OBE-BOPPPS線上線下混合教學(xué)法在傳感器與檢測(cè)技術(shù)課程中的應(yīng)用

李小敏 趙艷麗

摘? 要：在OBE教學(xué)理念下，采用BOPPPS教學(xué)模式，將課程畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)與課程目標(biāo)緊密銜接，貫穿于教學(xué)的實(shí)施過(guò)程，并融合項(xiàng)目案例升華教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，構(gòu)建課前-課中-課后閉環(huán)反饋教學(xué)系統(tǒng)。課前學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)任務(wù)單進(jìn)行線上自主學(xué)習(xí)，課中師生互動(dòng)學(xué)，以教師解答問(wèn)題和學(xué)生完成訓(xùn)練任務(wù)為主，課后根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)的反饋結(jié)果進(jìn)行線上答疑解惑和實(shí)操訓(xùn)練。教學(xué)改革表明，OBE-BOPPPS線上線下教學(xué)模式有助于學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探索，實(shí)現(xiàn)了以學(xué)生為中心的主動(dòng)性的課堂教學(xué)，教學(xué)效果顯著。

關(guān)鍵詞：OBE；BOPPPS；教學(xué)改革；線上線下

中圖分類號(hào)：TP39；G434? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2023）05-0179-04

Application of OBE-BOPPPS Online and Offline Blending Learning Method in the Course of Sensor and Detection Technology

LI Xiaomin， ZHAO Yanli

（School of Electronic Information Engineering， Ningxia Institute of Science and Technology， Shizuishan? 753000， China）

Abstract： Under the OBE teaching concept， this paper adopts BOPPPS teaching mode， closely connects the index points of curriculum graduation requirements with the curriculum objectives， which runs through the implementation process of teaching， and integrates project cases to sublimate the teaching content， so as to achieve the learning achievement-oriented. And it builds a closed-loop feedback teaching system of before class， during class and after class. Before class， students learn independently online according to the learning task list. During class， teachers and students learn interactively， focusing on teachers answering questions and students completing training tasks. After class， teachers answer questions online according to the feedback results of students' learning， and students carry on practical training. The teaching reform shows that OBE-BOPPPS online and offline teaching mode is conducive to students' independent learning and exploration， and student-centered active classroom teaching is realized. The teaching effect is remarkable.

Keywords： OBE; BOPPPS; teaching reform; online and offline

0? 引? 言

“傳感器與檢測(cè)技術(shù)”是一門以傳感器應(yīng)用所需的基本技術(shù)和技能為目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力的一門專業(yè)課。在推進(jìn)新工科建設(shè)的背景下，引領(lǐng)高等教育進(jìn)行改革，實(shí)現(xiàn)探索工程教育的新模式，提高畢業(yè)生和社會(huì)人才需求的切合度[1]。因此，在新工科和信息化教學(xué)的改革下，對(duì)“傳感器與檢測(cè)技術(shù)”這門課程進(jìn)行了教學(xué)改革，提出OBE-BOPPPS教學(xué)模式，構(gòu)建出閉環(huán)反饋的教學(xué)系統(tǒng)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐工程能力，保障了教學(xué)的高質(zhì)量運(yùn)行。

1? 基于OBE-BOPPPS模式的教學(xué)理念簡(jiǎn)介

OBE[2]（Outcome-Based Education）教育理念是以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向的教育模式，通過(guò)多元化教學(xué)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成果和工程實(shí)踐能力。BOPPPS[3]教學(xué)法由導(dǎo)入（Bridge-in）、目標(biāo)/結(jié)果（Objective/Outcome）、前測(cè)（Pre-Assessment）、參與式學(xué)習(xí)（Participatory Learning）、后測(cè)（Post-Assessment）和總結(jié)（Summary）六個(gè)模塊組成，構(gòu)建了學(xué)生參與和反饋的閉環(huán)教學(xué)系統(tǒng)[4]。在OBE和BOPPPS教學(xué)模式下，傳感器與檢測(cè)技術(shù)教學(xué)實(shí)施分為四個(gè)步驟，一是明確學(xué)習(xí)成果，即讓學(xué)生清楚課程目標(biāo)與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)；二是建立課程體系，將課程體系進(jìn)行模塊分類，明確課程的課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)習(xí)能力之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系；三是構(gòu)思教學(xué)設(shè)計(jì)，從課前、課中、課后三個(gè)維度出發(fā)，強(qiáng)調(diào)教學(xué)過(guò)程的輸出和學(xué)生知識(shí)的內(nèi)化；四是反饋課程質(zhì)量，建立閉環(huán)的教學(xué)反饋系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)課程的高質(zhì)量發(fā)展。在OBE-BOPPPS的教學(xué)模式，課前采用精講和獨(dú)學(xué)，表現(xiàn)為學(xué)生在線上完成；課中采用BOPPPS模式，是線上線下的混合式教學(xué)；課后在項(xiàng)目式的導(dǎo)學(xué)任務(wù)下，進(jìn)行線下的電子制作實(shí)踐操作和線上的討論答疑活動(dòng)。

2? 基于OBE-BOPPPS模式的教學(xué)改革研究

2.1? 課程設(shè)計(jì)思路

在OBE-BOPPPS教學(xué)模式下，將傳感器與檢測(cè)技術(shù)課程的學(xué)習(xí)成果劃分為知識(shí)、能力、素質(zhì)三大類成果[5]，具體如圖1所示。因此，在課程的改革中，重點(diǎn)構(gòu)建師生彼此互動(dòng)的活躍的課堂架構(gòu)，以學(xué)生為本，將教師教為主逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生的自主學(xué)習(xí)為主，以提高課程的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)出效果為宗旨。

課前，學(xué)生通過(guò)云班課+慕課平臺(tái)完成線上的自主導(dǎo)學(xué)，課程采用了SPOC線上教學(xué)模式，如圖2所示。對(duì)課程體系進(jìn)行重組以及資源進(jìn)行優(yōu)化建設(shè)。同時(shí)借助云班課平臺(tái)進(jìn)行同步線上教學(xué)，分別創(chuàng)建頭腦風(fēng)暴、小組討論等線上活動(dòng)，以檢驗(yàn)學(xué)生自主線上導(dǎo)學(xué)的學(xué)習(xí)效果，如圖3所示。其中，云班課的線上資源主要包括項(xiàng)目式教學(xué)視頻、學(xué)習(xí)課件以及課外拓展資料。在課程的實(shí)施過(guò)程中，采用項(xiàng)目式教學(xué)法的翻轉(zhuǎn)課堂形式，讓學(xué)生走向課堂主動(dòng)探索，案例項(xiàng)目與課程對(duì)應(yīng)內(nèi)容如表1所示。在任務(wù)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法的執(zhí)行下，通過(guò)小組討論，教師點(diǎn)評(píng)等形式分析項(xiàng)目的設(shè)計(jì)需求，通過(guò)方案論證制定出一套合理可行的設(shè)計(jì)方案。在課后的線下活動(dòng)，學(xué)生依據(jù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行電路仿真、實(shí)物制作、調(diào)試等實(shí)踐操作，要求實(shí)現(xiàn)以基于項(xiàng)目的電子實(shí)物的產(chǎn)品制作。同時(shí)利用線上平臺(tái)展開(kāi)生生討論、師生討論、教答疑等活動(dòng)。因此，構(gòu)建了課前-課中-課后閉環(huán)反饋教學(xué)系統(tǒng)，培養(yǎng)了學(xué)生從掌握基本理論、能力提升、素質(zhì)養(yǎng)成層層遞進(jìn)的綜合素質(zhì)。

圖2? 傳感器課程SPOC慕課

2.2? 具體實(shí)施方案

以課程的第三章第五節(jié)“熱電式傳感器”的教學(xué)內(nèi)容為例，運(yùn)用OBE-BOPPPS線上線下混合教學(xué)模式的教學(xué)設(shè)計(jì)具體如下。

2.2.1? 導(dǎo)入（B）

導(dǎo)課時(shí)首先會(huì)選取與課程內(nèi)容相關(guān)的案例、社會(huì)熱點(diǎn)、科技發(fā)展等元素，通常選擇以圖片、動(dòng)畫、電子制作實(shí)物演示等形式進(jìn)行切入。首先告訴學(xué)生熱電式傳感器又稱為“溫度感官器”，讓學(xué)生先認(rèn)知。然后，利用社會(huì)熱點(diǎn)疫情防控體溫的測(cè)量，引發(fā)學(xué)生的興趣，讓學(xué)生總結(jié)出溫度傳感器的重要作用，同時(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行后疫情時(shí)代的“生命至上，萬(wàn)眾一心”的家國(guó)情懷教育。最后，利用仿真軟件動(dòng)態(tài)展示熱敏電阻體溫表的工作過(guò)程，如圖4所示。課前，在東方軟件的仿真環(huán)境下，先創(chuàng)建工程項(xiàng)目文件，設(shè)工作置電路工作窗口，選擇和放置元件，連接線路，其次，設(shè)置元件參數(shù)、調(diào)用和連接儀器，最后啟動(dòng)仿真。通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象使得學(xué)生了解熱電式傳感器的應(yīng)用背景，為后面的參與式學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

2.2.2? 目標(biāo)/結(jié)果（O）

將專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和課程目標(biāo)高度融合，結(jié)合電子信息工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案，制定了課程評(píng)價(jià)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)與課程目標(biāo)支撐的關(guān)系表，具體如表2所示。課程的主要目標(biāo)是掌握傳感器的工作原理，采集數(shù)據(jù)的能力，會(huì)進(jìn)行電路設(shè)計(jì)、仿真分析和電子作品制作的能力，通過(guò)OBE-BOPPPS教學(xué)法以檢驗(yàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成度。

2.2.3? 前測(cè)（P）

在實(shí)施前測(cè)之前，首先在課程的云平臺(tái)上傳課程學(xué)習(xí)視頻，結(jié)合導(dǎo)學(xué)任務(wù)單，檢驗(yàn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和自學(xué)成果。通過(guò)此環(huán)節(jié)，使得學(xué)生能夠從認(rèn)知到思考?xì)w納，明確章節(jié)的教學(xué)目標(biāo)和成果要求。

2.2.4? 參與式學(xué)習(xí)（P）

在課程的教學(xué)改革過(guò)程中，通常采用課堂提問(wèn)、案例分析、小組討論、翻轉(zhuǎn)課堂、學(xué)生點(diǎn)評(píng)等手段進(jìn)行。這節(jié)課的參與式教學(xué)設(shè)計(jì)如下：將教學(xué)班級(jí)五分一組，進(jìn)行小組討論，在課堂練習(xí)。圍繞“通過(guò)熱電偶工作演示的仿真動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)演示，可以得到哪些結(jié)論，要產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)，需要滿足哪些條件”等問(wèn)題進(jìn)行展開(kāi)討論。采用問(wèn)題導(dǎo)向讓學(xué)生進(jìn)行案例分析、小組討論，每組派出代表進(jìn)行回答，使學(xué)生的學(xué)習(xí)由被動(dòng)接受轉(zhuǎn)化為主動(dòng)探索，提高課堂的參與度。

2.2.5? 后測(cè)（P）

通過(guò)后測(cè)環(huán)節(jié)檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)是否達(dá)到融會(huì)貫通的目的，此項(xiàng)環(huán)節(jié)為教師評(píng)價(jià)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)反思提供了一定的依據(jù)，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)掌握程度及時(shí)地優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)和完善教學(xué)手段，由此，形成了教學(xué)的閉環(huán)反饋系統(tǒng)。此環(huán)節(jié)的練習(xí)題如圖5所示。

2.2.6? 總結(jié)（S）

學(xué)生通過(guò)思維導(dǎo)圖的方式進(jìn)行歸納課程知識(shí)點(diǎn)，教師根據(jù)學(xué)生的測(cè)試結(jié)果了解學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度，進(jìn)行查漏補(bǔ)缺與教學(xué)反思，反哺于教學(xué)以提高學(xué)生的知識(shí)產(chǎn)出效果。

2.3? 教學(xué)實(shí)施效果

基于云班課和SPOC慕課課程教學(xué)平臺(tái)，對(duì)2019級(jí)電子信息工程專業(yè)進(jìn)行了“OBE-BOPPPS”線上線下的混合教學(xué)模式的改革實(shí)踐；發(fā)布了課程資源共16章節(jié)，90道測(cè)試題，課堂發(fā)布選人任務(wù)16次，分組任務(wù)6個(gè)，課程設(shè)計(jì)1次，項(xiàng)目論文2次，傳感器應(yīng)用實(shí)物42件。以電氣信息工程學(xué)院為例，對(duì)比“OBE-BOPPPS”教學(xué)模式和2018級(jí)傳統(tǒng)教學(xué)模式的教學(xué)成績(jī)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖6所示。從圖6（a）中可以得到，OBE+BOPPPS教學(xué)優(yōu)秀率為11%，及格率高達(dá)95%。從圖6（b）中可以得出：傳統(tǒng)教學(xué)模式下，優(yōu)秀率為2%，及格率高達(dá)85%，沒(méi)有達(dá)到學(xué)校所規(guī)定的及格比率。通過(guò)對(duì)比，可以得出：在OBE-BOPPPS教學(xué)模式下，不及格人數(shù)明顯降低，提高了教學(xué)質(zhì)量。主要原因在于這種教學(xué)方法一方面使得學(xué)生明確教學(xué)的目標(biāo)，通過(guò)閉環(huán)的教學(xué)反饋系統(tǒng)提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和優(yōu)化教師的教學(xué)策略，形成了以督促學(xué)，以饋促教的良性循環(huán)。

3? 結(jié)? 論

實(shí)踐表明，在OBE-BOPPPS線上線下混合教學(xué)模式下，構(gòu)建課前-課中-課后三位一體，線上和線下教學(xué)有機(jī)結(jié)合。以學(xué)生為主體，重視學(xué)生能力的培養(yǎng)，讓學(xué)生在“做中學(xué)，學(xué)中做”，讓學(xué)生動(dòng)起來(lái)，讓課堂活起來(lái)。按照工程認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)，將課程目標(biāo)和專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)高度結(jié)合，著力培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐和專業(yè)素養(yǎng)。從傳感器與檢測(cè)技術(shù)的教學(xué)效果來(lái)看，OBE-BOPPPS線上線下混合教學(xué)方法不僅提升了教學(xué)的高質(zhì)量發(fā)展，同時(shí)提高了專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)下的人才輸出的達(dá)成度。

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作者簡(jiǎn)介：李小敏（1991—），女，漢族，陜西渭南人，助教，碩士研究生，研究方向：信號(hào)與信息處理。

收稿日期：2022-10-11

基金項(xiàng)目：寧夏青年科技人才托舉工程（TJGC2019018）；寧夏自然科學(xué)基金項(xiàng)目（2022AACO3347）；寧夏理工學(xué)院校級(jí)“互聯(lián)網(wǎng)+教育 智慧教學(xué)項(xiàng)目（NLJY202006）