案例式教學法與BOPPPS模型的融合實踐

蔣紅光 葛智 姚占勇

[摘 要] 針對高等學校工科本科生基礎理論知識相對薄弱而不具備完全案例式教學的特點，提出了案例式教學與BOPPPS模型融合實踐的教學方法，基于BOPPPS教學模型的六個環節，以實際工程案例作為導入和后測環節的設計內容，貫穿基礎理論知識學習的全過程，以培養學生扎實掌握基礎理論知識并解決實際問題的思維和能力，實現工科學生理論知識和工程實踐的統一。同時，將課程思政融入工程案例教學中，提升學生的職業素養，塑造學生的社會責任感。

[關鍵詞] 案例式教學;BOPPPS模型;課程思政;路基路面工程

[基金項目] 2019年度山東大學校級教育教學改革研究課題“基于BIM-4D情景融入的交通基礎設施專業卓越人才教學模式探索——以‘路基路面工程為例”（2019Y179）;2019年度山東大學校級教育教學改革研究課題“基于BIM-5D技術的道路交通專業教學體系研究與實踐”（2019P07）;2019年度山東大學校級教育教學改革研究課題“基于BIM技術的道路工程多課程聯合教學研究”（2019Y178）

[作者簡介] 蔣紅光（1985—），男，山東蘭陵人，工學博士，山東大學齊魯交通學院副教授，主要從事交通巖土工程研究;葛 智（1977—），男，山東即墨人，工學博士，山東大學齊魯交通學院教授，主要從事交通工程研究;姚占勇（1966—），男，山東臨沂人，工學博士，山東大學齊魯交通學院教授（通信作者），主要從事道路交通研究。

[中圖分類號] G642.0? ?[文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2021）15-0133-04? [收稿日期] 2020-11-16

一、引言

工科課程大多具有很強的實踐性，其基本理論、設計方法和工程技術源自實踐，又為工程實踐服務，這就決定了該類課程在教學過程中的理論教學與實踐教學密不可分。然而，傳統的教學模式理論與實踐是分割的，以“灌輸式”的基礎知識傳授為主，即使目前創新了類似于“翻轉課堂”“MOOC”短視頻等教學手段，但這對于學生學習而言，其信息和知識的獲取仍主要來自教師、教材和網絡資料，是一種間接的獲取方式，缺乏對工程實物的直接認識，不利于學生對知識的掌握和應用，使得學生解決實際工程問題的能力下降。

1890年哈佛大學Keener教授首次將案例式教學法（Case Teaching Method）應用到美國法學教育中，并迅速拓展到管理學、經濟學和醫學教育教學中。案例式教學亦稱案例教學，是指教師根據課堂教學目標和教學內容的需要，選擇和利用一個具體案例，引導學生參與分析、討論、表達等活動，讓學生在具體的問題情境中積極思考、主動探索，以提高教學質量和效果，培養學生提出問題、分析問題和解決問題等綜合能力的一種教學方法[1]。案例式教學法實施的關鍵前提在于對與教學知識點相對應的案例庫建設，而案例庫的來源大多基于大量的文獻搜集和實踐案例提煉[2]。在案例式教學環節中，教師首先要將教學案例提供給學生，學生利用課余時間查閱相關資料文獻，自主或分組進行問題分析，運用基本理論知識建立實際問題的解決方案。教師會對學生提出的案例方案進行講解點評，并對理論知識點進行嵌入和深化。由此可見，案例式教學法需要學生具備一定的理論知識基礎，擁有較高的文獻搜索和整合能力，這與大部分高等院校本科生的實際水平有較大的差距，因此案例式教學法多應用于研究生教學中。但是，隨著研究型大學越來越注重學術性和理論聯系實際，更加重視學生的思維啟發性和學習參與性，因此實踐案例將不可避免地引入教學實踐中。

針對高等學校工科本科生基礎理論知識相對薄弱，以及不具備完全案例式教學的特點，本文基于BOPPPS教學模型設計教學過程，以實際工程案例作為導入和后測，貫穿基礎理論知識的全過程，以培養學生扎實掌握基礎理論知識，并解決實際問題的思維和能力。

二、課程現狀

以交通土建方向的專業必修課程“路基路面工程”為例，該課程包含路基工程、交通荷載和路面工程三大部分，其理論性和工程性相互交叉。“路基路面工程”課程依托的教材是國家級規劃教材、國家級精品課程建設核心教材和專業規劃教材，配套在線慕課資源和“愛課堂”資源，方便學生課前預習和課后復習。在基礎理論方面，“路基路面工程”課程的學習必須有“土木工程材料”“土力學”“材料力學”等課程的基礎;在實踐教學方面，其與道路工程認識實習、基礎課程實習（如土木工程材料實習、材料力學實習）互成體系。結合國內外路基路面的最新趨勢和規范，以及最新研究成果，使學生既掌握路基路面工程的基礎理論和基本知識，又熟悉最新學術和工程前沿，達到具有分析與解決路基路面工程實際問題能力的目的。同時，培養塑造學生作為未來工程師的社會主義核心價值觀，實現專業課程思政育人的目標。

從學情分析來看，“路基路面工程”課程在大三開設，此時的學生已修讀過所需的基礎課程，具備了土木工程材料、土力學、材料力學等基礎知識，也經歷了工程認識實習，為案例式教學法的融入提供了一定的學習基礎。同時，大三的學生對專業歸屬感已逐漸加強，對實際工程問題有濃厚的興趣，期待基礎理論知識與實際工程問題的結合，實現學以致用。另外，專業課程一般采用小班教學，人數在30人左右，因此可以展開互動式的討論，充分調動學生的積極性。上述的主、客觀因素為案例式教學法與BOPPPS模型的融合實踐提供了有利條件。

三、基于BOPPPS模型的案例式教學設計

BOPPPS教學模型包含六個環節：導入（Bridge-in）、目標（Objective）、前測（Pre-assessment）、參與式學習（Participatory Learning）、后測（Post-assessment）和總結（Summary）[3]。每個環節都具有針對性，主題清晰，有助于學生厘清思路，把握重點。BOPPPS教學模式突出了學生在課堂教學中的主體性地位，強調了參與式學習，通過豐富的課堂互動充分調動學生的學習積極性，提升學生的學習興趣[4]。基于BOPPPS模型的六個教學環節，設計“邊坡穩定性分析”的教學過程（見表1）。此教學過程包括邊坡失穩的原因、邊坡穩定性分析計算參數的選取、直線滑動面的穩定計算和折線滑動面的穩定計算4個知識點，其重點在于直線滑動面的穩定計算和折線滑動面的穩定計算，難點在于計算參數的選取和滑動面穩定計算公式的理解。

1.引入。通過情境導入的學習展示“××填埋場滑坡事故”的視頻片段和國務院的調查分析報告，讓學生了解邊坡失穩的巨大危害，并讓學生試著定性地分析“為什么會發生失穩”“如何定量地判斷邊坡的穩定性”。同時，以此作為專業課程思政案例，讓學生認識到工程結構物穩定性評價的重要意義，意識到工程設計和施工人員的社會責任，培養學生未來從事工程師的職業素養。

2.目標。以問題為導向，從定性分析和定量計算兩個方向明確學生的學習目標。定性分析方面：理解邊坡失穩的原因、熟悉邊坡穩定性分析計算參數的選取;定量計算方面：掌握直線滑動面的穩定計算和折線滑動面的穩定計算。

3.前測。通過前測的方式，讓學生回憶土體抗剪強度指標。結合“雨課堂”在線模式向學生發送測試題目——“土體抗剪強度指標的類型”“影響抗剪強度大小的因素”，了解學生前期基礎知識的掌握程度，并靈活掌握參與式學習中相關知識點的用時比重。

4.參與式學習。以隨機提問的形式，讓學生分析邊坡失穩的原因，并以板書的形式記錄學生的回答，同時梳理內因和外因;讓學生了解哪些因素會降低內因提供的抵抗力，哪些因素會提高外因導致的荷載，而邊坡失穩即發生在內因小于外因的條件下。在此基礎上，分別講解內因中的抗剪強度指標的選取和外因中的荷載水平計算，并結合測評估結果，適當增減該部分的用時。上述內容以定性分析為主，讓學生懂得在面對工程問題時，首先要提問：“為什么會產生這種工程現象？”這需要從機理上做定性分析，從而揭示工程問題背后蘊含的基本理論知識，鍛煉學生分析問題的能力。接下來是解決問題能力的鍛煉，即量化該工程問題發生的臨界條件。在直線滑動面的穩定計算方面，以斜坡上的滑塊產生滑動為例，建立滑動力與抗滑力平衡狀態方程，通過板書推導相應的公式，并對公式結果中各個參數的影響程度進行說明。在折線滑動面的穩定計算方面，首先，闡述該類型滑動面的產生條件及如何根據折線對滑動體進行切分;其次，單獨選取某一切分滑動體，通過板書的形式，讓學生一起參與推導滑動面上的力學平衡方程，加深對折線滑動面穩定計算的理解;最后，根據課本上的典型算例，講解如何運用折線滑動面穩定方程評估某給定折線滑動面的穩定程度。

5.后測。將導入環節中的××填埋場滑坡事故作為后測的案例，開展案例式教學。首先，介紹該工程的基本結構形式和參數來源，由于任課教師參與了該工程的事故原因調查，因此會有很強的代入感。其次，根據知識點的任務目標，設計兩處相應的后測內容：一是參數取值，采用“雨課堂”手機答題的形式測試;二是穩定計算，采用隨機抽取學生進行板書的形式，其他學生分組研討計算。最后，先讓學生先自己點評板書結果的對錯，然后再根據實際答題情況，由教師對難題和易錯點進行強化講解。

6.總結。在實際工程問題的基礎上，開展學生工程思維模式和知識點掌握程度的總結（見圖1），讓學生回顧“提出問題、分析問題和解決問題”的全過程，并將各個知識點嵌入這三個過程中，達到“授人以魚不如授人以漁”的目的。只有這樣，學生在未來遇到復雜多變的工程問題時，才能具備獨立解決問題的能力。最后，結合當前的社會問題，再一次引起學生的責任感和情感共鳴，并布置課后作業和預習任務。

四、結語

1.在專業課程教學中，案例式教學法與BOPPPS模型的融合實踐，既滿足了學生對基礎理論知識的學習掌握，又以實際工程案例的導入和后測形式實現了工科學生理論知識和工程實踐的統一。

2.在教學過程中，充分發揮以學生的主動學習為主體、以教師的引導和解惑為輔助的教學理念，培養學生提出問題、分析問題和解決問題的能力，注重學術和思維方式的熏陶。

3.將課程思政融入案例教學中，從工程事故導致的人員傷亡和財產損失引起學生的情感共鳴，從工程問題的界定和解決過程提升學生的職業素養，塑造學生的社會責任感。

參考文獻

[1]龍景超，徐華，常舒婕.科技文獻研究案例在“統計天氣預報”課程設計中的應用——以廣東海洋大學為例[J].教育教學論壇，2020（44）：254-256.

[2]趙景偉，任雪鳳.“城市地下空間規劃理論”案例式教學研究[J].教育教學論壇，2020（33）：12-15.

[3]黃亮，於雪琴.BOPPPS教學模式結合雨課堂在測繪技術及專業介紹課程中的實踐[J].教育教學論壇，2019（13）：139-141.

[4]王雯鶴.基于BOPPPS教學模式的高校第二外國語課程教學設計探索與實踐——以清華大學德語課程為例[J].高等教育研究學報，2020，43（2）：115-120.

Combination and Practice of the Integration of Case Teaching Method and BOPPPS Model： Taking the Course of Subgrade and Pavement Engineering as an Example

JIANG Hong-guang， GE Zhi， YAO Zhan-yong

（Cheeloo College of Transportation， Shandong University， Jinan， Shandong 250002， China）

Abstract： In view of the fact that engineering undergraduates in colleges and universities have weak basic theoretical knowledge foundation， it is not suitable for them to completely use case teaching method. This paper provides the teaching method of combing case teaching method with BOPPPS model. Based on the six stages in the BOPPPS model， we take the actual engineering cases as the designed content of bridge-in and post-assessment stages， which runs through the whole process of basic theoretical knowledge learning， so as to cultivate students thinking and ability to master basic theoretical knowledge and solve practical problems and realize the unification of theoretical knowledge and engineering practice for engineering students. Moreover， the “curriculum ideological and political education” is integrated into the teaching of engineering cases， which helps to improve students professional literacy and shape their sense of social responsibility.

Key words： case teaching; BOPPPS model; curriculum ideological and political education; Subgrade and Pavement Engineering