教学模式在混凝土结构设计原理的应用

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摘要：为贯彻落实应用型土木工程人才培养方案，强化课程建设，从“混凝土结构设计原理”课程教学现状出发，阐述BOPPPS模型的内涵与环节，设计基于学习通和BOPPPS模型的教学模式并加以应用。实践表明，该模式能够实现线上与线下的教学联动，激发学习热情，提升教学效果，是构建良好课堂生态的有益探索。

关键词：学习通；BOPPPS；教学模式；“混凝土结构设计原理”

唐山学院是一所以工为主、多学科协调发展的公办全日制普通本科院校，作为应用型本科院校，学校担负着为国家培养高级应用型工程技术人才的重任[1]。土木工程专业是唐山学院首批省级一流专业，是学校成立最早并重点建设的专业，经过多年努力，逐渐形成了自己的特色与优势。培养了数千名服务于地方工程建设一线的毕业生，为唐山及周边地区的经济建设活动作出了一定的贡献。长期以来，学校致力于培养“能施工、会设计、懂管理”的应用型土木工程专业人才[2]。“混凝土结构设计原理”作为土木工程专业的核心课程之一，内容涵盖混凝土材料性能、混凝土结构设计原则及各类混凝土构件的力学性能、计算方法和构造要求等[2]，课程兼具理论性强与实践性强的双重特点，着重结养学生的分析能力、设计能力、综合应用能力、解决问题的能力，使学生具备土木工程师的基本素养。传统“混凝土结构设计原理”课堂采用单一保守的教学手段，以“教”为中心的模式，课堂气氛沉闷，教师单方面将大量课程信息通过讲授的方式不断输出，难以调动学生的积极性；课程内容包含大量的概念术语、复杂的公式计算、严格的规范条文[3]，专业性很强，学生在之前的课程中对此类内容接触少，往往难以快速适应；该课程是培养学生分析、设计、实践等能力的重要平台，然而理论知识的应用训练相对缺乏，综合能力的培养被弱化；教学过程中师生互动较少，教师按照既定的思路实施教学，忽视了学生的反馈，课后缺乏有效的教学反思，不能及时地调整教学设计，有效性较低。教育资源和教学空间在多媒体技术广泛应用的背景下，得到了有效丰富与拓展[4]，信息技术赋能课堂教学将成为必然趋势，先进的教育模式与教育理念有助于培养目标达成，成为课程改革的主要发力点。目前，众多课程将雨课堂、腾讯课堂、超星学习通等具备丰富功能的智慧工具，与OBE、翻转课堂、BOPPPS模型等先进教学模式结合，以智慧工具为技术平台，支撑先进理念与模式的有效落地，通过实践均取得了良好教学效果，弥补并改善了传统教学模式的不足与问题，验证了智慧平台与先进教学模式协同育人的强大合力[4-7]。基于上述背景，结合课程特点与知识体系，本文以学习通平台作为教学工具，辅助BOPPPS模型设计教学过程并加以应用，构建生生互动、师生互动[8]的课堂生态，以期打通线上与线下教学，全面提升教学效果。

1学习通与BOPPPS模型内涵

基于信息技术与教育深度融合的背景，立足移动终端与课堂相辅相成的理念，一款集学习、传播、管理以及分享为一体的教学工具——超星学习通平台应运而生[6]。平台包含通知、资料、讨论、活动、作业、考试、统计等多种模块，以及课堂签名、抢答、评分等互动功能[7]。海量的图书、报刊、视频资源，通过一键导入便可将其分享到课程；签到的发布可帮助教师快速确认出勤状况；发放随堂测验，实时获取学生的掌握程度；作业的布置、收集、批改也给教师和学生带来更及时更便捷的体验；最终，平台能够对课程中学生的学习进度、作业完成情况、线上互动情况、考核情况等进行专业可靠的数据分析。总而言之，利用学习通平台，可以建立在线学习与课堂教学间的纽带。同时帮助教师把握学生的学习轨迹，了解学生的学习效果，从而达到智能、个性、精准的高效教学。在建构主义理论中，“情境”“意义建构”“会话”“协作”这4大要素构成了学习环境。该理论强调教师在教学过程中要为学生提供必备的知识资料，营造适宜的学习氛围，引导学生积极思考，从而帮助学生自主地完成知识的构建[6]。因此，以建构主义为理论依据推出的BOPPPS模型是一种以学生为中心的教学模式。近年来被北美众多高校与教师推崇，与此同时，该模式也得到了国内院校的认可。为了实现教学目标的达成，BOPPPS模型将知识的获取过程划分为6个相互贯通的模块，即导言（Bridge-in）→目标（Objective）→前测（Pre-assessment）→参与式学习（ParticipatoryLearning）→后测（Post-assessment）→总结（Summary）。与传统教学模式相比，该模式学习目标与知识点更加明确，学生的参与度得到明显提高，教学效率得以有效提高[7-9]，有助于营造焕发生机活力的课堂氛围，并充分结合学生反馈信息形成教学闭环，是一种互动丰富、反馈及时的教学模式[10]。

2基于学习通和BOPPPS模型的教学设计

传统教学模式以“教”为中心，而BOPPPS模式以学生为中心，注重互动与参与，而实现由传统模式向BOPPPS模式的转变依赖于教学工具的支撑。下面笔者以BOPPPS模型的6个模块为框架，结合学习通平台提供的多种功能进行了教学设计与应用。依据模型对教学过程划分为以下6个模块：①导言（Bridge-in）。本模块的任务在于普及知识背景、理论依据或者有关概念的历史沿革，通过引入与知识点内容相关性很高的经典案例、事故教训、热点新闻激发学生对教学内容的兴趣，使学生建立知识的初步感知，同时也引导学生意识到理论与实际的关系，提高学生对知识、课程甚至专业的认可程度。②目标（Objective）。本模块的目的在于指明本节课的重、难点，从知识维度、能力维度、素质维度提出教学目标。教学过程的核心是明确的学习目标，所有的教学活动都是围绕目标来设置的。对于以上2个模块，可以将背景和目标以课件或者视频的形式，上传至学习通平台，通过课前发布任务的形式推送给学生，根据内容特点适当安排讨论，从而指导学生完成概念的感知与目标的明确。③前测（Pre-assessment）。本模块关注学生的知识储备与预习效果，可以在学习通布置课前预习测试，考察学生对相关背景原理、专业概念的理解深度以及力学基础的储备，进而可以指导教师根据前测结果开展后续教学设计。④参与式学习（ParticipatoryLearning）。本模块强调激发学生热情，设计互动情境鼓励学生参与，进行针对性教学。过程中通过课堂提问与讨论、在线练习及答疑、案例分析与汇报等多种环节，触发有效的互动，提升授课质量和学习成效，本模块可以根据学习通提供的前测试题的统计状况了解学情，调整教学设计，侧重对预习效果欠佳、易错内容和难点内容的讲解和训练。⑤后测（Post-assessment）。本模块检查学生获取知识的效果，包括对基本假定、核心概念的掌握情况，对重要公式的运用程度，对构造要求、规范条文的理解深度等，通过及时的课堂测验，既可以帮助学生发现学习过程的不足，又能帮助教师反思和调整教学设计[11]。可以充分利用学习通的主题讨论、随堂测验、分组任务等功能，要求学生限时完成相关活动，实时监测教学效果。⑥总结（Summary）。本模块通过布置课外设计内容、引导后续思考，对所学知识进行应用训练，从而实现对知识的系统归纳与整理。该模块是BOPPPS模型的最后一环，可以在学习通发布课堂总结（总结可由教师完成，也可由学生完成，教师补充），布置线上作业，基于作业完成情况反思教学效果。下面以“偏心受压构件计算的基本原则”为例设计基于学习通和BOPPPS模型的教学活动，详见表1。

3实施效果与讨论

经过一个学期的课程教学改革和实践，制作了24个知识单元的微课视频，引用了10个构件试验演示视频，在学习通平台的支持下，高效利用这些视频辅助课堂教学，无论是作为BOPPPS中导言、参与式学习还是总结模块，学生都能突破时间与空间的限制反复观看，并可以针对性观看。此外充分利用平台主题讨论、投票、随堂测验、问卷等功能落实了基于BOPPPS模型的教学设计，圆满完成了“混凝土结构设计原理”课程的教学。学生通过学习通软件在课堂回答问题的参与度达到95%以上，学生均能主动完成课前预习，并高质量完成前测、后测试题以及课后思考或作业。由于课前积极引导、课中精准教学、课后持续改进，营造了活跃的互动氛围，形成了反思及时的闭环教学，打破了传统课堂气氛沉闷、效率低下、反馈延时的弊端。学习通后台数据有效呈现了学生的学习情况，因而教师能够追踪学生的学习轨迹，了解学生的知识储备，更有针对性地调整教学内容，为学生提供指导与帮助。课后调查问卷的数据显示，约有90%以上的学生喜欢该课程的教学模式，认为自己能便捷地通过学习通获取教师推送的资源，学习目标更加明确，课堂学习精力更加集中，和教师以及其他学生间的交流协作更加密切，学习兴趣和信心得到很大的提升。目前，尚需改进的地方如下：应逐步提高过程性考核的占比，改变传统教学以总结性考核为主的现状，题型设置上更偏重体现能力考核的案例分析类题目；通过学习通布置分组任务时各组内成员间的分工不够明确，个别成员积极性较低，这就要求教师兼顾各小组成员的贡献差异，设置合理的赋分机制对该环节进行考核，利用有效的监督与评价调动更多学生的积极性。

4结语

作为一门专业基础课程，“混凝土结构设计原理”对于学生的分析与设计能力、综合应用能力及解决问题能力进行了有效的启发与培养，同时，潜移默化地激发学生的工程意识，塑造工匠精神。依托学习通平台，探索BOPPPS模型在课程教学中的应用，从而更加智能、精准地达成了教学目标，使得互动更丰富，反馈更及时，有效打通了线上与线下教学，构建了良好的课堂生态，是全面提升“混凝土结构设计原理”课程教学效果的有益探索。

作者：张瑶 佟建楠 王喜强 单位：唐山学院土木工程学院 河北省建筑工程与尾矿综合利用重点实验室