BOPPPS教學模型在工藝礦物學課程線下教學設計中的應用

邱俊，吳蓬，朱向楠，孫玉鳳，呂憲俊

(山東科技大學 化學與生物工程學院，山東 青島 266590)

0 引言

山東科技大學的礦物加工工程專業是“國家一流本科專業”“山東省一流專業”，也是山東省一流學科“礦業工程”的核心專業，已經通過“工程教育專業認證”。工藝礦物學課程是礦物加工工程專業的核心課程，經過多年的建設，該課程在2013年獲批“山東省省級精品課程”[1]。根據我校本專業的“厚基礎、重專業、強能力”的應用型創新人才的培養目標，該課程教學內容包括：礦物通論、礦物個論、晶體光學、偏光顯微鏡和反光顯微鏡鑒定礦物；礦石及選礦產品中礦物組成及礦石的嵌布特征、元素賦存狀態等方面的基本理論及研究方法。在教學內容方面除了強化礦物學基礎之外，特別加強了對礦物學基本知識在礦物加工工程中的應用。學生通過工藝礦物學課程的學習，在知識目標方面要求掌握常見礦物、礦石的物理性質以及工藝礦物學的研究方法，培養學生利用工藝礦物學知識解決常見礦物加工工程問題的能力；在專業能力提升方面通過開展的“互動式”探究性學習活動，培養學生利用工藝礦物學解決復雜礦物加工工程問題的能力；在教學過程中，結合教學內容適度將課程思政元素全方位融入課程教學，堅持“立德樹人”的教學理念，培養學生的家國情懷和科學精神[2-4]。元素賦存狀態的研究及配分計算方法是本課程的重點教學內容之一，學生通過學習能夠對礦石資源進行合理的評價，并且在理論上指導選礦生產，分析選礦生產指標的合理性[5-7]，進而培養學生的工程意識。以下文章以本節課程內容為例，全面介紹BOPPPS教學模型在工藝礦物學課程教學設計中的應用。

1 BOPPPS 教學模型簡介

“BOPPPS”教學模型最初由ISW(加拿大教師技能培訓工作坊)根據加拿大不列顛哥倫比亞省對教師的資格認證所創建，最初主要用于教師的技能培訓使用。在培訓過程中采用以教學實踐為主的方式，通過集中強化訓練以提高教師教學技能和教學的有效性。目前該模型已經被全世界超過33個國家引進采用，其應用實踐表明“BOPPPS”是一個“有效果、有效率、有效益”的能夠促進學生積極參與課堂學習的教學模式。BOPPPS模型的核心有兩點：—是強調學生全方位參與式學習而不只是聽講；二是要及時獲得學生的反饋信息，以調整后續教學活動以期順利達到教學目標[8]。

根據教育部提出的高校要淘汰“水課”，打造“金課”的教學要求，特別強調高校的教學活動要作為驅動力讓“學生忙起來，教學活起來，學校管理嚴起來”。對照“高校金課水課評估標準”，筆者認為BOPPPS教學模式是打造高校“金課”的利器，因為它是一種“以學生為中心”的基于體驗式教學而設計的非常有效的教學設計模式。它符合當前倡導的高階性、創新性、挑戰度的“金課”理念，也是高校教師申報獲批國家級、省部級一流課程必須具備的教學技能。其中“高階性”強調的是專業知識、能力以及素質的有機融合，著力培養學生解決復雜工程技術問題的能力和高級思維。“創新性”指的是課程教學內容要充分體現前沿性和時代性，教學方式呈現先進性和師生間的互動性，課程的學習結果具有探究性。所謂“挑戰度”，是指課程教學內容具有一定的深度和難度，需要學生努力學習才能夠掌握，因此對教師教學備課和學生課下學習都有較高的要求[9-12]。

本課程在教學過程中，基于BOPPPS教學理念，在課前采用任務驅動、翻轉課堂、自主學習等策略，挖掘學生學習自覺性；采用過程考核，及時檢查督促學習過程，培養學生學習成就感。在情境中引出新知，通過進階式任務讓學生運用知識解決問題，從而實現了知識內化、高階思維能力提升，同時將礦業發展與國家工業實力、社會主義核心價值觀相融合，從而達到了課程思政教學的目的。

2 工藝礦物學課程線下教學設計進程

2.1 導言

本教學環節的主要作用是吸引學生的注意力和提高學生的學習興趣，讓學生了解本課程主題和學習的重要性。首先教師開課前學生利用超星“學習通”APP教學平臺完成學生簽到后，任課教師根據礦石中元素賦存狀態的研究及配分計算的教學內容，以提問的方式引導學生回顧自然界中元素的三種賦存狀態(獨立礦物、類質同象和吸附狀態)以及研究礦石中元素賦存狀態的諸多意義—前測(Bridge-in)。

2.2 課程導入，前測

課程學習目標要從學習者的角度出發，明確、適當、可達成、可測量，涉及認知、技能和情意等三方面，本環節主要作用是讓學生了解該課程要到達的教學目標以及學生對上節知識的掌握情況。前測的作用是了解學生的興趣與先備知識，調整后續的難易與進度，讓課程的目標更加聚焦。以本課程教學內容為例，在回顧上節課堂教學重要知識點的基礎上，自然的給學生提出“如何確定目標元素在原料與產物中的賦存狀態？”的問題，啟動思考引擎，引導學生思考，從而在此基礎之上引出本節課程的授課內容：“Part 1元素賦存狀態的研究方法(方法原理)，Part 2元素的配分計算(目標元素在礦物中配分比)，Part 3元素賦存狀態的研究實例(培養學生的科研素養)”，并且提出每一部分內容的學習目標(括號中內容并用顏色突出)。

2.3 聚焦任務，提出問題，分組合作探究

該環節是BOPPPS課程教學的重點，全程指導學生參與課程學習。參與式學習的目的在于讓學生主動學習、深入思考、強化印象，堅持以學生為中心，采取師生、生生互動的方式多方位參與教學從而掌握專業知識。本環節主要的教師活動如下：

圖1 學生利用超星“學習通”APP教學平臺簽到

深度講解課程基本知識；緊扣教學內容，通過課件發布學生分組討論的探究性專業問題并安排學生討論；安排學生匯報小組討論結果；對小組討論結果進行點評，給出正確的答案，并對學生表現給予鼓勵和指導；根據課程教學進程，適時通過超星“學習通”APP提出搶答問題，并通過“學習通”平臺選擇搶答學生完成問題回答；增加互動性，活躍課堂學習氣氛，教師進一步針對互動式討論及搶答學生的回答問題情況進行教學內容的重點講解。具體如下：

(1)基本知識(教師講解)

①元素賦存狀態的研究方法。

②元素的配分計算。

③元素賦存狀態的研究實例。

重點：掌握賦存狀態研究方法以及配分計算方法步驟。

難點：研究方法的原理及配分計算結果應用。

(2)引入教學案例，加深對知識的理解(教師講解)

①毒砂中鈷元素的賦存狀態研究。

②花崗巖風化殼中的離子吸附型稀土礦中稀土元素的賦存狀態。

③某氧化鐵礦石中鐵元素的電滲析研究等。

(3)互動式教學(任務驅動，以學生為中心)

①小組討論(Participatory Learning)：根據教師發布的探究性專業問題，學生每6人一組分組討論，討論結束安排同學發言。

圖2 小組討論

②學生搶答：為了激發同學的學習積極性，課程教學過程中隨機由教師提出相關問題，采用超星“學習通”平臺上的搶答功能由學生搶答完成，教師在課堂上進行點評講解，借以活躍課堂氣氛，提高學生的課堂參與度和學習的積極性。

(4)重點講解

在小組討論的基礎上，根據學生討論匯報的情況，由教師針對討論的問題涉及到的課程知識點進行講解。

①礦物微區分析研究元素賦存狀態的工作原理及應用案例。

圖3 學生搶答

②元素配分計算方法及計算結果在工程中的應用案例。

③掃描電鏡和電子探針用于元素賦存狀態的研究原理及應用案例。

2.4 后測

本環節設計的主要目的在于檢查學生對課程內容的的學習成果，檢測是否達成學習目標，并對知識進行進一步延展。主要組織方式如下：

(1)教師根據授課內容對學生的掌握情況進行提問，并根據學生回答情況，調整課程教學重點講課進度。

(2)教師及時回復課程網站(http://jpkc.sdust.edu.cn/gykwx/)在線答疑模塊中學生提出的問題，并留作記錄，分析學生對知識點的掌握情況，并及時調整課堂教學內容和時間分配。

(3)通過與學生課后交流，了解學生的學習狀態、對知識的掌握情況以及教學中存在的問題，對教學模式及時進行調整。

2.5 課程總結

該環節是教師對課程教學內容的回顧、知識點的總結，其作用是引導學生進一步鞏固學習效果，同時布置延伸思考問題、課后作業以及后續課程的預告等等，具體如下：

(1)課程知識點進行總結，引導學生回答，提升學生對知識的掌握情況；

(2)布置課后作業；

(3)安排下一節課的學習任務并要求學生提前完成預習；

(4)在預習的基礎之上完成探究性學習專題：“磁鐵礦的嵌布粒度特性與其選礦工藝和生產成本有什么關系?”，并在下節課前完成匯報(下一節課的任務驅動)。

3 結語

為適應高等學校一流課程建設的要求，對照“金課”的建設標準，課程教學堅持以學生為中心的教學理念，教學過程中基于BOPPPS教學模型，采用問題啟發—任務驅動—案例教學—師生互動—自主學習等策略，提高學生學習的主動性和課堂的參與度；采用過程考核(課堂提問、課后作業、網上答疑等方式)了解學生的學習狀態，并適時實名表揚，激發同學的學習熱情，培養學生學習的成就感。在學生熟知的情境中引出新知，通過進階式問題和任務讓學生獲得運用工藝工藝礦物學知識解決復雜礦物加工工程問題的能力。課程教學中同時將我國礦業的發展、國家礦業實力與社會主義核心價值觀相融合，培養學生的家國情懷、民族精神、科學精神以及作為礦物加工工程技術人員未來的擔當和專業使命。