程春華 高峰娟 徐景碩 袁濤

[摘 要] 針對(duì)航空機(jī)務(wù)任職教育院校設(shè)備原理課程教學(xué)內(nèi)容涉及面廣、學(xué)員學(xué)習(xí)積極性不高和課堂參與性不足等問題，通過將BOPPPS模型運(yùn)用到課堂中，經(jīng)過精心設(shè)計(jì)導(dǎo)入引言、學(xué)習(xí)目標(biāo)、課前評(píng)估、參與式學(xué)習(xí)、課后評(píng)價(jià)和總結(jié)六個(gè)環(huán)節(jié)，提升了學(xué)員學(xué)習(xí)“航空儀表原理”課程的積極主動(dòng)性，取得了理想的教學(xué)效果。

[關(guān)鍵詞] 航空機(jī)務(wù);BOPPPS模型;課堂參與性

[作者簡(jiǎn)介] 程春華（1986—），男，江西鷹潭人，博士，海軍航空大學(xué)（青島校區(qū)）航空儀電控制與指揮系講師，主要從事航空儀表及傳感器、非線性控制等研究。

[中圖分類號(hào)] G642.0 ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A ? ?[文章編號(hào)] 1674-9324（2020）29-0279-03 ? ?[收稿日期] 2019-09-09

一、引言

“航空儀表原理”課程是航空機(jī)務(wù)任職教育院校航空儀表與電氣專業(yè)“4+1”學(xué)員和“3+1”學(xué)員的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是該專業(yè)課程的主體，在整個(gè)課程體系中處于核心地位。當(dāng)前，軍隊(duì)崗位任職院校教育既要進(jìn)行扎實(shí)理論基礎(chǔ)學(xué)習(xí)，又要滿足向部隊(duì)實(shí)戰(zhàn)聚焦的要求[1]。根據(jù)這一培養(yǎng)目標(biāo)，該課程的目標(biāo)是必須培養(yǎng)學(xué)員對(duì)航空儀表系統(tǒng)設(shè)備的使用、維護(hù)、檢修的能力。因此，該課程不僅要包括完備的基本理論知識(shí)學(xué)習(xí)，還要偏重航空儀表系統(tǒng)使用與維護(hù)的學(xué)習(xí)以及典型故障的剖析，以此來培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力，形成崗位任職能力。如此一來，就導(dǎo)致學(xué)員在課程學(xué)習(xí)中涉及概念多，知識(shí)面寬、廣、雜，且實(shí)踐性強(qiáng)。同時(shí)由于實(shí)際裝備高昂的費(fèi)用，在教學(xué)過程中存在著教學(xué)訓(xùn)練設(shè)備陳舊、落后等問題，無法滿足教學(xué)需求，這給航空儀表教學(xué)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。該課程傳統(tǒng)的做法是以“教”為中心，強(qiáng)調(diào)知識(shí)的傳授，教員在教學(xué)過程中起主導(dǎo)地位，實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，該教學(xué)模式效果不好，學(xué)員的積極性和主動(dòng)性較差。因此，如何改進(jìn)教學(xué)方法，增強(qiáng)學(xué)員的學(xué)習(xí)動(dòng)力，在有限的學(xué)時(shí)數(shù)下，通過課堂教學(xué)設(shè)計(jì)使得教學(xué)效果事半功倍，是任課教員亟須解決的重要問題。

BOPPPS是一種教學(xué)模型[2，3]，起源于北美，近年來國(guó)內(nèi)眾多院校嘗試采納和推廣該教學(xué)模型，取得了一定的效果。該教學(xué)模型著重學(xué)生全方位參與學(xué)習(xí)[4]，旨在提高學(xué)生的興趣，吸引學(xué)生的注意力，讓學(xué)生處于主動(dòng)學(xué)習(xí)狀態(tài)，同時(shí)教師也要及時(shí)獲得學(xué)生學(xué)習(xí)情況的反饋信息，以調(diào)整后續(xù)的教學(xué)活動(dòng)[5]?；诖耍疚慕Y(jié)合崗位任職教育的要求以及“航空儀表原理”課程的特點(diǎn)，嘗試將BOPPPS模型引入到“航空儀表原理”的課堂的教學(xué)中，以“油量測(cè)量原理”為例，探索基于BOPPPS模型的“航空儀表原理”課程教學(xué)設(shè)計(jì)的方法。

二、BOPPPS教學(xué)模型理論

BOPPPS教學(xué)模型主張以“學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”，以學(xué)生為中心，注重激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，注重師生互動(dòng)，提高學(xué)生的參與度，從而達(dá)到理想的教學(xué)效果和理想的課堂效率。它將完整的課堂教學(xué)過程劃分為6個(gè)環(huán)節(jié)[6]，分別是導(dǎo)入引言（bridge-in）、學(xué)習(xí)目標(biāo)（objective）、課前評(píng)估（pre-assessment）、參與式學(xué)習(xí)（participatory learning）、課后評(píng)價(jià)（post-test）和總結(jié)（summary）。該模式從課堂教學(xué)組織實(shí)施層面提供了清晰的教學(xué)操作流程，因此，它是一種有效的、條理化強(qiáng)且操作性強(qiáng)的課程設(shè)計(jì)模式，可以幫助教師優(yōu)化教學(xué)要素、發(fā)現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)，從而提高課堂教學(xué)效果。

三、以油量測(cè)量為例進(jìn)行BOPPPS模型的課堂設(shè)計(jì)

在“航空儀表原理”課程的教學(xué)設(shè)計(jì)過程中，首先尊重學(xué)生主體性，遵循主動(dòng)性和目標(biāo)導(dǎo)向性原則，緊密聯(lián)系實(shí)際和現(xiàn)實(shí)需求，靈活調(diào)整BOPPPS模型的每個(gè)環(huán)節(jié)，而不是教條刻板地使用BOPPPS模型。同時(shí)綜合采用多種教學(xué)活動(dòng)組織手段，鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)，能積極參與到教學(xué)活動(dòng)中，從而深刻領(lǐng)會(huì)并掌握所學(xué)知識(shí)。接下來，本文根據(jù)“航空儀表原理”課程的特點(diǎn)，借鑒BOPPPS模型，以油量測(cè)量?jī)?nèi)容為例，闡述BOPPPS模型6個(gè)階段在課堂設(shè)計(jì)中的探索與嘗試。

（一）導(dǎo)入引言

導(dǎo)入引言的目的是吸引學(xué)員的注意力，引起他們的興趣，從而將他們的注意力轉(zhuǎn)移到將講授的內(nèi)容上。引人入勝地導(dǎo)入引言，可以說明某個(gè)內(nèi)容的重要性、實(shí)用性，可以激發(fā)學(xué)員的興趣。因此，在設(shè)計(jì)引言時(shí)，注重學(xué)生的認(rèn)知過程，注重借用學(xué)生所熟知的生活事例。例如，在網(wǎng)上找一些汽車因油量耗盡而拋錨的照片或視頻以及飛機(jī)因燃油耗盡而導(dǎo)致空難的照片。在展示后，引出油量測(cè)量的重要性，對(duì)于飛機(jī)來說油量指示的準(zhǔn)確與否決定了飛行的安全以及飛行任務(wù)的完成情況。同時(shí)拋出問題油量表的信號(hào)是怎么來的？并且引導(dǎo)學(xué)員討論油量傳感器通過測(cè)量哪個(gè)物理量來表示油量的多少，是直接測(cè)量重量還是測(cè)量體積？通過提供與教學(xué)主題相關(guān)的生活實(shí)例引出教學(xué)內(nèi)容，既可以讓學(xué)員直觀了解油量測(cè)量對(duì)飛機(jī)安全飛行的重要性，又可以激發(fā)學(xué)員對(duì)油量測(cè)量原理學(xué)習(xí)的興趣。除了上述提供一個(gè)熟知的生活實(shí)例之外，還可以采用與課程內(nèi)容相關(guān)的歷史故事;提出與教學(xué)主題相關(guān)的問題來引導(dǎo)學(xué)員進(jìn)入課程等。

（二）學(xué)習(xí)目標(biāo)

學(xué)習(xí)目標(biāo)的制定要清楚且具有可操作和可度量性，因?yàn)樗仁菍W(xué)員課堂學(xué)習(xí)的目標(biāo)，也是教員課堂的教學(xué)的依據(jù)，還是評(píng)價(jià)教學(xué)效果的標(biāo)準(zhǔn)。從而，學(xué)習(xí)目標(biāo)一定程度上會(huì)影響學(xué)員的學(xué)習(xí)積極性以及教員的教學(xué)效果，因此學(xué)習(xí)目標(biāo)制定應(yīng)具體，便于量化，方便對(duì)學(xué)習(xí)效果和教學(xué)效果的評(píng)估。需要注意的是學(xué)習(xí)目標(biāo)的制定必須結(jié)合人才培養(yǎng)方案中既定的人才培養(yǎng)目標(biāo)、課程標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的課程目標(biāo)、現(xiàn)有教學(xué)裝備等，以學(xué)生為主體，使學(xué)員課程學(xué)習(xí)后具有崗位任職相應(yīng)的知識(shí)、能力、素質(zhì)。制定學(xué)習(xí)目標(biāo)的時(shí)候，應(yīng)明確學(xué)員應(yīng)該掌握的重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)，并且需要關(guān)注對(duì)象（who）、學(xué)到什么（will do what）、在什么情況下（under what）及學(xué)得如何（how well）等要素。下面以“油量測(cè)量原理”為例，其學(xué)習(xí)目標(biāo)主要包括知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)、素質(zhì)目標(biāo)。其中知識(shí)目標(biāo)包括：（1）可以闡述電容式圓筒形油量傳感器的工作原理;（2）能夠闡述飛機(jī)上的電容式圓筒形油量傳感器為什么要進(jìn)行鏤空、貼絕緣片、或變徑處理;（3）可以清楚闡述電容傳感器是如何進(jìn)行傳輸和顯示的;（4）可以闡述自平衡電橋的工作原理。能力目標(biāo)包括：（1）能夠分析影響油量顯示的因素有哪些，這些因素具體又是如何影響的;（2）能夠分析通過哪些措施可以減小上述因素的影響。通過學(xué)員達(dá)到上述兩個(gè)目標(biāo)，使學(xué)員形成素質(zhì)目標(biāo)：（1）工作崗位中更換油量傳感器時(shí)清楚不同型號(hào)飛機(jī)、不同型號(hào)油箱的油量傳感器不能互換，并且能夠明白油量傳感器與油量指示器應(yīng)該配套更換;（2）清楚線路電阻的變化及接觸不良均會(huì)影響油量指示的準(zhǔn)確性。通過上述以學(xué)生為主體的清晰、可量化的學(xué)習(xí)目標(biāo)，使學(xué)生容易了解課堂的學(xué)習(xí)目標(biāo)，并且根據(jù)目標(biāo)評(píng)估自己的學(xué)習(xí)狀態(tài)。

（三）課前評(píng)估

課前評(píng)估是以學(xué)習(xí)需要分析為前提的，了解學(xué)員的基礎(chǔ)知識(shí)掌握程度，便于后續(xù)新內(nèi)容講授的起點(diǎn)貼近學(xué)員實(shí)際情況，容易理解[4，7]。一般來說，在進(jìn)行課堂學(xué)習(xí)之前，可以通過提問方法、課堂先測(cè)、頭腦風(fēng)暴等形式，達(dá)到預(yù)評(píng)估的目的。例如可以提問一些問題：（1）影響平板電容大小的因素有哪些？（2）飛機(jī)油箱的形狀是不是規(guī)則的？（3）惠斯登電橋的平衡條件是什么，電橋中的各點(diǎn)的電勢(shì)大小如何分析？（4）溫度的變化是否會(huì)對(duì)液體的導(dǎo)電性能以及體積大小產(chǎn)生影響。通過設(shè)置上述幾個(gè)問題，可以使教員了解學(xué)員的基礎(chǔ)知識(shí)、課前預(yù)習(xí)情況以及對(duì)生活中一些常見現(xiàn)象的觀察和思考等。對(duì)學(xué)生而言，通過對(duì)上述問題的掌握情況，可以了解自己的不足。

（四）參與式學(xué)習(xí)

這階段的任務(wù)是讓學(xué)員主動(dòng)并深度參與到教學(xué)過程中，體現(xiàn)“以學(xué)生為中心”的理念，主要通過學(xué)員之間的討論、與教員之間的互動(dòng)來提高學(xué)員的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情。常見的參與學(xué)習(xí)的方法是設(shè)置一些簡(jiǎn)單而又有啟發(fā)的問題，讓學(xué)員分組討論，調(diào)動(dòng)學(xué)員主動(dòng)思考的積極性。在設(shè)計(jì)問題時(shí)，要關(guān)注知識(shí)的認(rèn)知過程，做好從已知到未知的自然遷移和有效銜接，還需要注意的是崗位任職相應(yīng)的知識(shí)、能力和素質(zhì)。例如引言階段，經(jīng)同學(xué)們討論知道了油量傳感器是通過測(cè)量油液面高度來表示油量的多少，由此入手設(shè)計(jì)問題1：在油量測(cè)量過程中，應(yīng)該采用哪種類型的電容傳感器？給出變介質(zhì)型圓筒電容式傳感器的原理公式之后，設(shè)計(jì)問題2：面對(duì)飛機(jī)上不規(guī)則的油箱，根據(jù)電容的公式采取什么措施才能使傳感器電容的大小均勻反映油量的多少？通過問題2引導(dǎo)學(xué)員思考和討論在介質(zhì)無法改變時(shí)如何處理才能使電容隨著液面高度的變化而變化。在分析完問題2之后，再設(shè)計(jì)問題3：油液面高度是連續(xù)變化的，相對(duì)應(yīng)的傳感器的電容也是連續(xù)變化的，對(duì)于這么一個(gè)不易于顯示和傳輸?shù)男盘?hào)是怎樣輸送到油量表或顯示器的？從而使學(xué)員聯(lián)想到以前學(xué)過的惠斯登電橋，培養(yǎng)學(xué)員運(yùn)用現(xiàn)有知識(shí)解決問題的能力。分析完問題3之后，讓學(xué)員畫出整個(gè)測(cè)量過程的方框圖，然后設(shè)計(jì)問題4：在整個(gè)測(cè)量過程中，有哪些因素會(huì)影響測(cè)量的準(zhǔn)確性？通過這個(gè)問題的分析和討論，培養(yǎng)學(xué)員的工程意識(shí)。最后設(shè)計(jì)問題5：針對(duì)這些影響因素，如何解決，以后維護(hù)過程中又如何做？通過問題的解決，無形之中，使學(xué)員養(yǎng)成利用理論指導(dǎo)實(shí)際問題的能力和素質(zhì)。通過上述一系列問題，引導(dǎo)和驅(qū)動(dòng)學(xué)員獨(dú)立思考、分析，不斷深入?yún)⑴c課堂。

（五）課后評(píng)價(jià)

這一階段主要用來評(píng)估學(xué)員課堂的學(xué)習(xí)效果是否達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。根據(jù)課前設(shè)定的學(xué)習(xí)目標(biāo)，設(shè)計(jì)多方位的問題，應(yīng)該包括基本概念、基本原理、解決實(shí)際裝備問題等[1]，問題應(yīng)從基于書本到脫離書本，最后到實(shí)際應(yīng)用。例如：為什么要對(duì)圓筒電容傳感器進(jìn)行鏤空、貼絕緣片或變徑處理，在處理過程中應(yīng)該注意什么？溫度的變化，會(huì)不會(huì)影響油量的顯示，如果會(huì)，怎樣進(jìn)行補(bǔ)償？在工作過程中，當(dāng)1#油箱的傳感器發(fā)生故障時(shí)，能否更換成2#油箱的傳感器，如果不能，請(qǐng)闡述為什么？在工作過程中，如果油量顯示總是小于實(shí)際的油量，那么可能的原因有哪些？在更換左翼油箱中的傳感器后，為什么左翼油箱油量的顯示值總是與右翼油箱油量的顯示值不一致，請(qǐng)分析可能的原因？通過設(shè)計(jì)這種遞進(jìn)性、開放性的問題，使學(xué)員更加深入地理解所學(xué)內(nèi)容，提高他們的能力。

（六）總結(jié)

總結(jié)是對(duì)本課堂教學(xué)內(nèi)容的簡(jiǎn)要回顧，形成總體認(rèn)識(shí)，便于學(xué)員記憶重點(diǎn)、難點(diǎn)。教員在總結(jié)時(shí)要盡量做到精心設(shè)計(jì)，使之言簡(jiǎn)意賅，從而使學(xué)員真正感受到“課已盡而意無窮”的效果。例如，針對(duì)本課堂內(nèi)容可以設(shè)計(jì)：圓筒電容顯油面，油箱形狀變電容，平衡電橋傳電容，換油溫度引誤差，補(bǔ)償措施需牢記。

上述就是結(jié)合BOPPPS模型6個(gè)階段設(shè)計(jì)的航空儀表原理課堂，實(shí)踐表明，經(jīng)過上述的設(shè)計(jì)迅速提升了學(xué)員學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，充分激發(fā)了學(xué)員對(duì)設(shè)備原理知識(shí)的興趣，教學(xué)效果顯著。

四、結(jié)語(yǔ)

對(duì)于航空機(jī)務(wù)任職教育院校的設(shè)備原理課程來說，原理性與應(yīng)用性結(jié)合較強(qiáng)，涉及大量昂貴的實(shí)裝裝備，但是教學(xué)設(shè)備陳舊落后使得學(xué)員課堂學(xué)習(xí)的參與性不高。在該情形下，如何提高學(xué)員學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)員形成崗位履職能力，這給教員教學(xué)和學(xué)員學(xué)習(xí)提出了較高的要求。BOPPPS教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)學(xué)生的參與式互動(dòng)，并且是具有較強(qiáng)操作性的課堂模式。因此，為了加強(qiáng)“航空儀表原理”課堂的參與性，本文將BOPPPS教學(xué)模式應(yīng)用到“航空儀表原理”課堂的設(shè)計(jì)中。針對(duì)油量測(cè)量原理設(shè)計(jì)了完整的六個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)踐結(jié)果表明，運(yùn)用BOPPPS教學(xué)模式對(duì)設(shè)備原理課程的教學(xué)設(shè)計(jì)起到了指導(dǎo)作用，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)員課堂參與的積極性，取得了較好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

[1]周仁來，任建存，婁樹理.BOPPPS模型在軍校專業(yè)技術(shù)課程教學(xué)中的理論與實(shí)踐研究[J].高等教育研究學(xué)報(bào)，2016，39（4）：93-97.

[2]李珊珊，陳立前，曹源，等.網(wǎng)絡(luò)化操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及BOPPPS模型在課堂中的探索與應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)工程與科學(xué)，2016，38（1）：1-6.

[3]陳衛(wèi)衛(wèi)，鮑愛華，李清，等.基于BOPPPS模型和問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)法培養(yǎng)計(jì)算思維的教學(xué)設(shè)計(jì)[J].工業(yè)和信息化教育，2014（6）：8-11.

[4]王之元，周云，彭學(xué)鋒，等.BOPPPS模型在《信號(hào)分析與處理》課堂教學(xué)的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)工程與科學(xué)，2016，38（5）：68-71.

[5]付紹靜，劉丹，趙文濤，等.BOPPPS模型在信息安全數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課堂中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)教育，2015（6）：22-25.

[6]儲(chǔ)亞偉，葉薇薇，王海坤.基于BOPPPS模型下的高等數(shù)學(xué)微課教學(xué)設(shè)[J].山東農(nóng)業(yè)工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2016，33（9）：153-156.

[7]Meger R.F.Preparing objective for programmed instruction [M].Belmon，CA：Fearon Publishers，1961.