劉 英

(江西理工大學(xué) 能源與機(jī)械工程學(xué)院，江西 南昌 330000)

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)[1]是培養(yǎng)學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)技能，增強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用實(shí)踐能力的基礎(chǔ)性課程. 在新時(shí)代信息技術(shù)的沖擊下，傳統(tǒng)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)面臨著多方面的挑戰(zhàn)，其不足之處體現(xiàn)在教學(xué)方式單一、枯燥. 教師講解實(shí)驗(yàn)原理，演示實(shí)驗(yàn)步驟，學(xué)生機(jī)械式地模仿實(shí)驗(yàn)操作，抄寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，這種方式對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力以及實(shí)驗(yàn)操作能力的效果微乎其微[2]. 另一方面各個(gè)高校做實(shí)驗(yàn)的學(xué)生數(shù)量龐大，教師批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告的精力有限，導(dǎo)致教學(xué)效率低下[3]. 隨著通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，在線教育平臺(tái)正受到越來越多的關(guān)注[4-6]. 在線教育是一種新的學(xué)習(xí)模式[7-9]，可以使學(xué)習(xí)者不受時(shí)間和空間的限制，并根據(jù)自己的需要隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)，同時(shí)在線教育平臺(tái)上的在線評(píng)分系統(tǒng)能自動(dòng)記錄教學(xué)情況，在很大程度上提高教師的教學(xué)效率. 本文借助學(xué)習(xí)通在線教育平臺(tái)，結(jié)合OBE先進(jìn)的教學(xué)理念，在教學(xué)過程中采用BOPPPS教學(xué)模式[10-12]，探索互聯(lián)網(wǎng)下大學(xué)課堂自主學(xué)習(xí)的教學(xué)改革.

1 學(xué)習(xí)通在線教育平臺(tái)和BOPPPS教學(xué)模式

1.1 學(xué)習(xí)通在線教育平臺(tái)

超星學(xué)習(xí)通在線平臺(tái)是面向智能手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)終端的專業(yè)學(xué)習(xí)平臺(tái). 用戶可以在超星學(xué)習(xí)通上自助完成圖書館藏書借閱查詢、電子資源搜索下載、圖書館資訊瀏覽、課程學(xué)習(xí)，小組討論，同時(shí)，該學(xué)習(xí)平臺(tái)擁有電子圖書、報(bào)紙文章以及中外文獻(xiàn)元數(shù)據(jù)，為用戶提供方便快捷的移動(dòng)學(xué)習(xí)服務(wù).

1.2 BOPPPS教學(xué)模式

OBE(Outcomes-based education)即基于學(xué)習(xí)產(chǎn)出的教育模式，也叫成果導(dǎo)向教育，最早出現(xiàn)于美國和澳大利亞的基礎(chǔ)教育改革. 在OBE教育模式中，學(xué)生學(xué)到了什么和是否成功遠(yuǎn)比怎樣學(xué)習(xí)和什么時(shí)候?qū)W習(xí)重要. OBE關(guān)注以下5個(gè)問題：1.讓學(xué)生取得什么樣的學(xué)習(xí)成果？2.為什么要讓學(xué)生取得這樣的學(xué)習(xí)成果？3.如何有效地幫助學(xué)生取得這些學(xué)習(xí)成果？4.如何知道學(xué)生已經(jīng)取得了這些學(xué)習(xí)成果？5.如何保障學(xué)生能夠取得這些學(xué)習(xí)成果？因此對(duì)于當(dāng)前的教育模式，引入OBE教學(xué)理念，具有重要意義，通過科學(xué)設(shè)置教學(xué)內(nèi)容、方法，保證學(xué)生掌握大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)原理，熟練使用實(shí)驗(yàn)儀器，培養(yǎng)動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，并促進(jìn)學(xué)生適應(yīng)新世紀(jì)人才培養(yǎng)目標(biāo).

基于OBE教學(xué)理念，在具體課堂教學(xué)中利用BOPPPS模式來進(jìn)行. BOPPPS教學(xué)模式是由加拿大教師培訓(xùn)工作坊ISW提出的，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心的模塊化教學(xué)，該教學(xué)模式能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和課堂教學(xué)的有效性. BOPPPS教學(xué)模式主要分為6大模塊，即：導(dǎo)入(Bridge-in)、目標(biāo)(Objective)、前測(Preassessment)、參與式學(xué)習(xí)(Participatory Learning)、后測(Post-assessment)和總結(jié)(Summary ).

導(dǎo)入環(huán)節(jié)主要用來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的求知欲，通過視頻、課堂演示、生活實(shí)例等引導(dǎo)學(xué)生們進(jìn)入課堂，目標(biāo)環(huán)節(jié)是教師強(qiáng)調(diào)本實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目的，強(qiáng)調(diào)重難點(diǎn)以及達(dá)到的結(jié)果，讓學(xué)生明確本次實(shí)驗(yàn)課需要掌握的知識(shí)和期望達(dá)到的目標(biāo)任務(wù). 前測環(huán)節(jié)是了解學(xué)生提前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，以及是否掌握本次實(shí)驗(yàn)的目的、原理、方法、步驟和需要做的數(shù)據(jù)處理，從而有針對(duì)性地進(jìn)行相應(yīng)教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整. 參與式學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)注重師生互動(dòng)，教師通過問答、討論充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，使學(xué)生勤于思考，勇于創(chuàng)新. 同時(shí)教師可以及時(shí)了解學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)情況，以便對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式等做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整. 后測環(huán)節(jié)主要考察學(xué)生學(xué)習(xí)效率是否達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，比如大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中的彈性模量測定實(shí)驗(yàn)，通過檢驗(yàn)學(xué)生測量計(jì)算得到的楊氏模量值來確定學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作以及數(shù)據(jù)處理的正確性. 總結(jié)環(huán)節(jié)是對(duì)課堂教學(xué)進(jìn)行歸納梳理，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)本節(jié)課知識(shí)點(diǎn)的掌握. 6個(gè)環(huán)節(jié)既有獨(dú)立性又相互聯(lián)系、有機(jī)結(jié)合，從而更好地提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率，及大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)效率.

2 BOPPPS模式+學(xué)習(xí)通在線平臺(tái)下大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程研究與實(shí)踐

2.1 BOPPPS模式+學(xué)習(xí)通在線平臺(tái)下大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的課程設(shè)計(jì)

2.1.1 B(Bridge-in)導(dǎo)入環(huán)節(jié)

學(xué)生在手機(jī)上下載學(xué)習(xí)通APP，教師在學(xué)習(xí)通平臺(tái)上傳慕課視頻，學(xué)生通過觀看視頻做好課堂準(zhǔn)備工作，同時(shí)學(xué)生可以通過平臺(tái)進(jìn)行提問和討論.

2.1.2 O(Objective)目標(biāo)環(huán)節(jié)

教師在學(xué)習(xí)通上發(fā)布預(yù)習(xí)報(bào)告、上傳任務(wù)及對(duì)學(xué)生進(jìn)行隨機(jī)分組實(shí)驗(yàn)，旨在學(xué)生通過提前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告明確即將進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的目的、原理和方法. 隨機(jī)分組實(shí)驗(yàn)避免學(xué)生產(chǎn)生依賴性心理，讓每個(gè)學(xué)生都參與實(shí)驗(yàn).

2.1.3 P(Preassessment)前測環(huán)節(jié)

在前測環(huán)節(jié)中，學(xué)生需要觀看學(xué)習(xí)通上的緒論課講解視頻，及實(shí)驗(yàn)課介紹視頻. 學(xué)習(xí)通平臺(tái)會(huì)進(jìn)行記錄和統(tǒng)計(jì)(圖1)，教師根據(jù)統(tǒng)計(jì)情況可實(shí)時(shí)了解學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)展，并對(duì)還沒完成觀看視頻任務(wù)的學(xué)生給予提示(圖2). 在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前學(xué)生在學(xué)習(xí)通平臺(tái)上傳實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告，以避免學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室抄寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的現(xiàn)象，同時(shí)教師可以在學(xué)習(xí)通上對(duì)學(xué)生上傳的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告打分(圖3)，了解學(xué)生對(duì)該實(shí)驗(yàn)的掌握程度，以便于在后續(xù)課堂教學(xué)中能夠適當(dāng)調(diào)整課堂內(nèi)容及教學(xué)方法.

圖1 班級(jí)學(xué)習(xí)內(nèi)容統(tǒng)計(jì)表

圖2 學(xué)生視頻學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)表

圖3 實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告批閱

2.1.4 P(Participatory Learning)參與式學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)

實(shí)驗(yàn)操作前教師先對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行講解，在講解過程中充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位，通過問答、討論等方式充分調(diào)動(dòng)學(xué)生思考問題的能力，讓學(xué)生通過課堂的學(xué)習(xí)掌握專業(yè)知識(shí)，并培養(yǎng)學(xué)生各方面的能力. 實(shí)驗(yàn)操作過程中，讓學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，根據(jù)學(xué)生所掌握的知識(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)儀器調(diào)節(jié)、實(shí)驗(yàn)步驟操作以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄.

2.1.5 P(Post-assessment)后測環(huán)節(jié)

后測環(huán)節(jié)是學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計(jì)算實(shí)驗(yàn)值與理論值的誤差，分析結(jié)果的不確定度，最后在學(xué)習(xí)通上上傳數(shù)據(jù)處理部分，教師根據(jù)學(xué)生上傳的數(shù)據(jù)處理結(jié)果進(jìn)行評(píng)分(圖4).

圖4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理結(jié)果批閱

2.1.6 S(Summary )總結(jié)環(huán)節(jié)

總結(jié)環(huán)節(jié)要求學(xué)生上傳全部實(shí)驗(yàn)報(bào)告，每個(gè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告需要包括實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、數(shù)據(jù)處理結(jié)果、思考與討論. 此時(shí)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)大致掌握，同時(shí)也收獲了專業(yè)知識(shí)和提高了實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，課堂教學(xué)效果顯著提升.

2.2 BOPPPS模式下學(xué)習(xí)通在線平臺(tái)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程考核

在線教育平臺(tái)的發(fā)展減少了教師統(tǒng)計(jì)成績的任務(wù)量，實(shí)驗(yàn)成績權(quán)重設(shè)置為：實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告占15%，簽到占5%，視頻占10%，分組任務(wù)占30%，章節(jié)測試占40%(圖5). 這樣設(shè)置既能讓學(xué)生重視課前預(yù)習(xí)，又能加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手操作技能，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分體現(xiàn)了以學(xué)生為主體的課堂教學(xué)模式.

圖5 實(shí)驗(yàn)成績權(quán)重比

3 BOPPPS模式下學(xué)習(xí)通在線平臺(tái)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)

彈性模量的測定實(shí)驗(yàn)是理工科學(xué)生必做的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，彈性模量是表征物質(zhì)材料在彈性限度內(nèi)抗拉或抗壓的物理量，是工程設(shè)計(jì)選用材料時(shí)常涉及的參數(shù)之一. 本節(jié)彈性模量的測定實(shí)驗(yàn)課將基于學(xué)習(xí)通在線平臺(tái)結(jié)合BOPPPS教學(xué)模式進(jìn)行，教學(xué)設(shè)計(jì)如圖6所示.

圖6 BOPPPS教學(xué)模式設(shè)計(jì)圖

4 BOPPPS模式下學(xué)習(xí)通在線平臺(tái)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)評(píng)估

4.1 轉(zhuǎn)變教學(xué)模式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)是教師講解理論知識(shí)，演示實(shí)驗(yàn)過程，學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這種傳授式教學(xué)過程單一而枯燥. 基于BOPPPS模式下的學(xué)習(xí)通在線平臺(tái)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程，非常重視學(xué)生的課前預(yù)習(xí)、課上參與性學(xué)習(xí)以及課后鞏固復(fù)習(xí)，讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)的重要性，同時(shí)在課堂上激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性并培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力，以達(dá)到最佳的學(xué)習(xí)效果.

4.2 改變課堂考核模式，提高教學(xué)效率

BOPPPS模式下的學(xué)習(xí)通在線平臺(tái)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課堂的成績?cè)u(píng)判都是系統(tǒng)根據(jù)成績權(quán)重比自動(dòng)統(tǒng)計(jì)的，減少了教師的教學(xué)任務(wù)量，一定程度上提高了教學(xué)效率.

4.3 優(yōu)化教學(xué)環(huán)境，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

傳統(tǒng)教學(xué)授課形式具有一定的空間局限性和時(shí)間局限性，而在線教育平臺(tái)，可以在手機(jī)、電腦、平板等設(shè)備上隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)，且內(nèi)容豐富，學(xué)生可以根據(jù)自身的學(xué)習(xí)興趣，觀看相關(guān)的教學(xué)視頻，多方面提升自身能力.

5 結(jié)束語

隨著互聯(lián)網(wǎng)+教育的發(fā)展，傳統(tǒng)教育受到以大數(shù)據(jù)、人工智能、5G技術(shù)為代表的信息技術(shù)的巨大沖擊，BOPPPS教學(xué)模式結(jié)合學(xué)習(xí)通在線平臺(tái)教學(xué)具有一定的時(shí)代性和前沿性，這種教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，全面培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力、動(dòng)手能力、團(tuán)結(jié)合作能力、自主創(chuàng)新能力以及加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)與掌握.