基于BOPPPS 模型的“智能交通系統”課程教學設計與實踐

王永興

（北京交通大學交通運輸學院 北京 100044）

2019 年10 月，教育部印發《關于一流本科課程建設的實施意見》，并明確指出“課程是人才培養的核心要素，課程質量直接決定人才培養質量”，提出要“以目標為導向加強課程建設”等課程重點建設內容[1]。“智能交通系統”是交通運輸及相關本科專業的重點課程之一，對于學生深入了解和掌握交通運輸智能化發展前沿及先進理念起到重要作用。做好“智能交通系統”課程建設離不開科學合理的教學設計[2]。目前，我國大多數相關院校在講授“智能交通系統”時，主要以傳統的教師講授為主，而師生互動、生生互動等學生參與環節設計應用不足，導致學生的學習目標不夠明確，難以激發學習興趣。

本文將BOPPPS 教學模型引入“智能交通系統”教學設計。該模型最初由加拿大教師技能培訓工作坊創建，是一種以教育目標為導向，以學生為中心的教學模式，能有效激發學生的學習興趣[3]。

1 教學設計

“智能交通系統”課程的主要內容涉及基本概念、理論、應用技術以及多個相關子系統，僅僅依靠傳統的教師講授為主、學生被動學習的教學模式難以達到理想的學習效果[4]。為突破傳統教學模式的不足，本文基于BOPPPS 模型進行教學設計。BOPPPS 模型的名稱來源于組成該模型六個環節的英文首字母，依次為導學（Bridge-in）、目標（Objective）、前測（Pre-assessment）、參與式學習（Participatory-learning）、后測（Post-assessment）和總結（Summary），各環節各自獨立又相互聯系，形成閉合的教學循環，如圖1 所示。

圖1 基于BOPPPS 模型的教學設計

基于BOPPPS 模型建立的“智能交通系統”教學設計方案，其主要內容包括學習目標的明確、各環節教學活動及時間分配，實現對課程教學過程的整體性把握。交通誘導系統是實現城市智能交通系統的關鍵組成部分，也是構成智能交通系統的主要子系統之一[5]，因此，“交通誘導系統”是“智能交通系統”課程的關鍵知識點。文章以“交通誘導系統”知識點為示例，基于BOPPPS 模型建立一套45分鐘的課堂教學設計方案，包括導學環節設計、目標環節設計、前測環節設計、參與式學習環節設計、后測環節設計和總結環節設計，具體如下。

1.1 導學（Bridge-in）環節設計

導學環節的主要目標是吸引學生的學習興趣，從而調動學習積極性。針對“交通誘導系統”知識點的教學設計，導學環節規劃用時2 分鐘，采用講授和師生互動相結合的教學方式，具體如下：首先通過一段時長為30 秒的視頻呈現出當前國內主要大型城市機動車容易造成擁堵的事實，以此為基礎拋出本節課關注的熱點問題，進而導出學習內容“交通誘導系統”，使學生了解交通誘導系統在緩解城市交通擁堵中的作用，認識到交通誘導系統對城市交通系統的重要性。講解過程中融入思政元素，可列舉優秀黨員交警在為保障人民出行安全犧牲自我的光榮事跡，進而提升學生的思想品德，培養學生的愛黨愛國情懷。

1.2 目標（Objective）環節設計

目標設置是教學設計的關鍵環節，需要明確教學的重點內容，故目標設置的合理性直接影響教學效果。針對“交通誘導系統”知識點的教學設計，目標環節規劃用時1 分鐘，采用講授的教學方式，列舉本節課的核心內容，明確需要達到的學習效果，包括：①了解交通誘導系統的主要功能；②熟悉交通誘導系統的結構框架；③掌握交通誘導系統的關鍵技術。同時在講授過程中加入思政要點，從交通誘導系統的重要性出發，引出實現高效交通誘導的關鍵技術需求，突出目前面臨的挑戰，以此激起學生為實現交通強國而學習的使命感。

1.3 前測（Pre-assessment）環節設計

前測環節旨在了解學生對前序知識的掌握情況，并以此為基礎調整課堂節奏。針對“交通誘導系統”知識點的教學設計，前測環節規劃用時2 分鐘，采用講授和師生互動相結合的教學方式，具體如下：首先回顧前序知識點，指出智能交通系統的特征及基本功能，然后拋出問題與學生互動，進而引出本節課的核心知識點“交通誘導系統”，并介紹交通誘導系統的定義和功能。

1.4 參與式學習（Participatory-learning）環節設計

參與式學習是貫穿課程核心知識點教學過程的最主要環節，需要以教學目標為指導設計科學的教學方案。針對“交通誘導系統”知識點的教學設計，參與式學習環節規劃用時30 分鐘，核心知識點包括交通誘導系統的主要功能、交通誘導系統的結構框架、交通誘導系統的關鍵技術，教學方式融合了講授、學生討論和師生互動，具體如下：

①交通誘導系統的主要功能。首先引導學生結合前面學習的內容思考交通誘導系統的主要功能及其需要具備的特性；隨后講授交通誘導系統能夠實現的主要服務；然后以此為基礎設計多選題引導學生思考，同時組織學生討論和自由發言；最后結合多選題答案及討論結果，講授交通誘導系統的宏觀目標和微觀目標，使學生對知識點有較為全面的了解。同時在講授過程中加入思政要點，通過交通誘導系統的功能，輔助學生理解交通誘導系統設計的底層邏輯，培養學生分析問題和解決問題的能力。

②交通誘導系統的結構框架。講授構成交通誘導系統的四個主要子系統，包括交通流信息采集與預測子系統、車輛定位子系統、交通信息服務子系統、行車路線優化子系統。隨后對各子系統的主要作用進行詳細解釋。同時在講授過程中加入思政要點，通過深入挖掘交通誘導系統中各子系統之間的相互作用，培養學生在研究交通系統時的對立統一系統觀。

③交通誘導系統的關鍵技術。在前序分析交通誘導系統的主要功能和結構框架基礎上，引導學生思考實現交通誘導系統所需的技術支持，為此設計多選題引導學生自由討論；然后結合討論結果講授交通誘導系統的關鍵技術，并且解釋支撐交通誘導系統關鍵技術的主要作用；最后引導學生討論路徑誘導算法的特性需求，引導學生思考并講授路徑誘導算法的實時性、動態性，以及路徑誘導和交通信息控制的集成性等特性。

1.5 后測（Post-assessment）環節設計

后測環節在整個教學設計中起到進一步鞏固學生對知識點的學習效果的作用。針對“交通誘導系統”知識點的教學設計，后測環節規劃用時5 分鐘，采用講授和師生互動相結合的教學方式，具體如下：首先于教學目標回顧課堂學習要點；然后在列出課堂學習要點后設計課堂提問，以測驗學生對知識點的了解深度，若學生沒有給出完整的答案，教師便組織師生互動，以使學生熟練掌握課程學習要點。同時在講授過程中加入思政要點，通過分析交通誘導系統各子系統在實際城市交通系統中的應用特點，培養學生嚴謹認真的科學態度與知行合一的理念。

1.6 總結（Summary）環節設計

總結是一節課的最后環節，需要與導學環節相互呼應、緊扣課堂的核心知識點，并且對于下節課起到承上啟下的作用。針對“交通誘導系統”知識點的教學設計，總結環節規劃用時5 分鐘，采用講授和師生互動相結合的教學方式，具體如下：首先引導學生回顧課堂學習內容，結合城市交通系統的特點梳理學習收獲，并提出仍然存在疑惑的問題；然后針對本堂課布置課后作業，作業內容以教材課后練習和實踐體會報告相結合的方式給出；最后留一道與下節課知識點相關聯的課后思考題，以此引出下節課程的主要學習內容。

2 教學實踐

“智能交通系統”課程的整體教學過程比較緊湊，知識點包含理論、技術和方法等多個層面，對于學生來說，學習過程具有一定的挑戰性。為此，除了教學設計方案外，還需要對教學實施流程進行規范。基于BOPPPS 模型的教學設計需要以教育目標為導向，以學生為中心來規范教學實施流程。具體地，“智能交通系統”課程的教學實施流程可以分為課前、課中和課后三個階段。

課前，教師需要結合學生自身特點，設計課堂講授模式，充分挖掘課程知識點的內涵和外延，提煉課程的重點知識，引導學生利用先進的信息化平臺等展開課前預習，為課堂教學打下堅實基礎；課中，按照BOPPPS 模型的六個環節實施教學，注重學生的參與式學習，科學合理地確立課堂學習目標，同時在課堂上適時穿插問答，實時掌握學生對知識點的掌握情況，結合實踐案例加深學生對知識的理解程度，提高學習效率；課后，要求學生按時完成作業與測試，若存在問題，教師要及時向學生提供相應知識點的學習指南和練習題進行重新測試，基于仿真平臺布置實驗項目，鍛煉學生的實踐動手能力。此外，教師要引導學生在課后圍繞思維拓展題目開展線上或線下研討，進而實現對課堂內容的討論與升華。

3 結語

BOPPPS 教學模型是一種圍繞教學目標、強調參與式學習的教學模型。實踐表明，在“智能交通系統”課程中引入BOPPPS 教學模型可以顯著提高學生的學習積極性，有效提高教學效率。相比于傳統課堂，基于BOPPPS 模型建立的課堂教學設計能夠有效激發學生的學習興趣，促進學生對知識的理解，提高學習效果，同時可以通過提升學生對課堂的參與度使學生更容易在課堂上獲得成就感，進而獲得持續的學習驅動力。BOPPPS 模型在“智能交通系統”課程的應用實踐能夠對交通運輸相關專業的教學提供一定的參考價值。