OBE視域下BOPPPS教學模式在“自然科學概論”課程教學中的探索實踐

摘" " 要：隨著智能化技術的發展，教育信息化進入以“融合”與“創新”為主要特征的2.0時代，持續探索傳統課堂教學變革和教學流程重構的方法是新時代高等教育的重要研究課題。文章就傳統課堂學習目標不明確、參與積極性低、學習效果不理想等問題，結合OBE（Outcome Based Education，成果導向教育）理念設計了BOPPPS[導入（Bridge-in）、目標（Objective）、前側（Pre-assessment）、參與式學習（Participatory Learning）、后側（Post-assessment）、總結（Summary）]教學模式，并在“自然科學概論”課程中進行了實踐。結果表明，該教學模式下的學生課堂參與率和課程目標達成的滿意度較高，教學效果良好。

關鍵詞：OBE理念；BOPPPS教學模式；“自然科學概論”課程

中圖分類號：G642.0" " " 文獻標識碼：A" " " 文章編號：1002-4107（2024）08-0067-04

一、引言

隨著教育4.0時代的到來，以及教育改革的不斷深入，越來越多的新型教育模式被應用于課程改革之中，用以提高教學質量，培養高質量人才。2022年4月，教育部等八部門印發《新時代基礎教育強師計劃》，對作為培養師范生主陣地的高等院校提出了更高要求，將培養高素質的教師作為師范教育的核心目標[1-2]。“自然科學概論”是小學教育專業開設的一門重要的專業基礎必修課，內容涉及物理、化學、生物、地理等多學科的知識，課程以綜合性、聯系性帶領學生探索自然，加深學生對自然規律的理解，為未來小學教師提高自身科學素養和實施素質教育奠定基礎。課程的大觀念包含宇宙及天體層級系統、物質結構及相互作用、運動和穩定、能量、生態系統、遺傳、生物演化等。目前，課程的主要痛點體現在3方面。一是學時少且知識點繁多，常規教學不足以完成全部教學內容及突破難點內容；二是學術觀點龐雜且理論性較強，學生因知識結構參差不齊導致在學習上出現了一定困難；三是應用性不突出，課程的部分內容更新較快，學生往往難以消化抽象的理論知識，從而造成理論聯系實際不足，不能將所學理論應用到實際生活中，難以完成培養目標。因此，為了提高學生學習的積極性和主動性、課堂參與率和學習效果，克服傳統課堂中學生學習目標不清晰、參與積極性不高、教學效果不理想等問題，文章結合OBE理念，在“自然科學概論”課程教學中實施了BOPPPS教學模式，并從課程設計、教學實施環節、課程評價等方面進行了教學改革實踐。

二、OBE理念與BOPPPS教學模式

OBE理念即成果導向教育、產出導向教育、需求導向教育，強調根據社會發展的需求來確定學習成果，即關注學生的最終學習成果，尤其是學生核心素養的形成。OBE理念強調以學生為本、以成果為導向、以持續改進為重點，其與師范專業認證的學生中心、產出導向、持續改進的3大理念相契合，因此，OBE理念對小學教育師范生的培養具有重要的價值和指導意義[3-4]。

BOPPPS教學模式包括“導入→目標→前測→參與→后測→總結”6個環節，強調以學生為中心，將師生互動作為核心，其憑借層次感、邏輯性和簡潔易操作等優勢被學者廣泛關注，并被陸續引入教學實踐中。相關文獻研究顯示，BOPPPS教學模式對提高學習成績、學習投入水平、參與度和學習態度具有推動作用，并在應用和發展中不斷地與新教育理念、新教育模式、新教育技術融合，是教學設計有效性的評估工具[5-8]。BOPPPS教學模式的導入和

前測環節是對學生已有知識經驗的考查，以確定教學的深度和廣度，符合建構主義理論中主動建構知識意義的觀點，即在新舊學習經驗之間通過雙向協商反復的建構知識意義；目標是讓學生明確要達到的學習效果，避免學習過程中的迷航和低效；參與式學習環節貫徹以學生為本的理念，符合人本主義學習理論，關注學生更高級的心理活動，關注學生的需要、價值、情感等，為學生提供良好的參與氛圍，注重學生創造潛能的啟發；后測用于檢驗是否達到學習目標并根據反饋調整教學；總結有助于幫助學生形成系統知識結構，進一步加深對所學內容的理解[9]。

三、OBE視域下“自然科學概論”課程應用BOPPPS教學模式的教學實踐

（一）基于OBE理念，優化課程目標

OBE理念強調反向設計，即根據學生的學習成果逆向評估學生的學習能力，根據未來社會的行業需求來確定學習成果，關注的是學生最終的學習成果，尤其是核心素養的形成，而不是淺層的知識記憶。BOPPPS教學模式強調學生的全程參與，其核心有3點，即明確的教學目標、全方位深度參與和及時反饋。對標OBE理念、《小學教育專業師范生教師職業能力標準（試行）》《義務教育課程方案和課程標準（2022年版）》及社會需求[10]，“自然科學概論”課程重點圍繞學科素養、教學能力和綜合育人3個指標點，培養學生具備一定的科學素養及較為系統的基礎科學理論知識，以適應小學綜合性教學的要求。

“自然科學概論”課程目標包括3個方面。在知識層面上，通過課程學習，學生能較為系統地掌握自然科學的基礎理論、基本概念、基本方法、基本原理，了解自然科學發展的歷史軌跡、自然科學的性質及近代自然科學發展的重要成就及意義。在能力培養方面，學生能運用科學認知解釋和預測自然界中觀察到的現象，掌握自然科學的基本研究方法，具有一定的科學探究能力；能根據相關原理解釋自然現象及變化規律，根據力學體系知識和遺傳規律等解決生活中的實際問題。在思政目標方面，學生能感悟自然科學沿著經驗事實、假說、理論的途徑不斷發展的過程，培養求真務實的精神和態度；能認識到世界的普遍物質性和永恒運動性，感悟地球生命的共同特征，形成尊重生命、萬物平等的基本觀點；感悟資源和能源是人類生存、發展的物質基礎，認識人、資源、環境的關系，了解國家當前資源戰略、能源戰略，以及“一帶一路”“兩山論”（綠水青山就是金山銀山）等政策，樹立初步的辯證唯物主義世界觀，能使用辯證唯物主義的基本原理和方法認識問題。通過“OBE+BOPPPS”教學模式，將知識目標、能力目標和思政目標有機融合，重點培養學生的創新思維和解決問題的能力，在內容上形成連貫的知識體系，在導學上拓展延伸教材內容，引導學生深度學習，補充學科發展的前沿信息，在過程上使課堂更具有情境性和應用實踐性。通過探究式、合作式、小組討論式等教學方法促進學生的全方位深度參與，培養學生解決問題的高級思維和科學素養。

（二）OBE理念導向下的BOPPPS教學模式實踐案例

文章以“自然科學概論”課程中的《宇宙及天體層級系統》和《植物的光合作用》2節知識點為例，闡釋如何結合OBE理念對BOPPPS教學模式的6個教學環節進行教學設計及實踐探索（表1、表2）。

第一階段分為導入、學習目標和前測3個環節，由學生通過學習通在線上完成，其中，導入設計為與主題相關的內容，以激發學生的學習動機，引出課程內容。課程導入主要以案例、生活現象、故事、新聞熱點、歷史事件、時事等方式呈現，例如，在《宇宙及天體層級系統》章節中以學生熟悉的電影《流浪地球》導入，目的是引出本節課所學內容，即恒星的生命歷程；采用童謠導入，與所學主題恒星的概念，恒星、行星和星云的區別與聯系有關，最大程度地引發學生學習興趣。在《植物的光合作用》中以學生最熟悉的生活現象秋天樹葉的顏色變化導入，與所學主題葉的結構與光合色素緊密聯系，對應畢業指標點學科素養，適應小學綜合性教學的要求。導入環節必須緊扣主題，且短小精悍，切忌繞彎子、拖泥帶水。

學習目標包括知識、能力和思政目標，且需明確、可達成、可測量。課程開始前，學生通過學習通查看學習目標，利于明確本節課的重難點。課程融合思政元素，從政治認同和品德修養2方面進行價值引領，培養學生辯證唯物主義和歷史唯物主義的科學世界觀。例如，《宇宙及天體層級系統》通過宇宙的起源、恒星和地球的演化歷程，讓學生認識到世界的本原是物質，形成唯物主義觀點，堅持科學無神論。第五章《自然界的資源、能源及利用》緊密聯系我國當前的水資源戰略、能源戰略、“一帶一路”政策等，使學生保持高度的政治敏銳性，明確自己的職責和使命。《植物的光合作用》通過光合作用的能量轉換，讓學生認識到世界的永恒運動性，感悟資源是人類生存和發展的重要物質基礎，能夠正確處理人與自然的關系（表3）。

前測緊扣目標，要求全員參與，目的是了解學生的真實學情，便于后續進行教學調整。本課程一般以選擇、填空、開放性問題、經驗分享、匿名投票等形式在學習通進行前測（表4）。結果顯示，天體層級系統相關知識前測正確率最低僅為20.7%，通過測試，教師明確了學生的知識薄弱點在恒星和行星的相對位置，使課程目標更聚焦；而植物的光合作用相關知識前測正確率最低為83.7%，教師了解到此部分內容大多數學生已經掌握，可及時調整后續課程內容的難易與進度。

第二階段分為參與和后測2個環節，該階段為線上和線下混合式模式。美國教育學家E.戴爾（E. Dale）提出的“學習金字塔”（The cone of learning）理論表明，課堂組織形式不同，學習效果不同，傳統灌輸被動式學習，學生學習效果最差，記憶力低于30%；而學習方式改變為團隊學習、參與式學習或主動學習，學生的記憶力大于50%，學生學習效果更好。根據注意力曲線特征及學習金字塔理論，適當引入參與，適時變化學習方式，有利于學生集中注意力，提高學習效率。本課程參與環節一般以任務驅動、角色扮演、案例分析、提問討論等形式進行。如以任務驅動和小組討論的形式分析植物葉的結構，參與階段需有明確的指令、任務、問題和分組，設置參與時間，及時進行展示分享和評價反饋。后測的目的一是檢驗是否達成學習目標，進而驗收學習成果；二是檢驗有多少人達成了學習目標，即明確目標達成度（表5）。后測需緊扣學習目標，全員參與。教師通過學習通可以實時查看有多少人達成學習目標、多少個學習目標達成。表5顯示大多數題目達成度均為90%以上，達成學習目標。教師只需重點關注個別未達成目標的知識點及未達成目標的學生即可。

第三階段為總結環節，可在線上或線下進行，目的是總結本次課程內容，進行知識延伸和預告下節課內容，通常以內容復習、回饋活動或學生簡短口頭報告的形式完成，如讓學生課后在線上以思維導圖的形式總結本節課所學，或線上以意見紙片的形式進行反饋。總結需要緊扣學習目標且精煉直觀。

四、教學有效性分析

課堂參與率提高。課程平時成績由隨堂測、小組任務、討論、作業、考勤構成。如圖1所示，學習通平臺統計學生前測、后測及課堂活動數據，統計時段為一學期，結果顯示，全班61人整體參與率較高，平均參與率為94%。學生平時課程積分主要來源于隨堂測、小組任務、討論和作業。統計結果顯示，上述活動共發放36次，最高分206分，最低分114分，平均分193分，整體任務完成率較高，說明該模式下學生的積極性和興趣較高，表現良好。

教學團隊分別以2022年20級和2023年21級學生作為實驗班和對照班（表6），從課程考核結果來看，實驗班（n=61）與對照班（n=65）的平時成績分別為85.59±7.13和82.98±5.59，p值0.008**，實驗班與對照班的成績呈現出顯著性差異；具體對比中位數差異可知，實驗班的中位數（87.000）明顯高于對照班的中位數（84.000），說明

BOPPPS教學模式可提高學生的平時成績。從課程綜合成績來看，實驗班和對照班分別為83.75±6.81和82.92±5.12，實驗班整體平均分高于對照班。從課程目標達成度來看，通過學習通向學生發放問卷的結果顯示，課程3個目標達成的滿意率為94.5%，說明采用“OBE+BOPPPS”教學模式有利于提高學生平時課程的主動參與性，有利于學生在知識學習、能力提升、思政引領3個方向上的目標達成，具有一定的推廣價值。

注：*為plt;0.05，**為plt;0.01。

五、結束語

文章采用OBE理念對“自然科學概論”課程實施了BOPPPS教學模式改革。實踐表明，結合智慧教育平臺，采用BOPPPS教學模式能實現教學目標精準化、互動交流有效性、評價反饋及時性。該教學模式有利于提高學生的課堂參與性，發揮學生的積極性和主動性，調動學生的學習興趣，在一定程度上提高了課程成績。

針對“OBE+BOPPPS”教學模式的實施，需要關注以下3方面。一是導入的適切性與教學目標的精準化，導入要與課程主題緊密相關，教學目標與課程宏觀目標、學科素養對應，與小學生的核心素養相契合，體現小學教育專業師范生的關鍵素養[9]，同時需要可達成性和可測量；二是前、后測需聚焦目標，且全員參與，而不是對個別人、部分人進行測量，注意測試的題量與時間分配，一般前測不超過3道題目；三是保證教學全過程以學生為中心和結構完整性，體現學生的主體性，把控好學生參與和教師主講的比例。未來教學實踐可在以下2方面進一步改進。一是參與環節的任務驅動設計，考慮多個分層任務支持學生個性化的學，為任務提供更多的“腳手架”和資源。二是文章研究的BOPPPS教學模式的實施落實到了每個單元的每節課，未來實施該模式可考慮更宏觀的整個課程的BOPPPS教學模式，即整體課程的導入、目標、測試、參與和評價等。

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■ 編輯∕王力

收稿日期：2023-12-12" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "修回日期：2023-12-18

作者簡介：張苗苗，女，助教，研究方向為數字化學習的理論與實踐；左軍超，男，講師，博士，研究方向為納米材料；林青松，男，副教授，研究方向為教育信息化。

基金項目：河南省哲學社會科學規劃年度項目“智慧教學視域下全科教師的智慧素養構建及其培養路徑研究”

（2022BJY025）；河南省教師教育課程改革研究一般項目“OBE視域下的師范生信息技術2.0能力提升路徑研究”

（2022-JSJYYB-072）；南陽師范學院教學研究立項課題“‘互聯網+’視域下BOPPPS教學模式在‘自然科學概論’中的探索與實踐”（2022-JXYJYB-41）