互聯網＋經典BOPPPS的《儀器分析》課程教學模式改革探索

闞鴻，王詩涵，陳維佳，何忠梅，趙巖，徐晨，董凱

（吉林農業大學中藥材學院，吉林 長春 130118）

《儀器分析》是中藥學專業的一門專業基礎課，主要培養學生掌握大型分析儀器的基本原理、操作技能和應用。吉林農業大學中藥材學院中藥學專業考研率較高（據吉林農業大學資料統計，吉林農業大學中藥材學院中藥學專業2021年本科畢業生的研究生升學率為64.8%），且畢業后從事“藥企”、“高校”和“科研院所”等相關藥品研發行業的比重也比較大[1,2]，因此這門課程無論是對學生以后專業知識的鋪墊還是對未來工作技能的支撐都起著舉足輕重的作用。《儀器分析》課程匯集了多學科的最新理論知識和最新成果，具有理論深、教學內容涉及面廣、實踐性強、更新快、難度大和知識點較分散的特點，除此以外，本課程對儀器設備要求較高，受教學時間和經濟成本的限制，學生動手操作高端儀器的機會較少，因此對抽象理論知識的認知和理解具有一定的局限性[3]。

BOPPPS模型是加拿大教師技能培訓（instructional skill workshop，簡稱ISW）機構提出的教學方法模型，該教學模式分為6個階段，包括導入（bridge-in）、學習目標（learning objective）、前測（pre-test）、參與式學習（participatory learning）、后測（post-assessment）和總結（summary）[4,5]。該教學方法模型的特點是教學過程標準化和流程化，核心在于以學生為中心，激發學生課堂參與的積極性和主動性。BOPPPS教學模式中知識結構的分割性、及時反饋和可靈活調整教學策略等特點與《儀器分析》課程知識點分散、難點和重點多的特點高度契合，可有效提升學生的課堂學習質量。

當今互聯網時代是新媒體快速崛起的時代，不僅給各行各業帶來了機遇和挑戰，同時也為教學改革開辟了一條全新的道路。信息化應運而生的小程序、自媒體及線上課程以其短小凝練的特點為學生的碎片化學習和個性化培養提供了可能。線上的互聯網學習與線下經典BOPPPS課堂相輔相成，教師可有針對性地為學生篩選、共享豐富的學習素材，使其在海量資源中有的放矢，同時在資源共享中做到教學相長。

隨著智慧課堂理念的不斷深入，教學手段呈現多元化的特點，互聯網時代學生獲取信息也呈現多途徑化的態勢。因此，為迎合新時代學生的學習、就業需求，培養符合新時代中醫藥事業發展需求的創新型人才，吉林農業大學中藥材學院將互聯網+經典BOPPPS教學模式有機整合在一起，根據中藥學專業生源的特點和培養方向對《儀器分析》課程進行一系列教學改革。

1 教學改革措施

1.1 經典BOPPPS課程設計

1.1.1 學情分析 本項目將根據本專業學生的基礎課程設置、專業發展定位以及生源質量等信息進行多方面、多渠道分析，把學生的原有認知水平、學習動機和學習興趣等作為學情分析的重點考察內容，根據分析結果制定學習目標，選擇適當的教學內容和方法。

進行學情分析不應僅僅局限于課程開設之前，還應隨著學習過程信息的收集和反饋，為教師調整教學方向、方法和考核提供動態參考，從而了解學生的學習興趣，尊重不同學生的學習需求，增強學生的學習主觀能動性，為個性化深度學習奠定良好的基礎。

本次參與課程改革的班級由中藥學創新班級和一本班級組成，根據歷年各科成績及相關教學數據可知，學生的學習態度較為積極，具有較好理論基礎，主觀能動性較強，同時從事科研的熱情也較為高漲。另外，班級人數規模較小，有利于討論教學模式的進行。

開課前對學生的化學成績進行了統計分析，見圖1，本班學生的相關基礎課程中無機化學、有機化學以及物理化學的成績均比較優秀，80分以上成績占比在50%以上。本次課程開課前還對學生的學習動機進行了調研，統計結果發現班級92.1%的學生有考研的目標，有47.4%的學生因《儀器分析》為考研科目而學習目的明確，39.8%的學生為充實自身專業水平、有利于未來就業發展而對本課程有比較高的學習熱情，另外有12.8%的學生出于《儀器分析》課程對其他專業課的承接、鋪墊，有意愿將本門課程學習好。

圖1《儀器分析》相關學科分數段百分比Fig.1 Percentage of scores of related subjects for instrument analysis

另外，還對兩個班級學生的學習偏好方式進行了調查，由圖2可以看出，多數學生更愿意通過視頻教學、實踐教學等比較直觀的方式學習相關內容。調查中，學生認為將知識點融入生活中，從實際經驗中獲得的知識記憶更為深刻，因此對案例分析內容也均具有較高的興趣。

圖2 學生對學習方式的偏好Fig.2 Students'learning style preferences

開課后，本項目利用課間及課后時間與不同層次的學生進行溝通，收集課程的難易程度、存在困難及建議等反饋信息；課程進行一半后，采用線上考核的方式，考察學生對知識的理解和運用能力。

然而，僅僅根據調查問卷和學習通反饋的學情分析是相對刻板和不全面的，想要獲得更加立體的學情分析，需要授課教師利用學校其他部門整合資源，運用大數據對學生基本情況進行精準描繪，才能獲得相對比較準確的結果。

1.1.2 BOPPPS教學模式在《儀器分析》課堂中的應用 BOPPPS教學模式可以將教學內容有效分解，以生活常識、時事新聞等具體信息作為手段進行“導入”，吸引學生的注意力，激發學生的學習熱情。例如本團隊將大家耳熟能詳或熱點新聞作為切入點，提煉新聞內容，提高學生的興趣，隨即引入“學習目標”，使學生清楚自己的學習方向及課程的重點、難點，再通過“前測”內容進行精準學情分析，使教師及時了解學生的學習興趣和學習能力，通過以上鋪墊，與學生共同進行“參與式學習”，利用學習通提高課堂師生互動頻率，有效提高教學質量；教學主體內容完成后，通過“后測”部分檢驗學生學習成果和教學目標的完成情況，可將“后測”部分與“導入”部分巧妙聯系在一起，首尾呼應，使得整個課程設計更加完整、符合邏輯；最后通過“總結延伸”部分系統梳理、反思知識點，并做適當延伸和展望。

研究發現，同伴互動顯著影響學習效果[6,7]。因此在本次教學活動中，為增加良性的同伴互動，促進學習的積極性，在課堂中通過經典BOPPPS設立真實情境，引入了不同主題的討論。討論前，教師對討論的知識點應做好充分的引導和準備，發放評價標準細則，以便把控討論的主題方向和基本內容，鼓勵學生成立學習小組。引出話題后，給學生一周的時間去準備，隨后在課堂上進行展示，充分調動學生的學習積極性，激發學生的學習熱情[8]，同時加強學生的團隊合作意識，拓展審辯式思維。

BOPPPS模式是一個以學生為主導、反饋及時、針對性強、強調學生參與和反饋的閉環教學模型。課程內容將學習通作為輔助工具，通過兩個測試過程即“前測”和“后測”收集學生的反饋信息，幫助教師靈活調整教學內容，知識結構被適度切割，可有效促進師生互動，有助于教師動態組織教學內容，提高學生的學習興趣，大幅提高教學效率。

1.1.3《儀器分析》課堂中思政課程的嵌入 把思想政治教育貫穿人才培養體系，發揮好每門課程的育人作用，提高高校人才培養質量，是培養高素質人才的根本。在《儀器分析》的課堂上，本團隊在情感意識上重點培養學生終身學習的思維模式，并通過教學案例讓學生時刻保持行業責任心和職業認同感。另外，課程中還通過《儀器分析》中的名人軼事以及我國近年來科技發展方面的時事新聞堅定學生的文化自信，培養學生的國際視野，使其能夠高瞻遠矚，理解時代賦予他們的使命和責任。

1.2 互聯網+平臺助力教學內容的多樣性和個性化

1.2.1 基于“互聯網快餐”式的教學補充 以線上共享資源為主的泛在線學習方式可以彌補線下教學中時間和空間的限制、解決學生個體化差異導致的學習效果參差不齊的現象，提高教學效率；互聯網時代的高速發展使得學習方式具有碎片化、多樣化的特點，教師需要在學習過程中為不同的學生提供多種形式的“腳手架”。因此，推薦個性化學習資源，實現個性化深度學習是當下智慧課程的有效手段。

世界上沒有兩片完全相同的樹葉，學生之間的個體差異也不同。早在春秋戰國時期，孔子就提出了“因材施教”的教育理念，然而，傳統的教學方式受教學時間和空間的限制，很難實現差異化教學。目前隨著互聯網+的高速發展，互聯網與教育相互融合形成的多樣化的線上學習途徑使“精準教育”成為可能。

身處互聯網高度發達、信息爆炸的時代，雖然大學本科生可以通過各種渠道和方式進行個性化學習，但是由于資源的品質良莠不齊、種類繁多，也會無形中浪費和消耗學生的精力，因此，教師的“腳手架”作用還應該體現在眾多的學習資源中，篩選優質的網絡信息化工具供學生輔助學習，例如推薦專業的微信公眾號、中國大學慕課等優質的學習平臺，保證每一位同學的學習深度和廣度，讓學生在潛移默化中建立起終身學習的思維模式。

1.2.2 教學平臺端 本項目采用BOPPPS教學中的“前測”和“后測”等內容，主要通過學習通教學平臺端的輔助作用，全面統計、記錄學生的學習基礎、學習狀態和學習效果（圖3），分析每個學生的綜合學習情況，發現學習中的問題，可以靈活調整課程內容。共性問題放到課堂中解決，個性問題放到課后通過學習通私信交流講解或額外提供學習材料等多種途徑解決。

圖3 學習通對學生學習次數和學習時段的統計情況Fig.3 Students'study times and study periods according to the Super Star System

《儀器分析》的知識點主要圍繞著用于科研、生產的大型儀器，但由于本科教學條件的限制，實驗教學過程中只能通過觀摩的方式來了解大型儀器。因此本項目充分利用各類虛擬仿真教學平臺端，包括線下的吉林農業大學自建的虛擬仿真平臺及線上的國家虛擬仿真平臺，讓學生模擬操作大型儀器，完善其認知結構，打破現實教學條件中大型儀器配備不足的困境。目前所使用的虛擬仿真教學資源得到了大多數同學的認可，通關式的學習方式也讓他們在游戲中將知識真正地融會貫通。

1.3《儀器分析》課程考核的改革

史靜寰老師指出，教育的過程與結果之間并非是簡單線性關系[9]，傳統的考核方式只能片面地從分數上考察學生的記憶能力和學習態度，并不能全面、系統地評價學生的學習過程和綜合能力，因此，考核過程應該摒棄傳統的卷面考核，提高過程考核比例和改變考核形式，激發學生的學習動機，增加內驅力。

美國21世紀學習聯盟提出了21世紀核心素養4C模型，即審辨思維、創新素養、溝通素養及合作素養。本項目將上述4C能力作為一項重點考核指標，利用現有的條件結合教學內容引入符合學生需求的情景問題考核。考核過程中鼓勵建立同伴合作小組，從團隊的角度對問題通過頭腦風暴、想象等方式進行分析、評估和探討，最終提出解決方案，通過多種形式匯報給各組成員，隨后在組間通過對比、辯論等方式培養學生的合作能力、溝通能力、創新能力和批判性思維。教師在活動中充當引導者和輔助者的角色，設立情景、確定問題、提供支架、發布成果和評價反思。真實情景考核過程以問題為導向，能夠引導學生自主調查研究，合作交流，鍛煉其邏輯思維能力，在問題中感知教學過程中的知識體系，建立新舊知識點之間的聯結，促進學科交叉和知識的的遷移應用。

本項目從教學伊始和教學結束均對學生的綜合素養進行全面考核。考核內容包括傳統的出勤率和課堂互動、借助學習通統計的學習頻率和時長以及上述的情景問題考核等，可以靈活地檢測學生對知識水平的掌握，通過多元化的過程考核強化學習目標，促進學生4C能力的培養。

考核體系是改革成功與否的試金石。此次教學實踐過程中，通過成績分布（圖4）可看出，高分數段的成績較上一年度有大幅度提升。經課后交流反饋，學生的自主學習能力有所提升，學習態度也有所轉變，能夠自主完成一些拓展性知識的學習。

圖4《儀器分析》課程改革前后期末成績統計Fig.4 Comparison of final scores before and after the instrument analysis course reform

2 討論

單一、教條的教學模式已經不能滿足當代大學生的需求，靈活、多維度的教學改革才是順應時代發展的必經之路。目前我國的在線教育產業發展迅速，學習通、云課堂、雨課堂、微助教、中國大學慕課和愛課程等多種形式的學習軟件層出不窮，除此之外，以互聯網為基礎的開放性學習資源突破了教學時空的限制，豐富了課堂形式，提升了學習的趣味性和情景性，為學生課后自主學習提供了有效的途徑。因此將資源豐富的互聯網+模式與經典、成熟的BOPPPS教學模型相融合，多維度、多途徑、多角度地實現師生聯動，有助于構建師生多元化學習共同體，提升《儀器分析》課堂的教學質量，有助于培養學生的核心素養和終身發展能力。

教學三要素的多樣性和差異化決定了教學改革過程的復雜性，深度的教學改革任重道遠，在信息化時代，依賴互聯網使教與學與時俱進，建立以學習者為主體、具有包容性和彈性的高質量課堂[10]將是順應時代發展的教學改革方向。將不同的個體因材施教培養成符合社會需求的創新型人才需要各門專業課程的合力。未來吉林農業大學中藥材學院將進行校企聯合，結合中藥材學院創辦的“參茸道地藥材現代產業學院”改善“重實驗，輕實踐”的現狀，關注社會市場需求，為形成良性供需產業鏈奠定基礎。