鄧 娜，王春枝，葉志偉，張明武

（湖北工業(yè)大學計算機學院，湖北武漢430068）

0 引言

自2016年6月我國正式成為《華盛頓協(xié)議》簽約國之后，國內(nèi)高校順應形勢，積極參與到工程教育專業(yè)的認證工作中[1]。工程教育專業(yè)認證對我國高等教育帶來了機遇和挑戰(zhàn)，一方面，它能促使我們提高教學質(zhì)量，讓畢業(yè)生取得國際認可的從業(yè)資格證；另一方面，高等教育工作者需要轉(zhuǎn)變思維，從教學輸出的角度逆向思考，重新審視教學輸入，包括教學目標、教學內(nèi)容、教學方式等，勇于改革，以更好地培養(yǎng)出符合工程認證標準的畢業(yè)生。工程認證對學生的素養(yǎng)和能力提出了諸多要求，傳統(tǒng)的填鴨式教學方式顯然不利于這些素養(yǎng)和能力的培養(yǎng)。

1 Boppps模型

Boppps模型是由北美地區(qū)高校教學技能培訓機構(gòu)InstructionalSkillsWorkshop（ISW）提出的一種有效的課程設計模式，旨在提高教師的授課技能[2]，近幾年傳入中國，被用在高等教育課堂上[3-5]，效果斐然。

Boppps將課堂切分為6個環(huán)節(jié)，分別代表著bridgein（引入）、learningobjective（教學目標）、pre-test（前測）、participatorylearning（參與式學習）、post-assessment（后測）和summary（總結(jié)）。①引入環(huán)節(jié)通常從吸引學生注意力的有趣的或令人困惑的故事、案例、問題入手，將本次課堂的討論對象引導出來；②教學目標環(huán)節(jié)明確告知學生本次課堂應該達到的教學目標有哪些，包括應該了解、熟悉和掌握的理論知識，以及應該具備的實踐能力等；③前測環(huán)節(jié)通過小測試、提問、調(diào)查問卷等形式，摸底學生對本次教學內(nèi)容的了解程度或是對之前知識點的掌握程度，有助于教師據(jù)此對教學內(nèi)容有的放矢，及時調(diào)整；④參與式學習環(huán)節(jié)一改傳統(tǒng)的以教師為主體的教學模式，倡導以學生為主體，利用小組討論、角色扮演等多種形式，使學生積極主動地獲取知識；⑤后測環(huán)節(jié)與前測環(huán)節(jié)相對應，在學習環(huán)節(jié)之后，通過小作業(yè)、小演示等形式，來檢驗學生對這次課堂的掌握程度；⑥在課堂最后的總結(jié)環(huán)節(jié)，教師對本次課堂進行總結(jié)和反思，對知識點再一次地歸納和總結(jié)，也對學習過程中出現(xiàn)的問題進行強調(diào)和重申。

2 工程認證畢業(yè)要求

“工程教育認證標準”對本科生提出了12條畢業(yè)要求[1]，見表1。畢業(yè)要求從12個方面明確了工程類專業(yè)的本科生在畢業(yè)時應該具備的素養(yǎng)和能力。同時，也要求高等教育工作者轉(zhuǎn)變思維方向，從輸出到輸入，對教學方式和教學模式進行革新，以期更好地培養(yǎng)出符合工程認證標準的學生。

表1 “工程教育認證標準”中12條畢業(yè)要求

3 教學現(xiàn)狀

數(shù)據(jù)挖掘課程是我校軟件工程專業(yè)面向大四學生開設的一門專業(yè)選修課，主要講授如何從海量的數(shù)據(jù)中挖掘出有意義的模式和信息，為生產(chǎn)生活提供決策支持。課程與目前所處大數(shù)據(jù)時代完全契合，內(nèi)容新穎、理論豐富、操作性強、前沿、可深度研究，因此選課人數(shù)較多，通常選課率在95%以上。

由于排課時間節(jié)點、課時、課程性質(zhì)等因素的限制，數(shù)據(jù)挖掘課程目前的教學存在以下問題：①這門課程需要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫原理等先導課程的鋪墊，因此排課時間放在大四的上學期，在這個時間節(jié)點，學生可能因為考研、找工作等原因而不重視課程；②這門課程共32學時，包括22學時理論教學和10學時實踐教學，把這門課程所有的相關(guān)知識壓縮在22個學時里面進行填鴨式講授，效果不好；③這門課程的性質(zhì)是專業(yè)選修課，前沿性強，學生可以在研究生階段將數(shù)據(jù)挖掘作為研究方向，也可以在畢業(yè)后從事數(shù)據(jù)挖掘方面的工作，教師有責任和義務在這門課程中開拓學生視野，提高學生實踐操作能力，為學生的終身學習打下基礎。

4 Boppps模型與傳統(tǒng)課堂的區(qū)別

Boppps模型和傳統(tǒng)課堂存在以下區(qū)別：

（1）在Boppps模型中，6個環(huán)節(jié)有明顯的分界線，每一個環(huán)節(jié)都不可或缺；而在傳統(tǒng)課堂中，大多僅保留了引入、學習2個環(huán)節(jié)，其他的4個環(huán)節(jié)通常根據(jù)課堂的節(jié)奏靈活取舍。

（2）在傳統(tǒng)課堂中，學習部分多采用教師講學生聽的形式，以教師為主體，忽視學生的參與；而在Boppps模型中，學習部分是學生的參與式學習，以學生為主體。

（3）在Boppps模型中，引入、前測、后測3部分的內(nèi)容也需要精心設計，它們對吸引學生注意力、摸底學習基礎和檢驗學習效果至關(guān)重要。

5 Boppps模型與工程認證的關(guān)聯(lián)關(guān)系

工程認證強調(diào)學生解決復雜工程問題的能力，包括運用工程知識分析問題、解決問題、團隊合作、溝通、終身學習等。在傳統(tǒng)課堂上，學生很難獲取到這些能力。在Boppps模型中，前測部分可以測試學生對基礎工程知識的掌握程度；參與式學習將學習的主動權(quán)交給學生，學生需要去查找資料，分析、解決問題，與同伴合作，并將解決方案表達、演示出來；后測部分在課下給學生布置自主思考或探索的作業(yè)，促使他們養(yǎng)成終身學習的好習慣。在這個過程中，工程認證中要求的這些能力都得到了很好的培養(yǎng)和鍛煉。

6 教學設計

以數(shù)據(jù)挖掘課程關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘這一章節(jié)為例，按照Boppps模型，來設計一次課堂教學活動的流程，見表2。

軟件工程的一些專業(yè)基礎課程，例如數(shù)據(jù)庫原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等，介紹本專業(yè)其他后續(xù)課程所需要的基礎理論，而數(shù)據(jù)挖掘作為一門專業(yè)選修課程，更傾向于是一種工具課程，對生活生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)進行分析和挖掘。因此，我們有很多貼近生活的豐富多彩的案例可以作為引子在引入環(huán)節(jié)來吸引學生的注意力，例如表2中的沃爾瑪超市購物籃例子，啤酒和尿布兩個風馬牛不相及的物品為什么會在購物籃中經(jīng)常同時出現(xiàn)？這種共現(xiàn)關(guān)系是怎么發(fā)現(xiàn)的？有什么作用？學生便迫不及待地想在后續(xù)的課程中找到相關(guān)答案。

在教學目標環(huán)節(jié)，教師明確用兩個標準對學生提出要求，一個是“了解”，一個是“掌握”，學生在課后可以通過教學目標進行自查，檢查自己是否達到學習的目標；教師也可以在后測環(huán)節(jié)來判斷這堂課是否達到應有的教學效果。在關(guān)聯(lián)規(guī)則定義中，涉及支持度和置信度這兩個評價指標，它們分別用古典概率和條件概率進行定義和表示，教師為了了解學生對概率論的掌握程度，以及便于調(diào)整后面的教學內(nèi)容，可以在前測環(huán)節(jié)通過提問的形式進行摸底。如果回答情況良好，教師可以省去講解，否則，教師還需幫助學生復習條件概率。參與式學習是非常重要的一個環(huán)節(jié)，占用的時間也較長；但是與傳統(tǒng)的課堂不一樣，在這個環(huán)節(jié)，學生起主導作用，教師扮演引導和協(xié)調(diào)的角色，維護課堂的秩序，把控課堂教學活動的進度。為了調(diào)動學生學習的積極性，教師給學生布置任務，讓他們采用小組討論的形式，在課堂中協(xié)作完成任務并進行講解和演示。

在本例中，任務是總結(jié)概念的定義、關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘應用的場景以及Apriori算法的步驟。小組選派代表可以采取輪流制，讓每一位學生得到鍛煉。在后測環(huán)節(jié)，為了進一步鞏固學生所學，檢查這次課堂是否達到最初的教學目標，并及時發(fā)現(xiàn)教學中潛在的問題，跟教學目標直接相對應的，用一個全新的購物籃例子來檢驗學生是否能夠融會貫通，手動推演出Apriori算法的過程。最后的總結(jié)環(huán)節(jié)，教師對后測環(huán)節(jié)中暴露出來的問題進行點評，對課堂進行總結(jié)，對容易出錯和忽視的地方再一次強調(diào)。在這個環(huán)節(jié)，教師反思了整個教學過程，學生也反思了自己的知識盲區(qū)。這6個環(huán)節(jié)起承轉(zhuǎn)合，環(huán)環(huán)相扣。學生的主觀能動性調(diào)動起來了，不再依賴老師，運用基礎知識、分析問題、解決問題、研究、團隊合作、溝通與交流、終身學習等能力和素養(yǎng)也得到了提高。

表2 基于Boppps模型的數(shù)據(jù)挖掘課程教學設計

7 結(jié)語

申請工程專業(yè)教育認證是反思傳統(tǒng)教學過程的良好機會。在剖析了目前數(shù)據(jù)挖掘課程教學中的問題之后，發(fā)現(xiàn)Boppps模型與工程認證畢業(yè)要求中的關(guān)聯(lián)關(guān)系，基于Boppps模型對數(shù)據(jù)挖掘課程中的某個章節(jié)進行教學活動的再設計，以獲得更好的教學效果，為教學改革和申請工程專業(yè)認證做準備。

[1]鄧娜,陳旭,王春枝.針對工程教育認證的軟件工程課程教學思考與探索[J].計算機教育,2017(7):41-43.

[2]穆華,李春.BOPPPS模型及其在研究型教學中的應用探究[J].陜西教育(高教),2015(10):27-30.

[3]張所娟,廖湘琳,余曉晗,等.BOPPPS模型框架下的翻轉(zhuǎn)課堂教學設計[J].計算機教育,2017(1):18-22.

[4]殷旭輝.BOPPPS在思政課教學中的應用與反思:以“原理”課的一個知識點為例[J].黑龍江教育(高教研究與評估版),2015(9):7-8.

[5]楊麗,于為,李曉紅.BOPPPS模型在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學中的應用與實踐[J].大學教育,2017(4):15-17.