OBE模式下BOPPPS模组在工程类课程教学中的应用

来源:用户上传      作者:

　　[摘要]在多年教学实践的基础上，依据车辆工程专业培养目标，结合汽车电子与控制课程的特点，以汽车电控对象为研究对象，构建基于项目式的适合车辆工程专业的BOPPPS模组教学模式。教学以学生为中心，以学习成果为目标，培养了学生的自主学习能力、创新意识和创新能力，达到成果导向教育（OBE）的目标，培养了满足车辆工程需要的应用型工程技术人才。
　　[关键词]OBE;BOPPPS模组;教学模式;汽车电子与控制
　　[中图分类号]U46-4;G642.0[文献标识码]A[文章编号]2095-3437（2020） 02-0090-05
　　一、引言
　　工程教育是我国高等教育的重要组成部分。当前工程教育改革的核心就是要确保工科毕业生达到行业认可的既定质量标准要求，并以此作为培养目标和毕业要求进行逆向式本科教育。为满足此要求，需要进行OBE教学模式改革。
　　汽车电子与控制是我校车辆工程专业必修的一门重要的专业技术课程，集理论与实践于一体，目标是要把学生培养成能胜任电控系统构建、控制对象分析及改进的应用型人才。课程涉及的前序课程较多，理论算法抽象，物理概念众多，还需学生具备单片机的编程能力。如何设置教学内容、方法，避免课堂呆板沉闷，提高学生的课程达成度，让学生掌握汽车电子控制系统的开发流程，具备简单汽车电子控制系统的开发能力，为以后学生从事汽车设计、试验、研究等工作打下稳固的基础，这对课程的设计来说是一项具有挑战性的任务。
　　BOPPPS是北美高校推崇的一种教学模型，强调学生全方位参与式学习而不只是听讲，教师也要及时获得学生的反馈信息，以调整后续的教学活动。教学过程分为导人（Bridge-in）、目标（Objective）、预评价（Pre-as-sessment）、参与式学习（Participatory Learning）、后评价（Post-assessment）和總结（Summarv）六个环节。与传统课堂教学相比，BOPPPS模组着重强调教学效果（教学达到预期的效果）、效率（教学效果与教学投入比值高）和效益（教学能够达到学生的需求），突出参与式学习的重要性，提升学生学习的自我效能感。
　　二、汽车电子与控制课程目标及内容优化
　　成果导向教育也叫能力导向教育，其要求学生在掌握课程基本知识点的基础上，通过实践环节锻炼实际动手能力。BOPPPS模组强调学生参与式学习在教学活动巾的重要作用，教育思想从知识传授型向培养能力型转变。汽车电子与控制课程内容着重讲解汽车电控对象仿真、分析及改进的基础知识、基本概念，并兼顾汽车新型电控系统应用领域的前沿知识，力求以有效知识为主体，构建支持学生终身学习的知识基础和能力基础。在课程层面上，就知识体系而言，其重在使学生掌握汽车控制系统基本构成、系统控制的理论基础，能利用C语言编写基于飞思卡尔单片机的简单的汽车电子控制程序的基本知识。就能力培养而言，其要求学生具有修正汽车电控系统参数、改进系统动态性能、简单汽车电子控制系统的开发能力。就素质培养而言，其重在培养学生的自主学习能力、创新意识和创新能力，引导学生勤思考、能动手、善于与人交流的能力，从而使学生自主建立不断演进的知识体系。
　　基于OBE理念，为配合毕业要求，我们对汽车电子与控制课程目标进行了优化设定，如表1所示。
　　为培养学生的C语言应用能力、电控系统的分析和改进能力、自动电控系统的开发和创新能力以及学生解决问题的能力等可迁移的关键能力，笔者团队采用了项目式教学。所有教学内容要以项目为单位来编排，将大量知识点融入具体的项目之巾，如图1所示。笔者把科研的内容引入课堂，并且不是简单地举例，而是从任务分析、设计思路、模块划分、关键环节解析等方面，按项目过程进行剖析，让学生了解项目开发的基本思路和注意事项。
　　为培养满足当今汽车行业需要的车辆工程、汽车服务工程专业学生，笔者所在团队建立了“项目引导+任务驱动”的专业课程体系，以汽车为依托，以电控系统为主线，将课程内容分解成系统建模、连续系统特性分析、离散系统特性分析、系统改进、控制策略、电控系统程序生成共六个项目组织教学内容，将项目分解若干子任务，实现了项目性教学开发，重点介绍电子控制在汽车上的应用，并引入工程实际案例，做到了以锻炼实践能力为目的的理论教学与实践教学的深度融合，培养了学生分析问题、解决问题和实际动手能力。在绪论课中，通过工程实例使学生对学习本门课程产生强烈的兴趣。在讲解每一章节内容之前都让学生明确学习这部分内容的目标，以及在工程实际巾的应用情况;不断给学生提出新问题，同时引导学生白己提出问题，让学生带着问题听课;启发诱导学生独立思维、寻求正确答案，努力使学生做到举一反三，灵活应用，锻炼学生的分析能力和创新精神。
　　三、基于BOPPPS模组的课程策略分析
　　BOPPPS模组强调学生的全方位参与和及时的反馈与评估，通过参与，调动学生的学习积极性和主动性，进一步提高教学效果。本文基于BOPPPS的理念和方法，将其融人汽车电子与控制的课程巾，进行一些初步探索和尝试，列举如下。
　　（一）导入阶段，抓人眼球
　　良好的开端是成功的一半。课程设置导入环节的目的在于吸引学生的注意力，增加学生的学习兴趣，促使学生关注即将开始的教学内容。导入方式可以是多种多样的，一个实际案例、最近的新闻时事、有趣的活动等，可以根据课程内容的不同灵活使用。比如在绪论课，引入一个启动驾驶案例，以动画形式介绍汽车电控系统的重要性，并留下一个问题：怎样才能实现自动驾驶？同时告诉学生等学完本课程后，就能解答该问题，以此激发学生的学习兴趣，让学生带着问题进入课程学习。模糊控制一节课，一开始引入人手动调水阀、调节水温，让学生理解什么是模糊控制。快速代码生成一节，介绍当今汽车行业研发技术，让学生了解快速代码生成技术的必要性。
　　（二）目标阶段，目的明确 　　教师用精练的语言阐明教学目标，即对象（who）、将学到什么或做到什么（Will do what）、在什么情况下（un-derWhat condition）、学到什么程度（hoWWell）。BOPPPS模组将课程目标分为记忆、理解、应用、创造、评鉴、分析六个层次。一般来说，目标设置得越具体、越量化，就越方便对学习效果进行评估。很多学生在考试完了依然在问：“这门课有什么用，这门课在讲什么？”造成此现象的原因在于教学目标不明确。教师在上一门课的时候首先要讲明该课程的“输入”和“输出”，该课程是解决什么问题的，并尽量精简语言，用尽量少的语言总结各章的知识点。比如，项目l知识点总结为：系统传递函数闭环极点与虚轴之间关系影响系统稳定性;项目4知识点总结为：输入量与输出的偏差经过特定计算后作为控制量影响系统动态性能，控制量过大系统不稳定，控制量过小效果不明显。总结知识点，把书讲“薄”。讲解课程主要内容，而不必面面俱到。非重点内容让学生自己课后学习。学生课堂上掌握基本知识点，课下思考，在深入理解知识点的基础上随着知识面的扩充白己把书读“厚”。
　　（三）前测阶段，了解基础
　　在正式授课之前了解学生的基础知识和前导知识的掌握情况，进而调整授课的内容和深度，做到因材施教。可采用选择、表决、提问、问卷、小测验、讨论等多种形式。问题设置应有代表性，可以是往届学生的共性问题、容易混淆的错误、开放性的题目，这样能使这节课的目标更明确、学生的学习兴趣更浓，让学生带着思考深入学习。比如，在讲解系统频率特性时，先让学生选择信号在传递过程巾改变的是频率、幅值，还是相位，因为这是大多数学生容易混淆的地方;在讲解传递函数时，利用小测验评测学生对拉斯变换的掌握程度，如果学生基础较好，则直接应用拉斯变换，经过数学变换，引出传递函数概念;如果学生基础较差，则花点时间讲解拉斯变换由来及推导过程。
　　（四）参与式学习阶段，让更多学生参与
　　为了让学生能深入思考，强化印象，应采取多种形式的师生互动、学生互动。教师上课时随时提问，并稍微停顿，让学生思考、回答问题，或者提出深入思考的問题，让学生进行小组讨论、情景模拟，即采用各种合理的教学策略来创造一个轻松活泼的学习环境，鼓励更多的学生主动参与到教学环节，以适应多样化的教学目标。部分内容比较难以理解，这时可以让学生课前观看教师提供的微课视频。微课视频要能吸引学生，视频要能对知识体系进行合理梳理，化繁为简，力争把主要知识点讲解透彻。在组织课堂活动时需要做到知识内化，采用尽可能丰富多彩的形式，引导学生发现问题、分析问题、研究问题、解决问题、总结问题。为真正做到以学生为主体，锻炼学生的自主学习能力、创新意识和创新能力，为使讨论效果达到最佳，教师应根据教学目的，提出讨论题目和具体要求，指导学生通过图书馆、互联网等方式搜集有关资料，撰写项目小论文，准备汇报PPT。进行讨论时，教师应鼓励他们各抒己见，引导他们由浅入深，做到尽可能深入问题实质。如果学生没有思路，鼓励他们多和教师、同学交流，听听他们的意见。由于学生多为车辆工程专业，教师所设计的讨论题目应与汽车新技术紧密相连，如自动驾驶模式下传感器的选择;PID参数的调节。不同教学方式的应用如表2所示。
　　传统教学模式下的试验多为验证性试验，为提升学生兴趣，教师可以在课堂上指导学生完成验证性试验，紧接着组织学生分析试验数据，并讨论试验的改进方案。设计性试验由学生在试验课完成。
　　（五）后测阶段，目标考核
　　在课程即将结束时，对学生进行评估，考查学生是否达到教学目标，这称为后测。相比课后作业，后测对课堂学习效果的评测更为及时。知识理解型的内容可采用选择题或简答题进行测评，应用分析型的内容可以采用简答题进行考核，测评本身并不是课堂学习的目的，其目的在于促进教学过程的改进与完善，这对于教学目标达成度的评价至关重要。后测与前测对应，效果会更佳。比如，系统时域性能一节，前测时，让学生先考虑如何衡量系统动态性能;后测时，让学生利用所讲内容进行解释。
　　（六）总结阶段，承前启后
　　课程最后，总结课堂内容、安排延伸学习（课后作业、课外阅读），预告下次课的教学内容并对下一次课堂教学所需要准备的工作提出要求，这既是对本次讲课内容的小结，也是下次课内容的引言。这个环节多由教师讲述，教师也可引导学生完成。为不打击学生的积极性，应以表扬和鼓励学生为主。
　　四、基于BOPPPS模组的教学设计
　　（一）课内、课外并重，与翻转课堂结合
　　BOPPPS理论的核心强调反馈的重要性，参与式学习的本质是学生实时向教师反馈知识的掌握情况。如果内容较多，时间不够，就需要进行教学的外延。课堂结束并不代表课程结束，要与翻转课堂灵活结合。在OBE模中，学生是主体，学生对课程、教师的满意度极其重要，而且对改善教学效果、调整教学过程等也有重要价值。学生在课程过程巾及课程结束后通过面对面、短信、留言、微博、0Q、微信、微助教等各种方式将对课程的意见、建议以及在学习巾存在的困难等信息反馈给教师，提出白己关于相关思考题的意见与看法，共享学习心得、进行相互交流，教师在线辅导，解答学生提出的问题，引导学生思考、学习。学生可通过课程巾心平台对每节课及课程总体情况进行投票、反馈。教师依次及时反思教学过程巾所存在的问题，改进教学方式，并欢迎往届学生再回课堂，检查教学改进效果，充分体现BOPPPS提升学生主动性的优势。笔者所在学校搭建了师生交流的平台——课程中心，课程巾心的应用大大提高了交流效率，增加了学生参与教学交流的粘合度，充分体现了翻转课堂倡导提升学生积极性的优势。
　　（二）灵活应用，避免教学形式化
　　BOPPPS模组六个环节并不是固定不变的，由于课时、内容等原因，每个知识点均完整地采用BOPPPS模组巾的六个环节也是不现实的。在实际教学设计过程巾，可根据实际进行灵活调整，不一定每节课都要覆盖全部环节，也不一定要严格按照BOPPPS模组顺序进行。达到教学目标、提高教学效果才是BOPPPS模组的目的。比如，在系统改进一节，一开始，教师向学生提出一个问题“系统改进的本质是修改什么”，就将导人和前测合二为一。在参与式学习环节，切忌参与式活动流于形式，学生表面上参与了，但脑子没参与，少数学生参与了，大多数学生在干别的。这时，教师可以考虑点名回答，回答正确加分;如果多次被点名，都不会也要扣分。小组讨论或小组汇报时，让学生自己给同组同学根据参与度打分，并给出理由，加上教师成绩作为总成绩。 　　（三）评价体系改革
　　为充分调动学生的积极性，在课程考核方式上我们也做了一些改革。建立以体现能力为核心的课程考核标准;按课程模块考核，内容包括学生的知识、技能等。在此基础上，通过考核提高学生的知识应用能力，使学生适应社会发展的要求。考核采取平时与期终考试相结合、理论与实训相结合、技能与态度相结合、开卷与闭卷相結合、笔试与操作相结合、课内与课外相结合、白评与互评相结合的方式，考核内容注重知识的理解和应用，以提高技术应用能力和创新意识为主。考核增加了平时成绩的比例。
　　五、结束语
　　课程实践教学结果表明，OBE模式下以BOPPPS模组为途径贯彻汽车电子与控制的教学活动过程中，学生的参与度大大提高，学生学会了独立思考，能通过看微课、查文献、讨论等多种形式成为学习的主体;在和谐、创新、自主的学习环境中，学生的白主学习能力、创新意识和创新能力都得到了培养，学生勤思考、能动手、善于与人交流的能力得到了锻炼，学生能自主建立不断演进的知识体系，做到学以致用，正确运用所学知识来解决实际问题。
　　[参考文献]
　　[1]李姗姗，陈立前，曹源，等.网络化操作系统课程设计及BOPPPS模型在课堂中的探索与应用[J].计算机工程与科学，2016（38）：1-6.
　　[2]牛朝晖，娄震.BOPPPS教学模式在成人教育教学设计中的应用[J].中国成人教育，2017（16）：97-99.
　　[3]王芳芳.基于翻转课堂的操作系统课程微课教学模式的构建方式[J].中国教育学刊，2015（11）：1-2.
　　[4]孟祥增，刘瑞梅，王广新.微课设计与制作的理论与实践[J].远程教育杂志，2014（6）：24-32.
　　[5]曾明星.基于MOOC的翻转课堂教学模式研究[J].中国
　　电化教育，2015（4）：102-108.
　　[责任编辑：陈明]
　　[收稿时间]2019-03-30
　　[基金项目]湖北汽车工业学院课程建设与改革项目“基于OBE理念的‘汽车电子与控制’课程改革”（JX2018026）。
　　[作者简介]樊继东（1976-），男，湖北十堰人，湖北汽车工业学院汽车工程学院副教授，主要从事汽车电子、汽车测试等相关领域研究、
转载注明来源:https://www.xzbu.com/9/view-15124140.htm