劉天帥　張文立　劉洋　盧虹冰　戎軍艷

摘? 要：目的：探討B(tài)OPPPS模型在Python教學中的應用可行性。方法：在介紹BOPPPS模型現(xiàn)狀、理論框架和特色的基礎之上，分析了BOPPPS模型在醫(yī)學類專業(yè)Python教學中的適用性，并結(jié)合實例分析該模型在Python教學中的應用。結(jié)果：基于BOPPPS的Python教學可激發(fā)學生的學習興趣，提高學生課堂參與度及對知識點的運用能力。結(jié)論：基于BOPPPS的Python教學成效顯著，值得大力推廣。

關鍵詞：Python;BOPPPS模型;參與式學習;醫(yī)學類專業(yè)

中圖分類號：G642? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2020）36-0031-05

Abstract： Objective： To explore the feasibility of applying BOPPPS model in Python teaching. Methods： On the basis of introducing the current theoretical framework and characteristics of BOPPPS model， the applicability of BOPPPS model in medical Professional Python teaching was analyzed， and the application of BOPPPS model in Python teaching was analyzed with examples. Results： Python teaching based on BOPPPS can stimulate students' interest in learning and improve their participation in class and ability to use knowledge. Conclusion： Teaching of Python based on BOPPPS is effective and worth popularizing.

Keywords： Python; BOPPPS model; participatory learning; medical science

引言

隨著全國高等學校大學計算機課程教學改革的推進，國內(nèi)高校逐步開設了Python語言相關課程，成為教學改革熱點[1]。相比其它語言，Python具有語法簡潔、編程高效、開源開放等顯著優(yōu)勢[1]，特別適合于利用計算機解決問題的群體，對計算機和醫(yī)學類專業(yè)學生均適用[2]，成為美國大學最受歡迎的程序設計語言之一。2020年1月最新的TIOBE排行榜顯示[3]，Python的熱門程度已排名第三，僅次于Java和C。然而，在我國，Python教學改革起步不久，師資、教材體系建設等均面臨嚴峻挑戰(zhàn)。如何上好這門課，采用什么樣的教學模式，更是成為教學工作者需要思考的問題。尤其對醫(yī)學類專業(yè)學生，如何激發(fā)學生的學習熱情，達到良好的教學效果是本門課的一個教學難點。

BOPPPS教學模型是加拿大等北美高校教師廣泛推行的一種教學理論模型[4-5]。BOPPPS包括引入（Bridg

e-in）、目標（Outcome或Objective）、前測（Pre-assessmen

t）、參與式學習（Participatory Learning）、后測（Post-assessment）、總結(jié)（Summary）六大要素，BOPPPS是六要素的首字母縮寫。該模型簡單、易理解，可操作性強，已經(jīng)在《思想政治》《臨床實踐》《Java程序設計》《計算機網(wǎng)絡》《有機化學實驗教學》《MOOC教學設計》等教學實踐中得到驗證[6-11]。本文作者于2017年有幸接受了國防科技大學計算機學院有關該模型的培訓和微課堂訓練，充分認識到該模型的先進性和有效性。教師結(jié)合微課堂訓練可在短時間內(nèi)達到形似，長期訓練再力求神似，對新老教師均可帶來教學技能的有效提升。Python語言作為計算機課程教學改革的新生力量和重要方向，BOPPPS模型是否適用以及效果如何，本文對此展開探討。

一、BOPPPS教學模型在我國的研究現(xiàn)狀分析

通過中國知網(wǎng)、萬方等數(shù)據(jù)庫查詢，我國本世紀10年代才出現(xiàn)BOPPPS模型的相關報道。以中國知網(wǎng)為例，截止2019年，以BOPPPS為主題的相關文章有470篇，歷年發(fā)文量見圖1。其中，最早的一篇為2010年基于BOPPPS和SIOP模型構(gòu)建大學英語課堂評價和監(jiān)控指標體系的討論[12]。2014起文章逐漸增多，2019年呈現(xiàn)頂噴態(tài)勢，共354篇。對這些文章的學科分布進行統(tǒng)計可知（圖2），BOPPPS模型的研究一半以上集中于高等教育、醫(yī)學教育與醫(yī)學邊緣學科及計算機類學科，充分說明BOPPPS模型對計算機類學科的適用性;對上述文章的關鍵詞統(tǒng)計結(jié)果如圖3所示，大多都是對模型本身的分析和在教學設計、教學改革方面的探討，與BOPPPS模型有關的應用和教學實踐比較分散，在Python教學中的應用還未見報道。

二、BOPPPS教學模型在醫(yī)學類專業(yè)Python教學中的適用性

（一）BOPPPS的理論框架和特色

面對“課堂授課無法激發(fā)學生好奇心”“學生不知道學后有什么收獲”“花時間講授學生已懂的知識”“課堂互動性差”“學生不知道知識如何用于實際”等常見的教學問題，BOPPPS模型均提出了相應的理論框架和策略。BOPPPS模型的六大要素均圍繞學生設計，“引入”時注重新穎性和趣味性，抓住學生眼球，充分調(diào)動學生的學習興趣和求知欲;教學“目標”更加具體，學生看后不會云里霧里，目標感更強，有利于評價和量化學生的學習效果;通過設計“前測”環(huán)節(jié)了解學生的知識背景，從而適時調(diào)整授課內(nèi)容和時間分配;鼓勵學生進行參與式學習，加強師生互動，幫助學生更好的理解和掌握所學的內(nèi)容;“后測”環(huán)節(jié)可衡量學生對知識的掌握程度，拓展應用視野;“總結(jié)”旨在整理并回顧授課內(nèi)容，進一步鞏固學習目標。

BOPPPS模型的理論框架具有鮮明的特色，首先其采用模塊化設計，將整個教學過程拆分為六大模塊，分別指向六大要素，這樣做的好處是使教學思路非常清晰，可操作性強，每一模塊都可以開展針對性的設計和訓練，從而更好的解決以上常見的教學問題。六大模塊又是圍繞教學“目標”開展，形成有機整體。其次

BOPPPS模型堅持以學生為中心，注重參與式學習和學生反饋。為實現(xiàn)有效教學，充分發(fā)揮學生的主觀能動性，注重師生互動，根據(jù)課堂內(nèi)容可設計個體參與、團隊參與等多種互動方式，將整個課堂變得有趣、氣氛活躍?！扒皽y”和“后測”可及時獲取學生反饋信息，適時調(diào)整教學內(nèi)容和教學進度，同時也對教學設計提出了更高的要求。以學生為中心，充分說明該模型注重的是學生理解和掌握了多少，而不是教師單純的給學生灌輸了多少知識。

（二）BOPPPS模型與Python教學的結(jié)合

Python語言是一門應用性很強的課程，同其它程序設計語言類似，其目的是用程序語言解決實際問題和開發(fā)各種應用程序。在我校，Python語言是作為大學計算機基礎課程（簡稱大基，是臨床醫(yī)學等醫(yī)學類專業(yè)學生的公共課）的部分章節(jié)，于2017年秋季學期首次引入的。隨著軍隊院校大學計算機基礎課程的改革，我校原來的大基由兩個學期濃縮為一個學期，同時其中的VB程序設計語言被Python語言代替，目的是利用Python的優(yōu)點，一方面培養(yǎng)學生的計算思維，解決實際問題;另一方面利用Python更好的理解大基相關的基礎知識。

首次開課面臨的困難很多，包括案例/課件/試題短缺，教材選用缺少經(jīng)驗，課時短，知識點繁雜、抽象，不容易理解等，再加上醫(yī)藥院校學生大多程序設計基礎比較薄弱，水平參差不齊，給整個Python教學帶來挑戰(zhàn)。在這種情況下，為了保證教學進度，Python課堂很容易變成知識點的羅列，教師照本宣科，學生無精打采，課堂一潭死水，教學目標難以達到。

為了避免以上問題，考慮到BOPPPS模型的先進性、Python的實用性和本科生學習特點，我們在教學中采用了BOPPPS模型，以學生為中心設計教學環(huán)節(jié)，注重教學的有效性，培養(yǎng)學生計算思維和邏輯思維。因為Python是為了解決實際問題的，因此較容易以醫(yī)學或者計算機領域的問題或者故事作為引入，引發(fā)學生學習興趣。將Python知識點和應用具體化，給學生明確的目標，符合本科生教學特點，可消除學生的焦慮感，將努力落在實處。通過前測和后測環(huán)節(jié)不斷的獲取教學反饋，適時調(diào)整教學內(nèi)容、進度和教學目標，雖然可能會影響課堂的教學進度，但是學生基礎會比較牢固，為課后的自學打下基礎，這也符合本科生教學規(guī)律。參與式學習更是符合本科生年輕、思維敏捷、有活力、認同感和參與感強的特點，通過設計一些討論、提問、測試等環(huán)節(jié)，將Python課堂變成以老師為主導、學生為主體的互動性課堂，引導學生自主思考，總結(jié)歸納并運用知識解決實際問題，達到Python語言的學習目的。

三、BOPPPS教學模型在醫(yī)學類專業(yè)Python教學中的應用舉例

由于面向?qū)ο蟪绦蛟O計（OOP）是Python教學的一個難點，類和對象的概念非常抽象，學生較難理解，因此我們設計了多個案例幫助學生理解概念，拓展思路，并請學生參與到學習過程之中，取得了較好的效果。本文以其中一個案例講解為例，介紹BOPPPS在醫(yī)學類專業(yè)Python教學的實踐。

為了兼顧Python在大學計算機基礎課程中的兩個目標，我們參考了李暾老師的模擬圖靈機案例[13]，一方面讓學生了解計算機的發(fā)展歷程和計算機核心概念，另一方面訓練OOP的編程思想。為了便于理解，我們將問題簡化為：用計算機如何求一個二進制數(shù)的反碼，并利用OOP編程實現(xiàn)？按照BOPPPS模型對模擬圖靈機案例設計如下（見表1）：

1. Brige-in（“引入”）：引入時要能吸引學生的注意力，讓學生專注于教學內(nèi)容，引發(fā)學生思考。常用的方法有提問題、講故事、放視頻、承上啟下的開場白等，我們介紹了圖靈的傳奇經(jīng)歷和主要貢獻，包括二戰(zhàn)時破譯德軍密碼機、發(fā)明圖靈機理論模型等，點出現(xiàn)在的計算機都是在圖靈機的基礎上發(fā)展起來的，提出計算機硬件如何完成計算的問題。此階段同學們聽的非常認真，表情很專注，帶著極大的興趣。

2. Objective（“目標”）：目標設置可從認知、技能、態(tài)度等層次展開，盡量可衡量、可觀測，少用了解、理解、掌握等詞。我們由以上引入，點出本節(jié)課要以模擬圖靈機為例，介紹通過OOP編程讓計算機實現(xiàn)簡單運算的邏輯，簡要點出本節(jié)課的教學目標為能舉例說出類的封裝含義和成員方法的使用方法;能夠?qū)唵螁栴}進行OOP設計和實現(xiàn)。

3. Pre-assessment（“前測”）：前測可通過提問、調(diào)查問卷、做選擇題等進行，目的是了解學生對上節(jié)課內(nèi)容的掌握情況，及學習本節(jié)課的背景知識是否夠用，如果夠用，則順利講解下面的內(nèi)容，否則要對背景知識介紹，再開始正式的教學內(nèi)容。我們通過抽樣提問幾個OOP知識點，包括舉例說明類和對象分別是什么，類支持哪些操作，舉例說出類有哪些特點等，了解學生對基本概念的掌握程度。發(fā)現(xiàn)個別同學掌握的不好。提問后老師對某些問題重新進行了講解，以幫助那些掌握不好的同學跟上教學進度。

4. Participatory Learning（“參與式學習”）：參與式學習是BOPPPS模型的核心，其充分體現(xiàn)了以學生為中心的理念，通過精心的教學設計，鼓勵學生參與到課堂中，在充分的課堂參與中達到教學目標。常用的方法有個體參與（如提問、課堂練習等）和團隊參與（如分組討論、角色扮演、頭腦風暴、辯論、拼圖、魚缸式教學等）。根據(jù)課堂規(guī)模和內(nèi)容特點選擇合適的參與式學習方法。由于我們課堂是規(guī)模近140人的大課堂，為了便于控制課堂秩序，我們首先選擇了個體參與的方式，請一名同學在黑板上寫出某一串二進制數(shù)的反碼，其他同學觀察其書寫過程。寫完后主講老師啟發(fā)同學們思考這名同學寫的過程，從而總結(jié)出紙帶、讀寫頭、轉(zhuǎn)換規(guī)則等基本的概念。隨后請大家一起討論總結(jié)出需要的類、成員變量、成員方法等。從同學們的表情、坐姿及聲音中我們可以看出，整個課堂中大家一直在積極主動的思考，氣氛非?；钴S，達到了較好的授課效果。

5. Post-assessment（“后測”）：后測的目的在于了解學生學習成效及檢驗教學目標是否達到。通?？刹捎眠x擇題、簡答題、分析題及讓學生寫心得體會等方式進行。由于課堂時間較短，我們在課堂出了一些有關類的應用的測試題，并請同學們補充代碼來檢驗學習效果，抽取前后不同位置的同學進行回答，發(fā)現(xiàn)被抽中的同學均能正確說出答案，我們認為大部分同學通過對本案例的學習已經(jīng)掌握了簡單的類和對象的構(gòu)造方法，可以對所學知識進行運用。

6. Summary（“總結(jié)”）：總結(jié)部分比較簡單，通常是總結(jié)本節(jié)課內(nèi)容，回顧教學目標，引導學生進行反思。本環(huán)節(jié)可以鼓勵同學們一起進行。在這里我們結(jié)合模擬圖靈機案例對OOP的知識點又重新回顧了一下，并請同學們思考如何分析問題和設計OOP，分享學到了什么。

四、結(jié)束語

使用BOPPPS對醫(yī)學類專業(yè)Python教學進行設計，并在兩個班次的教學實踐表明，學生對課堂的參與度提高了，能夠積極的進行課堂思考，對知識點理解和掌握的非常好。課下和同學們交流得知，學生非常認可這種教學模式，表示希望能更多的參與到教學活動中。

BOPPPS 模型以學生為中心，注重學生學到了多少，而不是教師講授了多少，并從學生的反饋中了解學生的掌握程度，更好的指導教學實踐，在醫(yī)學類專業(yè)Python教學中達到了很好的效果，值得大力推廣。值得一提的是，BOPPPS模型的六大要素并非一定是獨立進行，順序也可有所調(diào)整，例如引入、目標、前測可放在一起，目標和引入可交換順序，后測和總結(jié)可一起進行等，只要能達到教學目標和好的教學效果，基于BOPPPS模型的一個好的教學設計才是最重要的。

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[13]李暾，毛曉光，陳躍新，等.大學計算機基礎（第2版）[M].北京：清華大學出版社，2017.

*基金項目：國家自然科學基金青年項目“面向肺癌篩查的低劑量CT成像：基于投影篩選與CT圖像庫學習的精準重建”（編號：11805274）;陜西省自然科學基金“基于X射線激發(fā)光學快速成像技術的深部腫瘤診斷研究”（編號：2020SF208）

作者簡介：劉天帥（1991-），男，漢族，山東濟寧人，博士，講師，研究方向：大學計算機基礎課程教學、X射線成像、多模態(tài)成像技術。

*通訊作者：戎軍艷（1981-），女，漢族，河北正定人，博士，副教授，研究方向：大學計算機基礎課程教學、X射線成像、CT成像。