BOPPPS模型在“制导技术”课程教学设计中的应用——以“雷达基本原理”为例

刘 畅 杨锁昌 陈建辉 魏忠林

陆军工程大学石家庄校区 河北石家庄 050000

教学设计是课程建设的基础,是教师开展教学工作的依据。随着“以学生为中心”“以产出为中心”的理念在高等教育中得到越来越广泛的重视,教学设计也面临着新的要求。“制导技术”是一门理论性强、概念抽象、理论性和应用性都很强的专业课程。该课程具有知识点多、综合性强、背景知识抽象等特点,如何在课堂中以学生为中心,更好地激发学生学习兴趣,调动学生学习积极性,并培养学生综合能力,成为教学设计亟待解决的问题。

将BOPPPS理论引入“制导技术”的课程教学过程,探索先进教学理论与实际教学的结合方法,具备重要的理论意义、实际意义和拓展价值。一是能够丰富BOPPPS的应用场景,填补BOPPPS模型在导弹和雷达类课程中应用的空白。二是能够提升教员的教学研究能力、教学设计能力和课堂教学能力,全面提示教员的教学技能。三是能够充分调动学员的主观能动性和学习兴趣,培养学员分析和解决问题的能力和创新能力,提高教学效果。四是可以将研究成果应用到其他导弹类课程的教学设计,具备可拓展性。

本文在分析“制导技术”课程特点及教学现状的基础上,提出了一种基于BOPPPS模型的“制导技术”课程教学设计方案,并以“雷达基本原理”这一讲的内容为例进行了具体的教学设计。该方案以产出为导向,基于“以学生为中心”“以产出为中心”的理念,设计教学过程,提高学生学习效果和教师教学质量。

一、BOPPPS模型简介

BOPPPS教学模型是一种以学习目标为导向,以学生为中心的新型教学模式。BOPPPS模型包括六个教学环节,分别为导入(Bridge-in)、学习目标(Objective)、前测(Pre-assessment)、参与式习(Participatory Learning)、后测(Post-assessment)以及总结(Summary)。这六个教学环节对应的英文单词首字母“B、O、P、P、P、S”即组成了“BOPPPS”[1]。流程化、注重学生参与、目标—活动—评价整体设计并强调一致性是BOPPPS典型的三个特点,能够有效地帮助教师在教学过程中开展以学生为中心的教学,增强课堂的互动性和趣味性,促进学生的主动参与和深入理解。

BOPPPS模型起源于加拿大[2],2012年传入我国[3],经过多年来在众多学科教学领域的实践,证明该模式的可操作性非常强,教学效果显著[4]。国内有关BOPPPS教学模型的研究文献最早见于2012年,最近几年研究文献逐渐增多。在中国知网中以BOPPPS为关键词进行检索,截至2023年5月,分别有1515篇期刊、34篇会议文章和99篇学位论文。论文数量方面,2012年只有1篇,2013年没有论文发布,2014年有3篇,2015年有18篇,2016年有41篇,2017年有66篇,2018年有119篇,2019年有215篇,2020年有284篇,2021年有428篇,2022年有557篇,2023年有123篇。可以说2012—2013年为BOPPPS模式的引入阶段,2014—2015年是BOPPPS模式的兴起阶段,2016年至今进入了高速发展阶段。相关研究成果呈直线上升趋势,为BOPPPS模式应用于“制导技术”课程教学设计起到了借鉴的作用。但目前国内还未发现BOPPPS模式结合导弹类课程相关的研究,如何将BOPPPS模式应用于导弹类课程的教学过程还存在着很大的探究空间。

二、基于BOPPPS模型的“制导技术”教学设计方案

“制导技术”是一门专业背景必修考试课程。课程详细介绍导弹制导系统的形式、原理、功能、组成、分类和关键技术,以无线电制导和光电制导为主线,重点围绕导弹制导过程中的目标探测、指令形成、目标跟踪等关键技术展开教学,为首次任职课程的学习打下坚实的专业理论基础,对学员遂行岗位任职及转换能力、个性化发展潜力的培养具有非常重要的支撑作用。课程涉及的知识点多,覆盖面广,要求学员具备扎实的理论基础,熟练掌握高等数学、模拟电子技术、数字电子技术、信号与系统、自动控制原理、高频电子线路、导弹系统原理等理论知识。但由于学员军事训练任务重、课业多、基础不牢,且未系统学习过雷达,因此,学员普遍反映课程理论性强、比较抽象、难以理解、数学公式很枯燥,这对课程的教学过程设计提出了更高的要求。

目前,课程在实际教学过程中还存在一些问题,从而影响学习效果,主要体现在以下几个方面:课程主要以教师讲述为主,课堂教学效率不高,学生学习的主动性和参与度偏低,缺乏自我思考和解决实际问题的能力;理论与实际不能很好地结合,学生对课程的理解更多体现在理论方面,没有意识到课程的重要性,导致学生的学习兴趣和关注度不够,忽视系统思维的培养和在实际中的应用;对学生的学习风格不了解,导致教学设计缺少对学生的考虑,教学效果大打折扣;课程考核方式简单,主要以期末考试为主,无法反映学生对知识的实际掌握情况和运用能力。

为解决上述问题,本文提出了一种基于BOPPPS教学模型的“制导技术”教学设计方案,其具体流程如下:

(一)引人入胜的课堂导入

在开始上课时,教师可以通过视频、动画、故事、问题以及热门话题等各种方式进行导入。引入方式要讲究技巧和方法,一定要生动有趣,能够吸引学生的注意力,引发学生的好奇心及学习兴趣。同时引入内容应该尽量简洁,重点是将本次课的内容和学生的已有知识或者未来可能碰到的问题有效衔接起来。考虑到“制导技术”课程定位以及教学对象为军校学员的特点,可以重点考虑以装备研发历史等作为引入,突出军校的兵味战味,更好地贯彻新时代军事教育方针。我校在前期建立了丰富的战例库、案例库、想定库、课程思政元素库,可以根据每节课的具体内容选择合适的例子作为简洁有效的课堂导入。

(二)明确适当可达可测的学习目标

该阶段的目的是让学生明晰本节课的学习目标,便于学生掌握学习的重点。通常可以通过板书、PPT等方式进行呈现。传统的学习目标包括知识、素养和技能三个方面,目标设定要从学生的角度出发,目标明确(需要掌握哪些知识点)、适当(与课堂主题相关)、可达成(在学生能力范围以内)、可测量(设置评价指标)。随着高校课程思政建设的不断深入,传统的学习目标已经不能满足时代需求,应当将素养目标改为课程思政目标更为全面。但课程思政融入课堂应当做到润物细无声,如果强行植入反而会适得其反,因此,在教学设计时应当设定课程思政目标,而向学员呈现时则可以不显示课程思政目标。

(三)快速全面的前测

前测的目的在于掌握学生的受训能力,了解学生对本课题的兴趣及先备知识,以便调整后续教学内容的深度及进度,让课程的目标更加聚焦。前测通常可以采用问答、调查问卷等方式进行课前摸底。问答法实施简单,但学生覆盖率不高,无法人人参与。问卷法覆盖率高,但会消耗大量宝贵的课堂时间,效率较低,在实际教学中并不实用。为了兼顾效率和效果,较好的做法是采取雨课堂等信息化教学手段,每名学员配备一台平板电脑,教师将测验题直接发送给每个学员进行实时作答、实时反馈,教师能够看到每道题的作答情况,根据学员的反馈情况及时调整教学策略。需要注意的是,BOPPPS模型并不是一成不变的公式,教师需要准确把握该模型的内涵,因时制宜,例如前测可以和导入融为一体。

(四)以学员为主体的参与式学习

参与式学习是BOPPPS教学模型最核心的理念,要求体现“以学员为主体”的教学思想。在讲清概念、重点、难点等主要知识点后,通过采用个人报告、分组讨论、角色扮演、动手推算、专题研讨、案例分析等丰富有趣的方式充分激发学生的学习热情,引导学生积极参与到学习活动中来,进一步加深学生对所学内容的理解程度,同时也强化了学生的语言表达能力、沟通能力及合作能力等素养的培养。

(五)及时有效的后测

课后测验是判断学生是否达到预期的重要环节。该阶段的目的是验收学习成果,要求在课后或者教学过程中及时评估教学效果,通过回答问题、小测验、做习题、操作演示、汇报等方式对教学效果进行评估,并根据评估结果进行教学反思诊改,及时调整教学设计,从而更好地达成教学目标。后测时,为了提高课堂效率,同样可以采取雨课堂等信息化手段,如果时间不允许,可以将后测放到课后依托作业进行。

(六)简明扼要的总结

总结的目的在于通过归纳本节课的知识点和理清知识脉络,进一步加深学生的印象。与传统的教学模式不同,BOPPPS模型更加强调由学生自己进行知识的归纳总结。在总结过程中,应以学生为主体,教师主要起引导的作用,通常可以让多个学生进行总结补充,然后教师再强调重点、难点。

三、基于BOPPPS模型的“雷达基本原理”课堂教学设计

雷达制导是一种常用的制导技术,广泛应用于各种类型的中远程导弹。由于本专业学员从未系统学习过雷达知识,因此在学习雷达制导前需要补充雷达基础知识。雷达基本原理又是学员学习后续雷达知识的基础,对于理解雷达的组成和原理非常关键。因此,本节以“雷达基本原理”这节课作为典型教学案例,分析如何利用BOPPPS模型进行课堂教学设计。具体设计如下表所示。

“雷达基本原理”课堂教学设计表

分析本讲的教学设计,以下几点值得重点关注:

(1)BOPPPS模型并非一成不变的定式,需要根据实际情况灵活变通。由于本讲的导入和前测联系十分紧密,因此可以颠倒前测和学习目标的先后顺序。

(2)要重点关注各个阶段的时间分配,切忌本末倒置。参与式学习是学习的中心环节,在时间分配中的占比要尽可能高。

(3)BOPPPS模型并非万能的,对教学对象和教学内容有一定的要求,并不能完全取代传统灌输式教学。例如,本次课需要学员提前了解关于雷达的故事和应用,对雷达的组成原理也需要提前预习,只有学员的主动性较高才能取得良好的教学效果。

结语

本文在分析“制导技术”课程特点及教学现状的基础上,将BOPPPS教学模型有机融入“制导技术”课程教学设计过程,提出了一种基于BOPPPS模型的“制导技术”课程教学设计方案。该方案包括引人入胜的课堂导入、明确适当可达可测的学习目标、快速全面的前测、以学员为主体的参与式学习、及时有效的后测和简明扼要的总结。在该方案的指导下,以“雷达基本原理”这一讲的内容为例进行了具体的教学设计。

本文的创新点包括:(1)在课堂导入阶段,引入丰富的战例案例,激发学员向战而生的热情。(2)在学习目标的设定上,将素养目标替换为更加全面的课程思政目标,向学员提示学习目标时不刻意展示课程思政目标。(3)在前测、后测阶段,利用信息化手段或者放到课下等形式节约课堂时间。(4)在总结阶段,发挥学员的主体作用,利用思维导图等先进教学手段加深学员印象。