基于BOPPPS模型的物联网综合实训教学设计
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摘要：物联网实训课程多采用项目教学和任务驱动，学生学习动力不足。针对高等院校物联网实训课程的教学现状和特点，基于现有物联网实训平台，在教学设计中引入BOPPPS教学模式。以“环境监测模块”项目为例，阐述BOPPPS模型的具体实施过程，并在参与式学习和后测环节，结合敏捷开发模式，模拟企业开发流程。实践证明，BOPPPS模型应用于物联网综合实训课程教学，有利于教师设计可行的教学活动、及时得到学生反馈和提高教学水平，同时学生课堂参与度较高，注重培养学生的逻辑思维能力和自主探究能力。
关键词：物联网;BOPPPS模型：教学设计;敏捷开发
中图分类号：TP311
文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2020）03-0278-02
《物联网综合应用实训》是高职物联网应用技术专业中核心课，综合软硬件知识，实现完整的物联网应用[1]。现在的物联网实训类课程多采用项目化教学，由任务驱动。由于学生并未接触过实际的物联网系统应用，理解性较差，缺乏动力，导致学习积极性低。
本文针对现有物联网实训课程中存在的问题，引入BOPPPS教学模式，探索基于BOPPPS模型的物联网综合应用实训教学设计。在参与式学习环节，基于敏捷开发模式，模拟企业环境，引导学生自行查找解决方案，注重培养学生的逻辑思维能力、自主探究能力和团队协作能力。
1 BOPPPS教学模型简介
BOPPPS模型起源北美地区，近年来成为北美高校所推崇的一种教学模型，教师可以进行有效的教学设计。BOPPPS模型将整个教学过程分为六个阶段（模型六要素）：Bridge-in（导入）、Objective（目标）、Pre-Assessment（前测）、Participatory Learn-ing（参与式教学活动）、Post-Assessment（后测）、Summary（总结）[2]。表l给出了BOPPPS模型的基本要素及作用[3]。
BOPPPS模型特别强调学生全方位参与式学习和师生之间的教学反馈机制，体现了“以教师为主导，以学生为主体”的教育理念[4]。在课堂教学中，教师关注的重点是学生“学到了什么”，而不是教师“教了什么”;在教学方法上，借鉴BOPPPS模型，强调学生全方位参与学习，充分利用多种信息化手段，使学生能深刻地掌握所学知识与技能。
2 BOPPPS模型在物联网综合实训课程中的应用
本文以《物联网综合应用实训》课程中的“环境监测模块”项目为例，阐述如何基于BOPPPS模型进行课程的教学设计。
2.1 导入（Bridge-in）
设计了智能家居中的“环境监测模块”项目，用实际项目引出教学内容，通过视频导入激发学生的学习兴趣。环境监测模块主要有温度与湿度的传感数值，传感数值是由物联网实训平台中的网关获取得来的，勾选“保存采集数据”，温度与湿度的传感数值才会保存到数据库中，并且可以按日期查询温度和湿度。物联网实训平台以网关为枢纽，衔接嵌入式无线模块进行数据采集及控制，并将数据通过SDK传递给上位机或移动终端，从而完成整个物联网应用。
2.2 学习目标（Objective）
学习目标是学生学习的目标，也是教师教学的目标。设计学习目标需要关注学生在教学结束前，应该能在什么条件下理解、思考、判断或操作哪些内容，达到哪种程度f认知、技能、态度等）。“环境监测模块”项目的学习目标包括以下几点：
1）学生能够熟练使用Visual Studio、SQL Server等软件开发平台;
2）学生能够完成“环境监测模块”代码的正确编写;
3）在工程实践中，学生可以根据实际问题，正确进行需求分析、概要设计、详细设计、代码实现、功能测试等。
2.3 前测（Pre-Assessment）
确定学习目标之后，依托职教云课堂，教师通过在线问卷调查的方式进行前测，教师根据学生的学习情况优化教学策略。在前测部分，我们需考查学生以下三方面的知识水平：
1）熟练掌握界面的布局和基本控件的使用;
2）熟練掌握数据库操作开发功能;
3）使用.NET Framework中提供的SerialPort类实现串口数据通信。
通过这些知识，体现了前后知识的关联关系，也便于教师决定在授课时，是否需要强化界面设计、数据库操作、1/0操作等相关内容。
2.4 参与式学习（Participatory Learning）
参与式教学是BOPPPS模型的重要环节，强调了“以教师为主导，以学生为主体”的教学理念，突出学生主体地位;以“项目教学”“任务驱动”的教学模式为依托，灵活采用分组教学、讨论教学等教学手段实施教学。通过一系列设计过的学习项目，帮助学生达到先前订立的学习目标。
敏捷开发在大量IT公司中得到应用，将敏捷开发引入课堂中，由任课教师担任产品负责人（PO），开发团队的规模是3人一组。由产品负责人公布“环境监测模块”的企业需求，由开发团队共同完成需求分析、环境搭建、代码编写、功能测试等工作，学生真实体验IT企业开发真实流程。在课堂教学中，教师转变成产品负责人，如果学生出现问题，引导学生自行通过云故障库或网络查找解决方案，注重培养学生的逻辑思维能力和自主探究能力。教师应该关注小组开发过程，对参与式学习过程中学生付出的努力和成绩给予肯定。
2.5 后测（Post-Assessment）
与学习目标呼应，检验学生是否已经掌握教学内容，充分达成设定的学习目标。在本例中，呼应导人的“环境监测模块”的需求，在评审会议上以小组为单位演示本团队的完成的任务，由产品负责人（即任课教师）检视是否合格。从需求分析、界面设计、功能设计、代码实现、功能测试等不同方面，由教师和学生共同选出最优方案。通过后测环节，整个课堂教学前后呼应，强化了课堂教学的整体性。 2.6 总结（Summary）
总结阶段让学生有机会简短回顾教学内容，并再次加深和整合。由最优解决方案的团队总结发言，介绍设计思路和关键代码。各开发团队总结经验教训，提出进一步措施，并且在下一阶段改进。由任课教师进行点评，并请学生将发现的问题和解决方案更新至云故障库。
3 教学效果
我们在高职物联网专业第五学期课程《物联网综合应用实训》引入BOPPPS教学模式，《物联网综合应用实训》主要考查学生的动手实践能力。物联网专业有四个班共124人，实践证明，使用BOPPPS模型进行教学设计，教学效果明显，获得学生较高的评价。学生在参与式教学过程中，逐渐培养学生的自主探究能力，完成从知识堆砌型向高技术技能型人员的转变[5]。学生对《物联网综合应用实训》课程的教学评价为98.52分。其中，有97. 89%的学生认为教学“因材施教，能激发学生兴趣，注意学生个性发展”，98.54%的学生认为“课堂气氛活跃，能引导、启发学生逻辑思维”，97.15%的学生认为教学“能综合运用多种信息化教学手段，激发学生的兴趣”。98.37%的学生认为“学生能初步运用所学知识解决实际问题”。
4 结束语
依据“以学生为中心”的教育理念，针对物联网专业课程中存在的问题，将BOPPPS教学模型应用到物联网实训教学中，取得较好的教学效果。实践证明，在物联网综合应用实训课程中，通过BOPPPS教学模型，能增强教师与学生之间、学生与学生之间在课堂教学的有效互动，使学生得到全面的发展。教师可根据BOPPPS模型的六要素，规范教学流程，设计可行的教学活动，注重学生的课堂参与度，及时进行师生间反馈，根据及时反馈不断提高其教学水平。
参考文献：
[1]顾家铭，基于技能大赛的《物联网综合应用实训》课程改革[J].電脑知识与技术，2018，14（16）：160-161.
[2]张所娟，廖湘琳，余晓晗，等.BOPPPS模型框架下的翻转课堂教学设计[J].计算机教育，2017（1）：18-22.
[3]陈卫卫，鲍爱华，李清，等.基于BOPPPS模型和问题驱动教学法培养计算思维的教学设计[J]工业和信息化教育，2014，（6）：8-11.18.
[4]沈昕，杨慧敏，文学明，等.BOPPPS教学模式结合基于案例学习教学方法在临床医学概论课程教学中的应用[J]中华医学教育杂志，2019，39（5）：362-366.
[5]梁艳，陈赣浪，丁美荣.基于BOPPPS模型的计算机网络课程教学研究[J].教育现代化，2018，5（49）：261-263.
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