基于BOPPPS模式的《机械设计基础》教学改革探索.pdf

曹文康，胡捷：基于 BOPPPS 模式的机械设计基础教学改革探索169基于 BOPPPS 模式的机械设计基础教学改革探索曹文康，胡捷（贵州大学机械工程学院，贵州贵阳550025）摘要：机械设计基础是一门面向大学近机类和非机类本科专业开设的基础课，几乎所有工科专业学生都需要学习该课程。但是，机械设计基础课程常常存在教学过程枯燥，教学偏离实际，对学生吸引力不高等现象，该课程的教学内容和教学方式亟待改革，否则难以适应新工科背景下人才培养的需求。BOPPPS 教学模式是近年来出现的教学模型，通过该模式所进行的教学设计，可以有效地吸引学生参与到教学过程中。本文结合超星学习通软件探索 BOPPPS 教学模式在机械设计基础课程中的应用，为该课程的教学改革提供一个全新的思路。关键词：机械设计基础；BOPPPS；超星学习通；教学改革作者简介：曹文康，男，博士，贵州大学机械工程学院讲师。胡捷，男，博士，贵州大学机械工程学院讲师。在传统教学过程中，教师是课堂的主体，学生处于被动接受的地位，这种教学方式被称为“填鸭式”教学1-3。特别是工科类课程，往往面临着教学枯燥、学生缺乏学习热情等现象。随着移动互联网的发展，课堂上学生低头玩手机的现象也较为普遍。虽然可以让学生在课前上交手机以在一定程度上避免该现象，但这种“只堵不疏”的做法，会导致学生采取各种手段来规避，甚至有可能引发师生矛盾。为了满足新工科背景下人才培养的需要，本文通过分析机械设计基础课程教学中普遍存在的矛盾和问题，提出一种基于 BOPPPS模型的教学模式改革方法，结合超星学习通软件，通过线上线下相结合的方式，改革传统教学模式，“以疏代堵”从根本上让170 Academic and Practise 学术与实践学生参与到教学的全过程，同时结合非机类专业的不同特点，提高学生的分析能力、理解能力及逻辑思维能力。一、机械设计基础课程教学中存在的矛盾和问题1.教学时间和教学内容的矛盾作者所讲授的课程是机械设计基础，教学对象是校内非机类本科专业学生，如工业设计、无机非金属材料工程等。这些非机类本科专业学生往往缺少机械设计基础所需的前置课程基础，如理论力学、材料力学教学课时只有 32 课时或 48 课时。由于教学时间的限制，教师无法在课堂上为学生详细补充相关力学知识。因此，如何在有限的时间且不超过学生理解和知识掌握能力的范围内，让学生充分掌握主要机构和零件的结构特点和设计方法等机械设计基础课程的学习要点，成为该课程教师需要思考的主要问题。2.教学内容枯燥抽象机械设计基础课程教学内容主要是机械中常用机构和零件的结构分析、力学分析以及相关设计方法4。作者在讲授机械设计基础时发现，由于这门课程在学生所学专业中的重要性相对较低，学生普遍对该课程缺乏学习热情，而且由于实验等实践环节的缺失或者过少，学生无法将教学内容和实际应用联系起来，这导致学生学习知识时处于被动状态，始终无法以饱满的热情面对课程知识的学习。3.课程思政的缺失培养什么人是教育的首要问题。在新工科背景下，注重课程思政，从宏观上可以体现教书育人的价值，培养学生的爱国情怀、科学素养；从微观上可以通过了解国内外机械技术的进步和发展以及国内机械领域近年来的进步和不足，尤其是了解各种“卡脖子”技术难题，让学生充分了解各种机构在实际中的应用，激发学生的学习热情，培养学生的使命感，从而解决学生面对课程学习的普遍困惑，即了解学习这门课程的作用何在，这门课程在实际中又有何应用5-8。二、基于 BOPPPS 模型和超星学习通推动机械设计基础教学改革1.BOPPPS 模型和超星学习通的概念解析BOPPPS 教学模型最早由加拿大英属哥伦比亚大学的 Douglas Kerr 教授于 1978年提出9，10。其将教学过程分成热身暖场（Bridge-in）、学习目标（Objective）、前 测（Pre-assessment）、参 与 式 学曹文康，胡捷：基于 BOPPPS 模式的机械设计基础教学改革探索171习（Participatory learning）、后 测（Post-assessment）、总结（Summary）六部分，如图 1 所示。教师通过该教学模型，可以充分分解课堂教学，让学生参与到教学的每一个环节，避免在教学过程中出现“教师讲、学生听”，双方只靠提问作为互动方式的传统教学弊端，从而以学生为中心，避免学生参与度不高的现象。图 1BOPPPS 模型示意图超星学习通软件可以实现手机、平板、电脑上的融合操作，教师通过该平台可以实时发布教学内容并及时了解学生反馈，可以极大地提高教师对学生掌握学习内容的了解程度，并且可以吸引学生参与教学。将 BOPPPS 模型和超星学习通软件相结合，可以充分调动学生的学习积极性，让教师充分了解学生在教学过程中每一部分的学习效果，并且可以将课程思政内容充分融入教学过程中。这既能让原本枯燥的机械设计基础知识“动起来”，以加深学生对知识的掌握，又可以通过教学案例巧妙地将思政内容融合进教学过程中，潜移默化地对学生进行爱国主义教育，真正做到以教育人。2.BOPPPS 模型与超星学习通软件的融合教学详解在 BOPPPS 教学模型中，热身暖场主要是引起学生的学习热情，吸引学生的注意力，让学生开始准备进入教师所要介绍的内容。通过学习通软件，教师可以提前上传相关资料，发布教学相关视频，让学生提前了解课堂教学内容。例如，让学生提前观看机械设计基础课程中各种齿轮机构在航空发动机中的实际应用，既能让学生提前了解齿轮机构的传动特点，又能让学生了解我国近年来在航空发动机研究制造方面取得的巨大进步，从而消除机械行业给以学生工作环境差、技术价值低的刻板印象，激发学生投身国防工业的热情，培养学生的爱国主义情怀。在学习目标阶段，教师要向学生清楚地讲授该课程的学习重点。例如，在机械设计基础课程中，在轮系部分需要向学生172 Academic and Practise 学术与实践明确本节教学重点是定轴轮系和周转轮系的传动比计算，教学目标具体包括不同轮系中传动比的大小计算，以及首轮和末轮转动方向的判断。在前测阶段，需要通过测试检验学生对上一节课程知识的掌握程度。在本阶段，教师可以在学习通教学平台上发布 2 个左右的测验题。例如，在学习轮系之前，教师可以发布有关单对圆柱齿轮和圆锥齿轮的传动比计算方式的判断。通过该测验，可以充分了解学生对前置知识的掌握程度并促使学生尽快进入学习状态中，营造积极友好的学习氛围，进而提高学生的参与感和获得感。为了让学生积极主动地学习，课堂中的互动是必不可少的。在参与式学习阶段，教师要转变教学思路，让学生的学习和教师的教授融为一体，在该阶段可以采用小组讨论的方式，教师在学习通平台上发布讨论式话题。例如，可以让学生分组讨论轮系章节中如何在复合轮系中分解基本组成轮系，找出周转轮系和定轴轮系。通过学生参与讨论，教师可以对学生的讨论结果进行总结，最终引导学生掌握不同轮系在传动比计算上的显著区别。在教学结束前，为了了解学生的学习成效以及是否达到学习目标，教师可以进行后测。例如，教师可以针对轮系章节的教学重点，在学习通软件上发布有关定轴轮系和周转轮系的传动比计算习题，可以采用小组口头报告或者上传作业的方式，来检验学习成果，从而引发学生对教学内容的充分讨论。学生也可以通过学习通提出对课堂教学方法以及教学内容的疑问，以便于教师改进自身教学方法。在课堂的最后，教师要将学生的学习成果与学习目标进行对照，总结课程的内容。例如，机械设计基础中轮系章节需要掌握的传动比计算方法和齿轮传动方向判断要点。此时，教师可以利用学习通软件，调查学生对本次课程的掌握程度，并对前五个阶段学生参与情况进行汇总，以最终的学生学习情况和参与情况，作为机械设计基础课程最终的平时成绩。通过将 BOPPPS 教学模型和学习通软件相结合，可以充分让学生参与课堂学习，充分调动学生的学习积极性，同时也可以将我国近年在机械科学领域的进展融入课堂教学中，让学生充分了解机械设计基础课程在各行各业的重要性和基础性，让学生学有所得，学有所用，学有所想。三、结论机械设计基础作为一门涉及多学科知识点的综合性课程，教学内容广泛且抽曹文康，胡捷：基于 BOPPPS 模式的机械设计基础教学改革探索173象，这给非机类专业的学生学习该课程带来了一些困难。为了解决这些困难，满足新工科背景下机械行业对人才的需求，教师需要借鉴 BOPPPS 模式的教学理念，将其与超星学习通软件相融合，通过线下和线上相结合的方式，充分调动学生参与课堂学习的积极性。同时，通过该融合模式可以从根源上避免学生注意力不集中的现象，通过视频等多媒体方式及时了解学生的学习状态，将课程思政融合到教学中，为国家培养德智体美劳全面发展的专业型技术人才。最后，教师针对教学内容和方式需要不断探索和思考，灵活利用 BOPPPS模式，将传统的以教师为核心的课堂教学转变为以学生为核心的教学模式。参考文献：1 胡飞飞.基于超星学习通的机械设计基础 BOPPPS 教 学 模 式 研 究 J.现 代 商 贸 工 业,2019(36):158-159.2 徐超毅.机械设计基础课程的教学探讨 J.机械管理开发,2021,10(36):309-310.3 高广娣,张佃平,尚欣.全程项目化教学在“机械设计基础”课程中的实践 J.黑龙江教育(理论与实践),2021(5):76-77.4 杨可桢,程光蕴机械设计基础：第六版M.北京：高等教育出版社,2013:1-3.5 周琦.融入“课程思政”的机械设计基础课程教学设计探讨 J.时代汽车,2021(23):91-93.6 蒋东升,胡珊珊,雷声,等.“机械设计基础”课程思政的探讨 J.合肥学院学报(综合版),2021,38(5):140-144.7 卢昊,王威机械设计基础课程思政教学设计与实践 J.教育教学论坛,2020(30):81-82.8 林泉伶“课程思政”:新时代高校思想政治教育新途径研究 D南京:南京邮电大学,20199 何 昱,来 平 凡.BOPPPS 模 式 在天 然 药物化学课程教学中的设计 J教育教学论坛,2015(45):189-190.10 曹丹平,印兴耀加拿大 BOPPPS 教学模式及其对高等教育改革的启示 J实验室研究与探索,2016,35(2):196-200+249.