
明确课程目标,使目标可观可测.
老师通过信息化平台发布每个知识点学习前后的认知程度要求,细化、量化每个知识点的学习目标.同时,以布鲁姆认知领域的教育目标为框架,引导学生自定义具体、可评估的学习目标,为后续环节的展开奠定基础.
3. 前测阶段
了解学生认知基础,聚焦学习目标,动态调整课程进度和深度.
基于MOOC或SPOC实现课程前测,根据测试结果总结学生预学效果和存在的共性问题.同时,利用雨课堂开展随堂测,实时统计并反馈测验结果（图4）,使老师与学生对前导知识的掌握情况有清楚的认识.针对共性的错误问题进行重点关注和讲解,使同学们做好课题热身.
4. 参与式学习
作为BOPPPS模型的核心环节,重点开展参与式教学,积极鼓励参与.
基于雨课堂、SPOC等多维信息化资源和手段,开展实时的问答和互动, 以问题为驱动,引导学生提出问题、发散思维、展开研讨.首先,引导学生提问题、找方案、画电路（图5）,了解电路设计的来龙去脉,知其然知其所以然,并培养其分析问题和解决问题的能力.进而,结合实验演示,加深对所学知识的理解.在原理分析的基础上,引导学生从环境要素、成本要素等角度,讨论器件选型、参数配置、电路改进等工程问题,实现“纸上谈兵”到“学以致用”的转化.完成以学生为中心的多模式智慧课堂的构建.
5. 后测阶段
了解学生学习成效以及是否达到预期的教学目标.
依据前期指定的教学目标,分层次进行后测：针对基础知识,基于雨课堂开展客观题与主观题相结合的课后测,了解知识的内化程度（图6）;针对扩展知识,基于口袋实验平台布置实验科目,使学生利用课上或课下碎片时间完成实验,并提交实验报告.
6. 总结阶段
辅助合学习内容与过程.
学生依托信息化平台形成线上学习日志,并以此反思学习过程.老师实时获取课程考核数据和统计结果（图6）,分析各教学环节的作用和不足,并调整后续课程的开展模式.同时,借助思维导图使学生对所学内容在整个知识体系中所处位置有清晰的认识,变点为网（图7）.最后,可以通过案例演示、暴露问题等方法引导学生发现新问题,形成新的导学单,进入下一个BOPPPS模型循环周期.
四、教学反思
在现代信息技术的支持下,构建了基于BOPPPS模型的线上线下混合式教学模式,借助MOOC课程、SPOC、雨课堂、口袋实验室等功能齐备的平台与工具,将传统课堂和翻转课堂有机结合,使教学活动从课上延伸到课下,从线下延伸到线上,实现了“物理空间（线下课堂）-资源空间（线上资源）-社交空间（互动平台）”的深度融合,有效地解决了传统教学中的诸多问题,切实提高了教学质量.
该模式的优势主要体现在以下方面：
1. 通过课前预学、课上研讨,有效地解决了传统教学中课上满堂灌,研讨时间少的问题.由于课前在SPOC上进行了较为充分的自学,学生具备了对知识点的初步理解,同时也将遇到的问题带到课上,通过问题引导进行重点串讲,充分激发了学生的研讨积极性,提高了知识的内化率.
2. 通过课上实时问答和线上测试,有效地解决了课堂激励差和教学反馈不及时的问题.通过SPOC和雨课堂的实时问答和在线测试,老师和同学都可以实时知晓当前知识点的掌握情况,学生可以及时调整学习重点和状态,老师则动态调整教学的内容和进度,使教学变成一个动态开放的过程.
3. 通过口袋实验平台实现理实一体教学,有效地解决了理论和实践脱节的问题.在引入阶段,通过实验演示,激发学生的兴趣;在参与式学习阶段,利用实验实操,对实验结论展开分析、验证、演示研讨,强化了理论对实践的指导和实践对理论的引领作用,并在实践中培养学生的工程意识.
4. 通过分组研讨和辩论提高了学生的团队意识,表达能力和辩证思维,实现学生综合素质的升华.
五、结束语
以建设模电“金课”为目标,本文探索了一種基于BOPPPS模型的线上线下混合教学模式.教学团队依托国家精品模电MOOC课程、SPOC和雨课堂、口袋实验室等平台与资源,将线上线下混合教学理念贯彻到BOPPPS模型的每个教学环节,并形成了系统的教学流程.该教学模式有效地解决了传统教学中研讨时间少、反馈不及时、理论与实践脱节等诸多问题,切实提高了模电课程的教学质量.
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