BOPPPS模型在“制導技術”課程教學設計中的應用
——以“雷達基本原理”為例

劉 暢 楊鎖昌 陳建輝 魏忠林

陸軍工程大學石家莊校區 河北石家莊 050000

教學設計是課程建設的基礎,是教師開展教學工作的依據。隨著“以學生為中心”“以產出為中心”的理念在高等教育中得到越來越廣泛的重視,教學設計也面臨著新的要求。“制導技術”是一門理論性強、概念抽象、理論性和應用性都很強的專業課程。該課程具有知識點多、綜合性強、背景知識抽象等特點,如何在課堂中以學生為中心,更好地激發學生學習興趣,調動學生學習積極性,并培養學生綜合能力,成為教學設計亟待解決的問題。

將BOPPPS理論引入“制導技術”的課程教學過程,探索先進教學理論與實際教學的結合方法,具備重要的理論意義、實際意義和拓展價值。一是能夠豐富BOPPPS的應用場景,填補BOPPPS模型在導彈和雷達類課程中應用的空白。二是能夠提升教員的教學研究能力、教學設計能力和課堂教學能力,全面提示教員的教學技能。三是能夠充分調動學員的主觀能動性和學習興趣,培養學員分析和解決問題的能力和創新能力,提高教學效果。四是可以將研究成果應用到其他導彈類課程的教學設計,具備可拓展性。

本文在分析“制導技術”課程特點及教學現狀的基礎上,提出了一種基于BOPPPS模型的“制導技術”課程教學設計方案,并以“雷達基本原理”這一講的內容為例進行了具體的教學設計。該方案以產出為導向,基于“以學生為中心”“以產出為中心”的理念,設計教學過程,提高學生學習效果和教師教學質量。

一、BOPPPS模型簡介

BOPPPS教學模型是一種以學習目標為導向,以學生為中心的新型教學模式。BOPPPS模型包括六個教學環節,分別為導入(Bridge-in)、學習目標(Objective)、前測(Pre-assessment)、參與式習(Participatory Learning)、后測(Post-assessment)以及總結(Summary)。這六個教學環節對應的英文單詞首字母“B、O、P、P、P、S”即組成了“BOPPPS”[1]。流程化、注重學生參與、目標—活動—評價整體設計并強調一致性是BOPPPS典型的三個特點,能夠有效地幫助教師在教學過程中開展以學生為中心的教學,增強課堂的互動性和趣味性,促進學生的主動參與和深入理解。

BOPPPS模型起源于加拿大[2],2012年傳入我國[3],經過多年來在眾多學科教學領域的實踐,證明該模式的可操作性非常強,教學效果顯著[4]。國內有關BOPPPS教學模型的研究文獻最早見于2012年,最近幾年研究文獻逐漸增多。在中國知網中以BOPPPS為關鍵詞進行檢索,截至2023年5月,分別有1515篇期刊、34篇會議文章和99篇學位論文。論文數量方面,2012年只有1篇,2013年沒有論文發布,2014年有3篇,2015年有18篇,2016年有41篇,2017年有66篇,2018年有119篇,2019年有215篇,2020年有284篇,2021年有428篇,2022年有557篇,2023年有123篇。可以說2012—2013年為BOPPPS模式的引入階段,2014—2015年是BOPPPS模式的興起階段,2016年至今進入了高速發展階段。相關研究成果呈直線上升趨勢,為BOPPPS模式應用于“制導技術”課程教學設計起到了借鑒的作用。但目前國內還未發現BOPPPS模式結合導彈類課程相關的研究,如何將BOPPPS模式應用于導彈類課程的教學過程還存在著很大的探究空間。

二、基于BOPPPS模型的“制導技術”教學設計方案

“制導技術”是一門專業背景必修考試課程。課程詳細介紹導彈制導系統的形式、原理、功能、組成、分類和關鍵技術,以無線電制導和光電制導為主線,重點圍繞導彈制導過程中的目標探測、指令形成、目標跟蹤等關鍵技術展開教學,為首次任職課程的學習打下堅實的專業理論基礎,對學員遂行崗位任職及轉換能力、個性化發展潛力的培養具有非常重要的支撐作用。課程涉及的知識點多,覆蓋面廣,要求學員具備扎實的理論基礎,熟練掌握高等數學、模擬電子技術、數字電子技術、信號與系統、自動控制原理、高頻電子線路、導彈系統原理等理論知識。但由于學員軍事訓練任務重、課業多、基礎不牢,且未系統學習過雷達,因此,學員普遍反映課程理論性強、比較抽象、難以理解、數學公式很枯燥,這對課程的教學過程設計提出了更高的要求。

目前,課程在實際教學過程中還存在一些問題,從而影響學習效果,主要體現在以下幾個方面:課程主要以教師講述為主,課堂教學效率不高,學生學習的主動性和參與度偏低,缺乏自我思考和解決實際問題的能力;理論與實際不能很好地結合,學生對課程的理解更多體現在理論方面,沒有意識到課程的重要性,導致學生的學習興趣和關注度不夠,忽視系統思維的培養和在實際中的應用;對學生的學習風格不了解,導致教學設計缺少對學生的考慮,教學效果大打折扣;課程考核方式簡單,主要以期末考試為主,無法反映學生對知識的實際掌握情況和運用能力。

為解決上述問題,本文提出了一種基于BOPPPS教學模型的“制導技術”教學設計方案,其具體流程如下:

(一)引人入勝的課堂導入

在開始上課時,教師可以通過視頻、動畫、故事、問題以及熱門話題等各種方式進行導入。引入方式要講究技巧和方法,一定要生動有趣,能夠吸引學生的注意力,引發學生的好奇心及學習興趣。同時引入內容應該盡量簡潔,重點是將本次課的內容和學生的已有知識或者未來可能碰到的問題有效銜接起來。考慮到“制導技術”課程定位以及教學對象為軍校學員的特點,可以重點考慮以裝備研發歷史等作為引入,突出軍校的兵味戰味,更好地貫徹新時代軍事教育方針。我校在前期建立了豐富的戰例庫、案例庫、想定庫、課程思政元素庫,可以根據每節課的具體內容選擇合適的例子作為簡潔有效的課堂導入。

(二)明確適當可達可測的學習目標

該階段的目的是讓學生明晰本節課的學習目標,便于學生掌握學習的重點。通常可以通過板書、PPT等方式進行呈現。傳統的學習目標包括知識、素養和技能三個方面,目標設定要從學生的角度出發,目標明確(需要掌握哪些知識點)、適當(與課堂主題相關)、可達成(在學生能力范圍以內)、可測量(設置評價指標)。隨著高校課程思政建設的不斷深入,傳統的學習目標已經不能滿足時代需求,應當將素養目標改為課程思政目標更為全面。但課程思政融入課堂應當做到潤物細無聲,如果強行植入反而會適得其反,因此,在教學設計時應當設定課程思政目標,而向學員呈現時則可以不顯示課程思政目標。

(三)快速全面的前測

前測的目的在于掌握學生的受訓能力,了解學生對本課題的興趣及先備知識,以便調整后續教學內容的深度及進度,讓課程的目標更加聚焦。前測通常可以采用問答、調查問卷等方式進行課前摸底。問答法實施簡單,但學生覆蓋率不高,無法人人參與。問卷法覆蓋率高,但會消耗大量寶貴的課堂時間,效率較低,在實際教學中并不實用。為了兼顧效率和效果,較好的做法是采取雨課堂等信息化教學手段,每名學員配備一臺平板電腦,教師將測驗題直接發送給每個學員進行實時作答、實時反饋,教師能夠看到每道題的作答情況,根據學員的反饋情況及時調整教學策略。需要注意的是,BOPPPS模型并不是一成不變的公式,教師需要準確把握該模型的內涵,因時制宜,例如前測可以和導入融為一體。

(四)以學員為主體的參與式學習

參與式學習是BOPPPS教學模型最核心的理念,要求體現“以學員為主體”的教學思想。在講清概念、重點、難點等主要知識點后,通過采用個人報告、分組討論、角色扮演、動手推算、專題研討、案例分析等豐富有趣的方式充分激發學生的學習熱情,引導學生積極參與到學習活動中來,進一步加深學生對所學內容的理解程度,同時也強化了學生的語言表達能力、溝通能力及合作能力等素養的培養。

(五)及時有效的后測

課后測驗是判斷學生是否達到預期的重要環節。該階段的目的是驗收學習成果,要求在課后或者教學過程中及時評估教學效果,通過回答問題、小測驗、做習題、操作演示、匯報等方式對教學效果進行評估,并根據評估結果進行教學反思診改,及時調整教學設計,從而更好地達成教學目標。后測時,為了提高課堂效率,同樣可以采取雨課堂等信息化手段,如果時間不允許,可以將后測放到課后依托作業進行。

(六)簡明扼要的總結

總結的目的在于通過歸納本節課的知識點和理清知識脈絡,進一步加深學生的印象。與傳統的教學模式不同,BOPPPS模型更加強調由學生自己進行知識的歸納總結。在總結過程中,應以學生為主體,教師主要起引導的作用,通常可以讓多個學生進行總結補充,然后教師再強調重點、難點。

三、基于BOPPPS模型的“雷達基本原理”課堂教學設計

雷達制導是一種常用的制導技術,廣泛應用于各種類型的中遠程導彈。由于本專業學員從未系統學習過雷達知識,因此在學習雷達制導前需要補充雷達基礎知識。雷達基本原理又是學員學習后續雷達知識的基礎,對于理解雷達的組成和原理非常關鍵。因此,本節以“雷達基本原理”這節課作為典型教學案例,分析如何利用BOPPPS模型進行課堂教學設計。具體設計如下表所示。

“雷達基本原理”課堂教學設計表

分析本講的教學設計,以下幾點值得重點關注:

(1)BOPPPS模型并非一成不變的定式,需要根據實際情況靈活變通。由于本講的導入和前測聯系十分緊密,因此可以顛倒前測和學習目標的先后順序。

(2)要重點關注各個階段的時間分配,切忌本末倒置。參與式學習是學習的中心環節,在時間分配中的占比要盡可能高。

(3)BOPPPS模型并非萬能的,對教學對象和教學內容有一定的要求,并不能完全取代傳統灌輸式教學。例如,本次課需要學員提前了解關于雷達的故事和應用,對雷達的組成原理也需要提前預習,只有學員的主動性較高才能取得良好的教學效果。

結語

本文在分析“制導技術”課程特點及教學現狀的基礎上,將BOPPPS教學模型有機融入“制導技術”課程教學設計過程,提出了一種基于BOPPPS模型的“制導技術”課程教學設計方案。該方案包括引人入勝的課堂導入、明確適當可達可測的學習目標、快速全面的前測、以學員為主體的參與式學習、及時有效的后測和簡明扼要的總結。在該方案的指導下,以“雷達基本原理”這一講的內容為例進行了具體的教學設計。

本文的創新點包括:(1)在課堂導入階段,引入豐富的戰例案例,激發學員向戰而生的熱情。(2)在學習目標的設定上,將素養目標替換為更加全面的課程思政目標,向學員提示學習目標時不刻意展示課程思政目標。(3)在前測、后測階段,利用信息化手段或者放到課下等形式節約課堂時間。(4)在總結階段,發揮學員的主體作用,利用思維導圖等先進教學手段加深學員印象。