BOPPPS教學(xué)模型在安全工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程中的應(yīng)用

摘 要 安全工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程是礦山安全領(lǐng)域本科生學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容，是學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐，借助實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備，培養(yǎng)動(dòng)手操作技能，深化理論應(yīng)用知識(shí)的重要手段。為強(qiáng)化學(xué)生對(duì)抽象理論知識(shí)的理解與應(yīng)用，將BOPPPS教學(xué)模型應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)過(guò)程中，并借助線下實(shí)操實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和線上平臺(tái)，以測(cè)定粉塵濃度實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為例設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程。實(shí)踐表明，此教學(xué)設(shè)計(jì)能夠激發(fā)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的深刻思考，提升學(xué)生個(gè)人綜合能力，提高教學(xué)效能。

關(guān)鍵詞 安全工程；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；BOPPPS模型；教學(xué)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G424 " " " " " " " " " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A " " DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2025.02.029

Application of BOPPPS Teaching Model in Experimental Courses of"Safety Engineering Major

LIU Xiaoying1，2，3， WANG Yongjun1，2，3， ZHANG Hemeng1，2，3

（1. College of Safety Science and Engineering， Liaoning Technical University， Huludao， Liaoning 125105;

2. Key Laboratory of Mine Thermodynamic Disasters and Control of Ministry of Education， Huludao， Liaoning 125105;

3. Institute of Engineering and Environment， Liaoning Technical University， Huludao， Liaoning 125105）

Abstract The experimental course of safety engineering is an important content for undergraduate students in the field of mining safety. It"is an important means for students to connect theory with practice， use experimental instruments and equipment， cultivate hands-on operation skills， and deepen theoretical application knowledge. In order to improve students' understanding and application of abstract theoretical"knowledge， the BOPPPS teaching model is applied to the experimental course teaching process. With the help of the practical experiment platform and the rain classroom platform， the teaching process is designed"with the example of the dust concentration experiment project. Practice has shown that this teaching design can stimulate profound thinking"on theoretical knowledge， enhance students' personal comprehensive abilities， and improve teaching efficiency.

Keywords safety engineering; experimental teaching; BOPPPS teaching model; instructional design

隨著《關(guān)于進(jìn)一步深化本科教學(xué)改革全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的實(shí)施意見》[1]的發(fā)布，高校在新時(shí)代培養(yǎng)高質(zhì)量人才的過(guò)程中，逐步注重鼓勵(lì)引導(dǎo)學(xué)生勤思考、多提問(wèn)、重實(shí)踐，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)潛能與興趣。高校大多比較重視專業(yè)理論部分知識(shí)的挖掘，常常忽略實(shí)驗(yàn)課程在實(shí)踐動(dòng)手過(guò)程中的育人功能[2]。實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)是教師基于專業(yè)先備理論知識(shí)，借助實(shí)驗(yàn)儀器，讓學(xué)生通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)定，培養(yǎng)動(dòng)手操作技能，深化理論應(yīng)用知識(shí)的一種教學(xué)手段。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式是以演示和驗(yàn)證為主[4]，導(dǎo)致學(xué)生只是被動(dòng)接受，機(jī)械地完成實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告，使得學(xué)生的思考性和創(chuàng)新性不足。因此，本文提出將BOPPPS教學(xué)模型[5]引入安全工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中，以測(cè)定粉塵濃度實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為例設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程，以提升教學(xué)效果，為培養(yǎng)高質(zhì)量人才提供教學(xué)思路。

1" BOPPPS教學(xué)模型在實(shí)驗(yàn)課程中的教學(xué)設(shè)計(jì)

BOPPPS教學(xué)模型是一種以學(xué)生為中心的教學(xué)設(shè)計(jì)模型[5]，包含六個(gè)階段：導(dǎo)入（Bridge-in）、學(xué)習(xí)目標(biāo)（Objective）、前測(cè)（Pre-assessment）、參與式學(xué)習(xí)（Participatory" learning）、后測(cè)（Post-assessment）和總結(jié)（Summary）。如圖1所示，該模型將學(xué)生置于學(xué)習(xí)的中心，科學(xué)劃分課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，規(guī)劃設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果充實(shí)高效，提高學(xué)生的課堂參與度，培養(yǎng)綜合素養(yǎng)，并通過(guò)各個(gè)環(huán)節(jié)相互動(dòng)態(tài)反饋評(píng)價(jià)形式，促進(jìn)教學(xué)相長(zhǎng)。

1.1" 導(dǎo)入環(huán)節(jié)

導(dǎo)入環(huán)節(jié)是在課堂教授重點(diǎn)內(nèi)容前抓住學(xué)生學(xué)習(xí)注意力的環(huán)節(jié)。以測(cè)定粉塵濃度實(shí)驗(yàn)為例，具體導(dǎo)入內(nèi)容如表1所示。采用視頻、圖片展示相關(guān)事例，讓學(xué)生了解粉塵特性和危害性以及粉塵濃度測(cè)定的計(jì)算方法。同時(shí)，介紹領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展情況，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)該領(lǐng)域的興趣。

1.2" 教學(xué)目標(biāo)環(huán)節(jié)

明確學(xué)生本節(jié)課應(yīng)達(dá)到的預(yù)期成果，是確保教學(xué)質(zhì)量和成效的關(guān)鍵步驟。實(shí)驗(yàn)課程基于學(xué)生已有知識(shí)、認(rèn)知能力和學(xué)習(xí)興趣設(shè)定，確保教學(xué)內(nèi)容和方法能與學(xué)生的實(shí)際情況相匹配。根據(jù)安全工程專業(yè)培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱的要求，設(shè)定不同層次、具有可衡量性的教學(xué)目標(biāo)。對(duì)于測(cè)定粉塵濃度實(shí)驗(yàn)，設(shè)定三個(gè)層次的目標(biāo)。①基礎(chǔ)目標(biāo)：理解粉塵濃度的計(jì)算方法，掌握粉塵濃度的測(cè)定方法，掌握實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法，會(huì)處理分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。②進(jìn)階目標(biāo)：了解粉塵發(fā)生系統(tǒng)的工作原理，理解除塵器的基本工作原理和優(yōu)缺點(diǎn)，能分析不同實(shí)驗(yàn)條件下粉塵濃度變化情況。在教學(xué)中讓學(xué)生由淺入深地學(xué)習(xí)，逐步掌握課程的教學(xué)目標(biāo)。

1.3" 前測(cè)環(huán)節(jié)

前測(cè)環(huán)節(jié)是在正式教學(xué)活動(dòng)開始之前，教師為了解學(xué)生對(duì)即將學(xué)習(xí)內(nèi)容預(yù)習(xí)情況的評(píng)估。在實(shí)驗(yàn)開始前，教師下發(fā)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)，并通過(guò)線上問(wèn)卷、投票等方式了解預(yù)習(xí)情況。根據(jù)測(cè)評(píng)結(jié)果，大部分學(xué)生利用約10―30分鐘就可以達(dá)到很好的預(yù)習(xí)效果，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書簡(jiǎn)明易懂，能達(dá)到很好的預(yù)習(xí)效果。同時(shí)，教師也根據(jù)預(yù)習(xí)效果，靈活調(diào)整教授課程的速度，重新講解學(xué)生預(yù)習(xí)中遇到的問(wèn)題和難點(diǎn)，以提高課堂效率。

1.4" 參與式學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)

參與式學(xué)習(xí)就是學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)的過(guò)程。區(qū)別于傳統(tǒng)理論課程的知識(shí)注入式教育，實(shí)驗(yàn)課程更加注重學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力培養(yǎng)。測(cè)定粉塵濃度實(shí)驗(yàn)主要分為以下步驟。①儀器介紹，實(shí)操演示。對(duì)于基礎(chǔ)教學(xué)目標(biāo)，主要講解粉塵采樣器的工作原理，電子天平的使用方法和注意事項(xiàng)，粉塵樣本重量測(cè)量方法，以及粉塵濃度計(jì)算方法。對(duì)于進(jìn)階目標(biāo)，主要講解粉塵發(fā)生系統(tǒng)的工作原理，著重介紹除塵器的作用原理以及不同類型除塵器的優(yōu)缺點(diǎn)，并探索調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)夾板改變風(fēng)量對(duì)粉塵濃度的影響。對(duì)于拓展目標(biāo)，主要是向?qū)W生普及與本實(shí)驗(yàn)課程相關(guān)的比賽、創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽等活動(dòng)，引發(fā)學(xué)生繼續(xù)探究的興趣。②學(xué)生分組，動(dòng)手實(shí)操。其一，分組分工可提高實(shí)驗(yàn)效率和準(zhǔn)確性，同時(shí)也可以加強(qiáng)學(xué)生之間的互動(dòng)，甚至在學(xué)生討論的同時(shí)會(huì)激發(fā)的學(xué)生創(chuàng)新思維。其二，教師要密切關(guān)注學(xué)生的進(jìn)展，及時(shí)提供指導(dǎo)和幫助。 ③數(shù)據(jù)收集，處理分析。學(xué)生記錄原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析得到結(jié)論，呈現(xiàn)報(bào)告。

1.5" 后測(cè)環(huán)節(jié)

后測(cè)環(huán)節(jié)是指課后通過(guò)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，檢測(cè)是否實(shí)現(xiàn)了本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)。考慮到實(shí)驗(yàn)課程的動(dòng)手實(shí)操性，教師可以在參與式學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中評(píng)價(jià)的學(xué)生動(dòng)手能力，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果反推學(xué)習(xí)效果。同時(shí)，教師也通過(guò)線上問(wèn)卷或投票的方式，了解課堂學(xué)生學(xué)習(xí)效果以及課堂效果傾向，并進(jìn)行反思和整改，形成教學(xué)相長(zhǎng)的良性循環(huán)。

1.6" 總結(jié)環(huán)節(jié)

總結(jié)環(huán)節(jié)是指教師將本節(jié)課繁雜的知識(shí)進(jìn)行總結(jié)整理，劃分重難點(diǎn)內(nèi)容，可以通過(guò)課堂講授的方式或借助線上平臺(tái)發(fā)布給學(xué)生，便于學(xué)生復(fù)習(xí)。同時(shí)，總結(jié)環(huán)節(jié)也需要學(xué)生自己總結(jié)，將本次實(shí)驗(yàn)的要點(diǎn)、數(shù)據(jù)等歸結(jié)為實(shí)驗(yàn)報(bào)告，也會(huì)加深對(duì)理論知識(shí)的理解。

2" 教學(xué)效果評(píng)價(jià)與分析

基于BOPPPS教學(xué)模型與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)相結(jié)合的線上、線下混合式教學(xué)設(shè)計(jì)思路，在2023―2024第二學(xué)期設(shè)置1個(gè)新教學(xué)方法試點(diǎn)班級(jí)，對(duì)比分析傳統(tǒng)教學(xué)方法與本教學(xué)方法的教學(xué)效果。

2.1" 提高課堂參與度

課堂參與度衡量主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行。①聽課注意力集中程度，試點(diǎn)班級(jí)的學(xué)生較多注目于老師，明顯對(duì)課堂講解內(nèi)容感興趣。②課堂互動(dòng)性增強(qiáng)，學(xué)生分組動(dòng)手實(shí)操，并圍繞特定實(shí)驗(yàn)過(guò)程或儀器進(jìn)行討論，不僅能提高學(xué)生的參與度，還能培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作和溝通能力。在授課過(guò)程中多設(shè)問(wèn)答環(huán)節(jié)，鼓勵(lì)學(xué)生提出問(wèn)題并互相解答，增強(qiáng)課堂的互動(dòng)性和學(xué)生的主動(dòng)性。③營(yíng)造積極學(xué)習(xí)氛圍，教師創(chuàng)造一個(gè)友善的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生感到安全和被尊重，從而鼓勵(lì)他們積極參與課堂活動(dòng)，進(jìn)而激發(fā)興趣，逐漸提升他們的課堂活動(dòng)參與意愿。

2.2" 提升實(shí)驗(yàn)效率

實(shí)驗(yàn)前期學(xué)生充分理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康模⑶医處熢谥v解過(guò)程中盡量避免冗余或無(wú)效的步驟，使實(shí)驗(yàn)快速高效完成。另外，有效的分組方式能夠增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作性，保證實(shí)驗(yàn)各步驟都有人負(fù)責(zé)，實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，進(jìn)而縮短操作實(shí)驗(yàn)完成的時(shí)間、保證實(shí)驗(yàn)操作的正確性以及數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。根據(jù)課堂實(shí)際情況，試點(diǎn)班級(jí)在講授內(nèi)容時(shí)參與度高，因此操作過(guò)程順利，耗時(shí)較短，錯(cuò)誤也較少。傳統(tǒng)班級(jí)對(duì)講授內(nèi)容參與度不高，不善于和老師或同學(xué)交流，故在實(shí)操過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題較多，耗時(shí)也就較長(zhǎng)。

2.3" 積極交流，拓寬視野

當(dāng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容感興趣時(shí)，會(huì)更主動(dòng)地參與到學(xué)習(xí)中來(lái)，同時(shí)也會(huì)更愿意與教師進(jìn)行交流和互動(dòng)。這種師生互動(dòng)不僅能幫助學(xué)生及時(shí)解決學(xué)習(xí)中的困惑和問(wèn)題，還能增進(jìn)師生之間的了解和信任。良好的師生關(guān)系不僅能夠提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，還能夠?yàn)樗麄兊某砷L(zhǎng)和發(fā)展提供更多的支持和幫助。此外，學(xué)生會(huì)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)實(shí)驗(yàn)相關(guān)領(lǐng)域、技術(shù)或行業(yè)產(chǎn)生興趣，加深對(duì)該實(shí)驗(yàn)實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域的了解，提前奠定職業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)，為以后就業(yè)提供一定的參考。

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