基于BOPPPS模型的建筑力学与结构课程教学实践及其效果

摘要：建筑力学与结构课程是建筑工程技术专业、工程造价专业的专业基础课程，而BOPPPS教学模式由于其科学性和有效性得到了众多教师的青睐，因此引入BOPPPS模型，在课程教学中形成“三阶六步”混合式教学模式对教师的教学方法和学生的学习态度都产生了积极的影响。为此以建筑力学与结构课程为例论述基于BOPPPS模型的教学设计策略，阐析BOPPPS模型的“三阶六步”线上线下混合式教学的应用过程效果，为混合式教学改革提供实践参考。关键词：BOPPPS模型；混合式教学；教学改革建筑力学与结构课程是建筑工程技术专业、工程造价专业的专业基础课程，理论性强、公式多，学生学习有难度，对学生学习主动性要求高。在该门课程的传统课堂教授中，教学内容顺序一般是先讲理论力学、材料力学和结构力学等建筑力学知识，再讲授结构设计原理、结构材料、构件设计和结构选型等建筑结构知识，两者教学割裂，且课程教学方法主要以教师的讲授为主，在历年教学测评中，普遍存在课程网上资源利用率低、学生学习主动性差、期末测试及格率低和学生评教满意度差等问题。BOPPPS（Bridge-In，Objective，Pre-Assessment，ParticipatoryLearning，Post-Assessment，andSummary）教学模式诞生于20世纪70年代的加拿大，这一模式为加拿大广泛采用的教师培训体系提供了理论基础［1］。它由导入（Bridge-in）、目标（Objective）、前测（Pre-assessment）、参与式学习（ParticipatoryLearning）、后测（Post-assessment）和总结（Summary）六个部分组成，其核心目标是通过精心设计的教学活动提升学习成效。该模式根源于建构主义和交际法理论，强调课堂教学应以学生为中心，从而有效提升学生的参与度［2］。随着国内MOOC的兴起，作为一种学生全方位参与和及时反馈交流的教学模式和监测系统，BOPPPS教学模式迅速得到了众多教师的青睐，并已被广泛引入高校课堂。它对教师的教学方法和学生的学习态度都产生了显著的影响，为我国教学改革提供了参考。基于此，笔者所在课程团队按照模块化、任务化的模式对建筑力学与结构课程进行教学内容重构，打破教学的时空限制，实现真正意义上的“以学生为中心”［3］，以期解决网上资源利用率低，学生学习主动性差，期末测试及格率低和学生评教满意度差等问题。以下，本文以建筑力学与结构课程的“受压构件承载力设计”这一任务为例，具体阐述基于BOPPPS模型的“三阶六步”线上线下混合式教学的应用过程。一、基于BOPPPS模型的“受压构件承载力设计”教学实践笔者所在课程团队将建筑力学与结构融合开展教学，结合土建类岗位标准、学生认知规律，紧跟建筑行业数字化转型升级趋势，对接“1+X”装配式建筑构件制作与安装等级证书、行业上岗证，按照模块化、任务化的模式进行教学设计。基于BOPPPS教学模型，坚持以学生为中心，以建筑力学与结构为实践课程，借助智慧职教及SPOC线上教学平台，开展线上线下混合式教学，将课堂教学重点变“讲”为“解”，发挥手机强大的学习效能，最大程度调动了学生作为学习主体的积极性和主动性，提升课堂教学效果［4］。围绕课程教学目标，采用任务驱动模式开展线上线下混合式教学，课程团队将课程实施分为“课前自学、课中研学、课后拓展”三个阶段，包括课前线上平台发布任务单、学生承接任务，课中分析任务、实施任务、评价任务，课后延伸任务、完成课后共性作业、拓展任务和个性任务等教学任务。（一）阶段一：课前自学课前通过智慧职教及SPOC线上教学平台发布任务单，上传“受压构件承载力设计”章节的相关课件、音频、视频、动画和题库，通过职教云学习平台线上预习功能，引导学生接受任务，自主预习，培养学生的主动探索能力，同时为课中做铺垫。学生按照课前自学任务单要求，利用教学平台自学微课，对疑难问题分组讨论，完成资料收集及准备课堂发言。（二）阶段二：课堂研学课堂教学采用任务驱动，按照BOPPPS的六个环节实施线上线下混合式教学。1.导入（Bridge-in）导入是吸引学生进入课堂的第一步，要设计有吸引力的方式或话题，采用多种方式，如案例导入、热点导入、问题导入等。例如本次教学采用案例导入，通过平台播放世界上建筑自行倒塌最严重的事故之一——某百货大楼在20秒内完全塌陷地下的工程事故，引出教学内容——受压构件承载力设计，融入课程思政。线上导学视频让学生快速了解课堂主题，激发学习兴趣；在“受压构件承载力设计”这一任务中，通过建筑倒塌事故的视频，一方面导入学习内容，使学生快速了解课堂主题，另一方面融入课程思政，通过大楼倒塌造成的惨痛灾难引发学生思考并引以为戒。安全规范制度是血的代价换来的，无论外界如何干扰，要始终坚守制度，坚持质量安全底线，严守基本职业道德。2.目标（Objectives）清晰的目标有利于测量达成度，让学生了解教学目标，有助于学生建构自身知识体系。教师借由事故案例，通过多媒体课件介绍教学目标，明确指出本次课程学习的目的，形成可量化的教学目标点，如受压构件截面与尺寸构造要求、受压构件钢筋布设构造要求和轴心受压构件破坏形态等，以增强学生学习的目的性。教学中教师可适当简化案例，给出教学任务，如计算柱的轴心受压承载力，并对截面尺寸和配筋变化的轴心受压柱进行比较。3.前测（Pre-assessment）前测检验学生对先导基础知识掌握程度，着力加强课程内外关联性，引导学生建立问题空间及知识相互关联性。利用课程平台开发的相应课程题库，借助手机进行入门考，检验学生对先导基础知识的掌握程度，加强课程内外关联性，引导学生建立问题与知识的相互关联性。通过入门测、讨论、投票等方式开展前测，可以反映学生预习效果，让教师在教学时有的放矢。这一环节也可放在“导入”前完成，有助于教师进行后续教学内容的设计。4.参与式教学（Participatorylearning）参与式学习是课堂教学的关键环节，通过线下的教师指导、学生练习和小组合作，以及线上的直播展示、教师示范、平台互动和讨论、头脑风暴等教学活动，提升学生的学习积极性。同时通过平台及时获得学生反馈信息，调整后续教学环节。尤其注重学生的积极参与和互动。参与式教学活动设计时要注意以下事项：（1）设计活动有清晰的学习目的，确保活动能够有效促进学生达到预期学习目标；（2）创设有挑战性的任务，激发学生的学习兴趣和动力；（3）确保学生之间有充分的互动，可以通过小组讨论、合作项目等方式实现；（4）提供必要的支持和指导，教师扮演引导者的角色，帮助学生克服困难，引导他们向正确的方向前进；（5）基于不同学生的学习风格和能力水平，采用多样化的参与方式，让每个学生都能找到适合的方式参与；（6）营造良好的课堂氛围，确保学生积极有效参与，避免出现混乱无序的情况。本案中教师组织学生分组合作，完成头脑风暴析案例、虚拟仿真探构件、规范流程学步骤、动手研讨算钢筋、小组PK明结果等系列教学活动，帮助学生从分析—认知—设计—验算全方位学习柱承载力计算方法。计算中，当部分参数无法直接查表确定时，需要用到内插法。内插法属于常用数学计算方法，大多学生听完用完即忘。将内插法制成2分钟小微课，学生即用即查，从而提高自主学习效率。在参与式教学中，学生通过亲身实践、讨论、合作等方式参与到课堂中，促进了学生对知识的深度理解，培养了学生的批判性思维和解决问题能力，提高了学生的自主学习和团队合作能力，增强了学生的自信心和表达能力，促进了教师和学生之间的互动和沟通，提升了教学效果。5.后测（Post-class）后测，即出门考，关注学生本堂课知识掌握情况。教学团队通常使用在线题库及组卷系统设置出门测，根据测试结果找出课堂学习存在的问题，记录学习效果［5］。在线题库及组卷系统一般设置选择题、判断题等，根据测试结果找出课堂学习存在的问题，记录学习效果。帮助教师评估学生学习效果和教学效果，了解教学目标达成度，为教学改进提供方向。学生完成出门考后，能巩固所学知识，强化学习效果，还能促使学生自我评价和反思，优化后续学习。6.总结（Summary）总结是对学习内容概括和归纳的过程，在BOPPPS教学模型中具有重要的作用。根据不同的教学内容，总结可以通过多种手段进行：如口头总结、笔记总结、思维导图总结、讨论总结、视频总结等。这些能够帮助学生巩固知识、梳理思维逻辑、增强学习成就感、促进知识的应用和迁移。同时，还可以利用线上平台的附加功能，形成本次学习的思维导图，教师进行线下总结，帮助学生构建自己的知识体系。（三）阶段三：课后拓展课后任务分为共性作业（任务）、拓展任务和个性任务三部分。共性任务是对教学内容的巩固，拓展任务用于拓宽学生知识面，个性化任务则针对想要继续深造的学生提供具有难度梯度的学习内容服务。教师课后及时登录平台，进行共性任务、拓展任务的评分和个性化任务的答疑解惑，利用智慧职教等线上平台完成对已学教学内容的巩固，课程相关知识的拓展及个性化服务。通过课后任务，学生能够进一步提升对所学知识的熟练程度，这不仅能够提高学习成效，而且能够提升技能水准。此外，课后任务还能够鼓舞学生自主学习、探索，有益于提升自主学习能力与独立思考能力。教师则能够依据课后任务的完成状况，及时掌握学生的学习成果以及存在的问题，优化后续教学。二、教学效果分析广西交通职业技术学院建筑力学与结构课程教学团队实施此项教学改革已超过两年，从课程教学过程设计来看，基于BOPPPS模型的三阶六步线上线下混合式教学增加了课前预习、总结、课后拓展等环节。调查问卷显示，学生认为以上环节不会增加学习负担，反而能够更加轻松地学习。笔者对进行传统教学的建筑工程技术专业2020级学生（417人）和引入BOPPPS教学模式的建筑工程技术专业2021级（452人）、2022级（505人）学生进行教学效果分析。一是网上资源利用率。网上资源主要包括课前预习的视频、微课和任务书等资源，课中授课的课件、案例等资源及课后的拓展任务、个人档案完成情况等。后台数据显示，2020级、2021级、2022级学生的网上资源完成情况分别为68%（284人）、91%（411人）、93%（470人）。结果表明，引入BOPPPS教学模式后，学生使用网上资源的比例明显提升，在线学习时长也显著增加。二是学习主动性。学生学习主动性主要指学生能够自发地参与到课堂学习活动中，主动完成各项学习任务，而不需要外在过多的督促或监督。包括课前预习、课堂讨论、头脑风暴、课堂投票等课中活动的参与率，以及课后的主动复习、拓展等。数据显示，2020级、2021级、2022级学生的课前预习比例分别为76%（317人）、87%（393人）、89%（449人），课堂讨论参与率分别为53%（221人）、93%（420人）、93%（470人）；头脑风暴参与率分别为46%（192人）、85%（384人）、91%（460人）。结果表明，引入BOPPPS教学模式后，学生主动学习的积极性增加明显，尤其是在课中头脑风暴和课堂讨论活动中，学生的参与度提升更加明显。三是测试及格率。在建筑力学与结构课程的课堂教学过程中，安排有相应的随堂测试、阶段性测试和期末测试。根据统计结果，建筑工程技术专业2020级、2021级、2022级学生随堂测试的平均分分别为72.3分、81.6分、82.1分，阶段性测试平均分分别为70.5分、79.7分、80.6分，期末考试的及格率分别为78%（325人），94%（425人），95%（480人）。结果表明，引入BOPPPS教学模式后，学生随堂测试和阶段性测试的平均分均有提升，期末测试的及格率明显提高。四是该模式得到了学生的认可。课改团队科学地设置了过程性学生测评指标体系。评价结果显示，建筑工程技术专业2020级、2021级、2022级教师学生评教总体满意度分别为88.7%、94.5%、95.2%。其中第三点学生评教，2020级、2021级、2022级的满意度分别为84.6%、96.7%、97.%，引入BOPPPS教学模式后，此项学评教满意度提升十多个百分点，表明了学生对新的教学模式的认可。通过对比采用传统教学模式的建筑工程技术2020级和引入BOPPPS教学模式后2021级和2022级学生《建筑力学与结构》课程学习情况，可以清晰地看到，使用新的教学方法，2021级和2