基于BOPPPS和翻轉課堂的環境類課程線上線下混合式教學設計

薛紅琴

摘 要：為適應工程教育專業認證對課程教學的新要求，針對傳統教學模式的不足，以“污染物進入河流后混合過程的三個階段”這一課堂教學為例，基于翻轉課堂理念和慕課線上資源和BOPPPS教學設計方法開展了混合式課堂教學探索。采用“課前預習+課中研習+課后復習”的線上線下混合型教學設計，以問題為導向，以學生為中心，融合了線上導學、翻轉課堂、案例分析、小組辯論、模擬仿真、過程考核、課程思政等多種教學方法，提高了教學效果，可為新時代教學改革提供參考。

關鍵詞：BOPPPS; 翻轉課堂; 混合式教學

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ?文章編號：1006-3315（2021）7-148-002

一、引言

工程教育專業認證標準是目前國際上通行的工程人才評價手段，理念是以人為本、以學生為中心的基于產出的教育，現有的環境類課程教學模式大多屬于以教師為中心的被動式教學，教師教授為主要手段，教學模式較為單一，教學方法傳統保守，缺乏創新。需要發展新的教學模式。

BOPPPS教學模式源于加拿大的教師技能培訓，是一種以教學為目標導向、以學生為中心的教學模式。它由導言（Bridge-in）、學習目標（Objective/Outcome）、前測（Pre-assessment）、參與式學習（ParticipatoryLearning）、后測（Post-assessment）和總結（Summary）六個教學環節構成，BOPPPS名稱是由這六個教學環節的英文單詞的首字母構成。BOPPPS是教師進行教學設計及課堂組織教學的一種有效模式。翻轉課堂將傳統的“課上老師講授+課后學生作業檢測”翻轉成“課前學生自主學習+課上老師解答疑問”，是一種與傳統意義上教學流程完全相反的課堂模式。近十年，“翻轉課堂”在北美受到很多學校的歡迎，并逐漸發展成教學改革的新浪潮。本文基于翻轉課堂教學理念，采用BOPPPS教學模式，以“污染物進入河流后混合過程的三個階段”這一課堂教學為例開展課堂教學設計。

二、基于BOPPPS和翻轉課堂的混合式教學設計方案

（一）課堂教學目的

1.了解河流中污染物混合輸運的三個階段在地表水環境評價中的作用;

2.理解污染物進入河流后混合過程三個階段的特性;

3.掌握河流一維、二維、三維水質模型的適用條件，能夠根據工程實際案例選取相應的水環境預測模型。

（二）教學重點與難點

重點：理解污染物進入河流后混合過程三個階段的特性

難點：掌握河流一維、二維、三維水質模型的適用條件

（三）教學總體設計

本次課堂教學采用“課前預習+課中研習+課后復習”的線上線下混合型教學模式，總體設計見表1。

（四）教學實施流程

1.課前預習

教師明確教學目標，規劃教學流程，編制課堂教學設計方案，上傳視頻與課件等線上資源。通過QQ群或其他助學軟件預先完成分組，明確課堂教學方向。

學生課前登錄中國大學MOOC平臺（https：//www.icourse163.org/course/HHU-1207109807），學習視頻4.6和相關課件。了解本次課程的教學目標，完成目標導學、教材自學和視頻課件資源助學。

2.課中研習

2.1問題導入：明確目標、激發興趣、熟悉課堂流程

教學思路：由排污口水環境預測模擬仿真的動畫演示，說明河流水質模型在地表水環境影響評價中的重要地位，引出本次課堂擬解決的核心問題：如何合理選取河流水質模型？何時用一維，何時用二維，何時用三維？

要回答這一問題，必須掌握河流中污染物混合輸運的三階段理論，從而激發學生學習興趣和專注度。讓學生建立學習目標：掌握河流一維、二維、三維水質模型的適用條件。教師明確本次課堂教學流程，說明課堂分組情況，分發挑戰性問題清單。

2.2理解污染物進入河流后混合過程三個階段的特性

教學思路：以問題為導向，通過不斷提出問題使課程節奏更加緊湊，從而緊緊抓住學習者的思維。通過圖示的形式講解三個階段的特性、產生的原因，建立三個階段與水質模型分類之間的關系。

挑戰性問題1：為什么是三個階段？不是兩個階段或四個階段？

目標：通過師生交流引入河流的三維幾何特性（見教學活動照片2）。一般情況下，河流具有如下幾何特征：河長>>河寬>>水深。并舉例說明（長江等河流）。

挑戰性問題2：為什么是首先達到垂向混合均勻？

目標：由于通常河流垂向深度比橫寬小很多，廢水在垂向上較快地達到均勻混合狀態，此時稱河流混合的第一階段完成，從而使學生建立河流幾何特性與污染物混合過程的關系。

挑戰性問題3：影響這一階段長短的主要因素有哪些？

目標：通過學生對影響因素的討論，加深對第一階段特性的理解。同時與當前排污許可管理聯系起來，提升環境水力學理論學以致用的能力，加深學生對我國環保管理制度的理解，達到課程思政的目的。

挑戰性問題4：影響第二階段長短的主要因素有哪些？為何大致與河寬的平方成正比？

目標：使學生回顧環境水力學課程中學習過的污染物到達充分混合所需距離的計算公式，由該公式討論這一階段的影響因素。加深對河流污染帶的理解，建立不同課程之間的聯系。

2.3掌握河流水質模型的適用范圍

教學思路：在污染物質進入河流混合過程三階段理論的基礎上來理解河流一維、二維、三維水質模型的適用條件。

設置小組辯題：到目前為止，河流水質模型選取的問題（本次課的核心問題）是否已經解決？組織正方代表與反方代表分組辯論、師生辯論。使學生理解理論探討與實際應用之間的差距。問題并沒有解決，以上理論分析在實際應用中存在兩大難點：難以區分三個階段;實際模擬不可能采用三個模型，工作量太大。解決思路：根據實際河流中污染物混合的特點來選用一種水質模型。

設置創新性話題：河流二維水質模型和三維水質模型的適用范圍是什么？目標：使學生用類似的方法自主獲得河流二維水質模型和三維水質模型的適用范圍，加深理解的同時能夠舉一反三，探討什么樣的水體能夠滿足這一要求。教學方法：小組討論，師生互動，教師評價點撥。

2.4案例分析

以長江江蘇段、太湖、秦淮河、三峽水庫、秦淮河流域為案例，討論分別適用于何種水質模型來模擬？先分組研討，每組組長上臺板書答案，教師評價點撥（見教學活動照片7、8）。

2.5課程總結

總結本次課堂應達到的學習目標，通過隨堂測驗檢驗學習效果。

3.課后復習

教師：關注學生在線學習情況，及時批改作業，在線答疑，采用引導式解答，鼓勵學生線上互動交流，促進學生知識提升。開展OBE教學效果評價，對課程建設進行持續改進。

學生：對知識點鞏固復習并完成線上測驗與作業，發現不足并加以鞏固。參與線上討論，在討論中實現知識的內化和提升。

三、總結

本次課堂教學設計基于翻轉課堂理念和慕課線上資源及BOPPPS教學設計方法開展了環境類課程混合式教學模式探索，以問題為導向，以學生為中心，融合了線上導學、翻轉課堂、案例分析、小組辯論、模擬仿真、過程考核、課程思政等多種教學方法，培養學生的學習主動性、能動性、獨立性。有效發揮了以學生為學習主體的能動作用，提高了師生、生生間的互動性，顯著改善了學生的學習自主性和學習效率。

參考文獻：

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