



摘"要:發展本科層次職業教育是培養高素質應用型人才的關鍵舉措,本科層次職業教育的課程設置和教學模式應堅持就業導向、注重學生實踐能力的培養。BOPPPS教學模式強調以學生為中心,能夠有效促進學生參與課堂互動、參與課程實踐、提升實踐能力。本文通過對本科層次職業教育發展現狀進行調查,以“數據結構”課程為例,結合職業本科學生的學習特點、當前課程的教學目標,探索將BOPPPS教學模式應用到職業本科學生的實際教學中,為促進本科層次職業教育發展及高素質技術技能型人才培養提供參考。
關鍵詞:職業本科教育;BOPPPS教學模式;數據結構
中圖分類號:G642""文獻標識碼:A
The"Application"of"BOPPPS"Teaching"Mode"in
"Practical"Teaching"under"the"Background"of"Vocational"Undergraduate
—Take"\"Data"Structure\""Course"as"an"Example
Li"Zhen1,2"Li"Baotian1,2"Chen"Jianjian1,2"Sun"Shiwen1,2"Li"Dong1,2
1.School"of"Information"Engineering,Shandong"Youth"University"of"Political"Science"ShandongJi’nan"250103;
2.Key"Laboratory"of"Information"Security"amp;"Intelligent"Control"in"Universities"of"Shandong
(Shandong"Youth"University
of"Political"Science)"ShandongJi’nan"250103
Abstract:The"development"of"undergraduate"vocational"education"is"a"key"measure"to"cultivate"highquality"applied"talents.The"curriculum"and"teaching"mode"of"undergraduate"vocational"education"should"adhere"to"employment"orientation"and"pay"attention"to"the"cultivation"of"students'"practical"ability.BOPPPS"teaching"mode"emphasizes"studentcentered,which"can"effectively"promote"students'"classroom"interaction,participation"in"curriculum"practice"and"improvement"of"practical"ability.Through"the"investigation"of"the"development"status"of"undergraduate"level"vocational"education,taking"the"course"\"Data"Structure\""as"an"example,combined"with"the"learning"characteristics"of"vocational"undergraduate"students"and"the"teaching"objectives"of"the"current"course,this"paper"explores"the"application"of"BOPPPS"teaching"mode"to"the"actual"teaching"of"vocational"undergraduate"students.It"provides"reference"for"promoting"the"development"of"undergraduate"level"vocational"education"and"the"cultivation"of"highquality"technical"and"skilled"talents.
Keywords:undergraduate"of"vocational"education;BOPPPS"teaching"model;data"structure
發展本科層次職業教育對于優化我國職業教育體系、提高職業教育質量以及培養高質量應用型人才具有重要意義。2014年,《國務院關于加快發展現代職業教育的決定》首次提出“探索發展本科層次職業教育”[1];2019年,國務院印發的《國家職業教育改革實施方案》明確提出“開展本科層次職業教育試點”,并開始實施本科層次職業教育的試點工作;2021年,教育部辦公廳印發了《本科層次職業教育專業設置管理辦法(試行)》,明確了本科層次職業教育專業的設置條件與要求。在國家一系列政策措施的支持下,一些職業本科大學、高職院校和應用型本科高校開始在探索實踐中發展本科層次職業教育[2]。盡管幾類院校在職業本科人才培養的模式上存在差異,但其人才培養的目標整體一致,都應著眼于培養高素質技術技能人才[3]。因此在實際教學中,尤其要注重學生實踐能力的培養,強化學生以專業知識為支撐解決實際工程問題、實際生產問題的能力。
1"職業本科背景淺析
1.1"職業本科人才培養目標分析
以山東青年政治學院為例,作為全國首個發展本科層次職業教育的普通本科高校,學校立足面向現代服務業的辦學定位,聚焦區域經濟社會發展對高素質技術技能人才的需求,按照專業群、專業集群建設的思路,統籌布局職業本科專業和普通本科專業。其中,職業本科大數據工程技術專業,面向計算機與互聯網行業、精品旅游行業等相關的大數據工程技術職業群,旨在培養從事大數據分析工程師、大數據采集工程師等崗位工作的高素質技術技能型人才。從本例不難看出,本科層次職業教育應同時具備“高等性”和“職業性”的特征,其“高等性”特征體現在與專科層次職業教育相比較,本科層次職業教育更為注重學生對專業理論知識的學習,因此,職業本科大數據類、計算機類專業在課程設置上理應開設“數據結構”等專業核心課程,以期學生習得系統且全面的技術理論知識[2];而與普通本科、應用型本科教育相區別,“職業性”則是本科層次職業教育的重要特征,作為我國現代職業教育體系的重要組成部分,在課程設置和實際教學中,本科層次職業教育堅決不能摒棄職業教育屬性,應注重實踐性和應用性的培養,這就要求教師在傳統專業課程的教學中,要進行教學模式和方法的革新,讓專業理論知識更好地“滋養”學生的實踐技能,培養出高素質技術技能型人才。職業本科與普通本科、傳統專科在培養目標、課程設置及教學模式等方面的區別如表1所示。
1.2"職業本科學生學情分析
進一步以山東青年政治學院職業本科大數據工程技術專業學生為例,該專業生源以中等職業學校或職業高中應屆畢業生為主,在中等教育階段,學生已經學習過“C語言程序設計”“數據庫基礎”等專業基礎課,已具備一定的專業知識基礎;同時,職業本科招生統一考試(職教高考)采取的是“文化素質+職業技能”的考試招生辦法[4]。因此,通過職教高考選拔的職業本科新生通常已具備較為扎實的專業理論和專業技能基礎,這是發展高質量本科層次職業教育的內在優勢,同時也對職業本科的課程設置和教學模式提出了更高的要求。
2"課程性質與BOPPPS教學模式簡介
“數據結構”是計算機類專業的核心課程,是進行程序設計、軟件開發的重要理論基礎。職業本科背景下,該課程不僅要求學生掌握數據結構相關理論知識,更要求學生提升計算思維能力以及設計算法解決實際問題的實踐能力。傳統教學模式以教師為主導,偏重數據結構理論知識的講授,忽視學生實踐能力的培養,從而導致學生缺乏實際應用能力和算法設計能力。
BOPPPS教學模式是一種在課堂教學過程中,注重學生參與式互動和反思的閉環反饋教學模式[5]。該模式強調學生參與式學習、教學過程以學生為中心、教學過程的及時反饋,是一種“有效益”“有效率”“有效果”的有效教學模式[6]。BOPPPS教學模式在實際應用中會將一個完整的課堂教學活動劃分為以下六個環節:導入(Bridgein)、學習目標(Objective)、預評估/課前摸底(Preassessment)、參與式學習(Participatory"Learning)、后評測(Postassessment)、總結(Summary)[7],因此該教學模式簡稱為BOPPPS,如圖1所示。
3"教學設計實例及分析
綜上所述,職業本科背景下“數據結構”的課堂教學應具有更高層次的要求,教師在教學過程中需要不斷進行探究與實踐,采取最適合的教學模式和方法以滿足職業本科學生的學習特點;同時,針對職業本科新生專業知識基礎較為扎實的優勢,教師在教學過程中更應充分激發學生對已有知識的實際運用能力,真正做到以學生為中心,搭建起學生計算機專業知識“舊知”與“數據結構”“新知”之間的橋梁,最大程度地調動學生參與課堂互動、積極動手實踐、提升教學效果。本文將BOPPPS教學模式融入職業本科學生的“數據結構”教學中,緊密貼合學生特點,以多種課堂增效手段,充分激發學生學習熱情,引導學生充分參與課堂教學,培養學生的動手實踐能力,最終實現學生以數據結構理論知識為支撐、解決實際工程問題的培養目標。
3.1"教學實例選取
“數據結構”課程主要有三大部分內容:基礎知識、基本數據結構、查找與排序。其中,查找與排序部分涉及多種排序算法,相較于本課程的其他部分,對學生的邏輯思維等要求更高,學生在學習過程中對算法理解不深刻,存在畏難情緒,缺乏學習熱情,不愿動手實踐,從而導致教學效果較差。因此,本文選取基于交換排序思想的冒泡排序算法作為教學實例,探究BOPPPS模式在“數據結構”教學過程中的有效性。
3.2"BOPPPS教學設計
3.2.1"第一環節:導入(Bridgein)
導入環節應當激發學生的學習興趣,其重點是要建立起學生已有知識與本次教學內容之間的“橋梁”。針對“冒泡排序”的教學,可以采用啟發式提問的方法開啟導入環節。先向學生提出以下幾個問題:問題一,升國旗儀式時,國旗護衛隊的同學需要按身高從低到高依次面向國旗站成一列,大家會用怎樣的方法幫他們快速排隊呢?問題二,在之前的“C語言”課程中,有一道經典的例題“編程實現兩個整數的交換”,大家還記得這道例題有哪些解決方法嗎?學生在思考第一個問題時,會意識到這本質上是一個排序問題,進而會給出不同的排序方法;對于第二個問題,由于大部分職業本科學生具備較為扎實的編程基礎,因此能夠快速回想起利用編程實現數據交換的基本思路。在思考、討論完畢前兩個問題后,學生已經完成了對“排序”“交換”等舊知識的回顧,此時教師適時地引入交換排序的基本概念,并引導學生使用交換排序思想重新思考問題一的解決。通過導入環節,學生對新知識的求知欲得到激發,已有知識與本次教學內容之間的“橋梁”得以建立。
3.2.2"第二環節:學習目標(Objective)
在導入環節之后,該環節的目的是讓學生明確本次課的學習方向和重點,BOPPPS教學模式強調學習目標的可達成、可衡量、明確性[8]。因此,基于BOPPPS教學模式的思想,結合職業本科學生的學習特點,借助PPT呈現如下學習目標:(1)學什么:交換排序的基本思想,冒泡排序的算法原理、描述、分析及優化;(2)學到什么程度:能夠理解冒泡排序的算法原理,能夠自主編程實現冒泡排序算法,能夠獨立計算冒泡排序算法最好、最壞以及平均情況下的時間復雜度,能夠準確描述冒泡排序的算法性能。
3.2.3"第三環節:預評估(Preassessment)
預評估環節也被稱為課前摸底或前測,該環節旨在了解學生對先備知識的掌握情況,以及學生對新教學內容的興趣和認知程度。根據預評估結果,可以對后續教學內容做針對性調整。
該環節中,先以編程小測試的形式請學生以創建臨時變量的方法,編寫程序解答導入環節中的第二個問題,要求寫出關鍵部分代碼即可;通過小測試,督促學生動手實踐,并檢查學生的編程基礎以及與交換排序相關的程序設計思維。之后,教師先以PPT動畫的形式演示冒泡排序的算法過程,介紹冒泡排序的基本思想,再將導入環節問題一中的身高數據加以提取,形成一組具體序列,如{178,177,168,181,166,165,180,164},并請學生按照冒泡排序思想對該序列進行排序,可以通過手繪示意圖的形式給出排序步驟;通過抽查學生的排序結果,能夠掌握學生對新知識的興趣程度、認知程度。
3.2.4"第四環節:參與式學習(Participatory"Learning)
參與式學習是BOPPPS模式中最為核心的環節,該環節強調以學生為中心,旨在引導學生主動參與課堂,提升教學效果,因此應當采用情景模擬、分組討論、團隊合作、動手推算等方式,充分激發學生的課堂學習熱情,引導學生主動深入地進行思考。
首先,教師以情景模擬的方式開啟參與式學習環節,隨機邀請4位女學生和4位男學生站成一列,模擬導入環節問題一中國旗護衛隊8位隊員按身高排序列隊的實際情境,要求8位學生按照冒泡排序算法進行排隊,通過情景模擬的方式能夠加深學生對冒泡排序算法的理解,引導學生主動歸納算法原理。其次,教師給出4組整數序列,如{1,3,6,8,9,}、{9,8,6,3,1}、{3,9,1,6,8}、{6,1,9,8,3},同時將38位學生分成4個小組,每組“負責”一組序列,請學生繼續按照冒泡排序算法對序列升序排序,給出排序步驟并討論各組所“負責”序列在排序時的特點。再次,采用團隊合作的方式繼續進行參與式學習環節,如前文所述,職業本科學生具備較為扎實的編程基礎,根據經驗,可將現有的4個小組進一步劃分,以3~5人為一個團隊,保證協作效率最大化。每個團隊可使用任意一種編程語言,以上述4組整數序列作為輸入數據,編程實現冒泡排序算法,答題速度最快、準確率最高、程序效率最高的團隊均可獲得一定的課程積分獎勵。最后,要求每位學生采用動手推算的方式,計算在冒泡排序過程中,上述4組序列中的元素進行比較和移動的次數,并分析冒泡排序是否需要輔助空間,從而引導學生獨立自主地完成對冒泡排序算法最好、最壞、平均情況下的時間復雜度計算,以及對冒泡排序算法的性能分析。
通過上述幾種方式,能夠有效提高學生的學習參與度、調動學生動手實踐,確保課堂教學始終圍繞學生學習目標展開。
3.2.5"第五環節:后評測(Postassessment)
后評測環節也被稱為課后測驗或簡稱為后測,該環節是檢驗學生學習成果是否達到預期、驗證學生學習目標是否達成的重要環節,可以通過案例分析、隨堂測驗等方式進行評測。本例采用隨堂測驗的方式,測驗以選擇題和算法設計題的形式進行,題目在學習通平臺上發布。其中,5道選擇題主要檢驗學生對冒泡排序算法原理、時間復雜度的掌握情況;算法設計題題目為:隨機生成10個整數,編寫雙向冒泡排序算法對其進行升序排序(雙向冒泡排序即相鄰兩趟排序向相反方向冒泡),該題目測試學生對冒泡排序算法原理的靈活運用能力。學生在學習通平臺上及時作答,教師利用平臺提供的多種功能可以全面掌握學生的作答情況,根據測驗結果進行教學反思,及時優化教學設計,保證教學目標的達成。
3.2.6"第六環節:總結(Summary)
相較于傳統教學模式,在總結環節,BOPPPS教學模式更強調以學生為主體、由學生主導。本例的總結環節,首先邀請參與式學習環節中獲得課程積分最多的團隊進行總結發言,此舉能起到激發學生表現欲的作用,可以激勵學生更積極地參與到后續的課堂教學中。其次是在學生總結發言之后,教師在此基礎上再進行補充總結。最后肯定學生本次課的學習成果,對下次課的教學提出期望。
3.3"教學效果分析
本文將BOPPPS教學模式應用在大數據工程技術職業本科班的“數據結構”教學中。在實際教學過程中,學生積極參與課堂教學活動:在導入環節,能夠主動思考、分析問題;在預評估和參與式學習環節,能夠自主探究、積極討論、動手實踐、合作完成任務;在后評測和總結環節,能夠進行自我總結和歸納。課堂整體氛圍活躍,學生真正成為課堂的“主人”。同時,通過對學生隨堂測驗成績、期末考試成績的統計分析(期末考試成績統計結果如表2所示)以及大數據工程技術職業本科班與普通計算機科學與技術專業某班“數據結構”實驗課成績對比(如圖2所示),能夠發現職業本科學生對數據結構基本概念等理論知識的掌握情況良好,利用理論知識解決實際問題的能力較之前顯著提高。由此表明,BOPPPS教學模式契合職業本科學生學習特點,能夠在實際教學中提升職業本科學生對專業技術知識的掌握及實際運用能力。
結語
“數據結構”是計算機相關專業的核心課程,在計算機學科中起到承前啟后的作用。經過教學實踐證明,將BOPPPS教學模式應用在職業本科的“數據結構”教學中,可以有效提高職業本科學生的課堂參與度,激發職業本科學生的學習熱情,提高職業本科學生對專業理論知識的實際應用能力,能夠有效地建立起職業教育不同階段知識體系銜接的“橋梁”。在職業本科后續課程的教學中,可以將該教學模式進一步推廣,為促進職業本科教學體系的完善積累經驗。
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基金資助:教育部產學合作協同育人項目“高職—本科‘3+2’本科融通培養課程體系的研究”(項目編號:2020"02080003)
作者簡介:李震(1996—"),男,漢族,山東蒙陰縣人,碩士研究生,助教,主要研究方向:計算機圖形學、網格生成。