基于BOPPPS模型线上线下混合式课堂教学设计与运用

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  摘 要:本文以充分利用线上丰富网络课程教学资源和线下课堂教学有效融合为切入点,探索基于BOPPPS模型线上线下混合式课堂教学设计与运用。以Java程序设计课程應用案例为例,调整和改进线上教学资源,加强参与式学习的课堂教学,解决教学交互性差,考核不闭环、知识综合应用教学能力不足等问题。教学实践表明,这种方法能充分激发学习兴趣,引导学生思维活跃,提高学生运用理解能力和编程思维,教学质量得以提升。
  关键词:BOPPPS;线上线下;教学模型;Java;教学设计
  一、概述
  随着智能化万物互联时代的到来,多种多样的网络教学平台和线上课程微课、翻转课堂、MOOC、SPOC如春芽般地不断涌现。如何充分利用线上教学平台的优质教学资源有效融合线下课堂教学,是每一个作为教育工作者需要充分思考的问题。为了充分利用丰富优质的网络课程资源,本篇以“Java程序设计语言”课程为例,根据高职学校学生的特点,探索基于BOPPPS模型线上线下混合式课堂教学设计和运用,让学生的天分和潜力得到充分释放,学生成为课堂的主体者和实践者,老师成为学生的引路者和服务者,学生的编程思维、动手解决问题的能力得到培养,人才培养的质量得到提升。
  二、Java程序设计语言
  Java语言是一门优秀的编程语言,是开源的、最主流的网络编程语言,是纯完全面向对象的程序设计语言,可以编写跨平台应用软件,彻底改变了应用软件的开发模式,它无疑成为广大编程爱好者的首选语言,也为软件开发领域带来了一场革命。在计算机、移动终端、家电等领域中Java技术无处不在。因此,在西方发达国家和我国几乎所有高校的都开设了Java程序设计课程。我校的软件、计算机网络技术、物联网和移动等专业把Java语言作为专业课,其中在软件专业是专业核心课。虽然我们目前的课程均采用在实训室授课,边讲边练,任务驱动,线上线下混合教学模式;但是学生被动学习、主观意愿不强,不能很好地参与课题教学,对知识理解不够深,还停留照书敲代码、浅尝辄止等现象的现象还存在目前的课堂教学中。究其原因:一是Java语言程序设计课程是一门实践性极其强的学科,学生要大量时间进行实践编程练习;同时,现在学生缺少“代码虐我千百遍,我待代码如初恋”的精神;二是Java程序设计课程丰富的线上教学资源,在实际教学中没有发挥慕课和微课应有的作用,教师只是单纯地安排学生课下观看学习,没有做到跟踪辅导和监督督促学习,BOPPPS教学模型通过预测和后侧既能检验课堂教学效果,又能检验学生课下学习成果,使教学活动课上和课下贯穿起来,线上和线下无缝衔接,使学习平台和社交平台充分结合,实现教学时间和教学空间的深度融合,有效地解决Java程序设计课程面临的问题,切切实实地提高教学质量。
  三、BOPPPS教学模型概念及内涵解析
  BOPPPS教学模型起源于北美,是当今国内外高校及培训机构较为推崇的一种行之有效的教学模式。它构建的教学过程是一种闭合环路,将课前准备阶段、课堂教学实施阶段、课后任务拓展阶段贯穿起来,强调以学生为中心的主体地位,突出主观能动性,调动学习积极性,参与整个教学过程,把学生的反馈信息能否及时得到摆在非常重要的位置;和谐师生关系的构建教师要多思考、多沟通,课后更需要通过多种教学方法和渠道加强师生的深度互动。根据人在课堂上的注意力大约只能集中十五分钟的规律,BOPPPS教学模型将课堂教学内容划分为若干个十五分钟的教学单元,整个教学过程分6个环节,分别是B——导入(Bridgein)、O——学习目标(Objective)、P——预测(Pretest)、P——参与式学习(Participatory learning)、O——后测(Posttest)和S——总结(Summary)。
  (一)导入环节
  必须一枪命中学生的兴趣点,抓住学生的眼球和注意力,爆发出强烈的学习热情。其用意就是促使学生马上进入学习状态,一点点引导学生重视所要学习的知识内容。教师的导入方法可以随时根据课程内容变化,例如讲述一些与本堂课教学内容相关的时事政治、典故、自然现象或个人体验等,也可以通过复习之前所学的知识内容过渡到新的知识上面来,导入的语言尽量精练、有趣,快、准、狠地抓住学生的注意力。总之,一个良好的开端为后续的教学打下了坚实的基础。
  (二)学习目标环节
  学习目标的设定要考虑授课对象、教学内容、环境条件和标准程度,要重点突出、简单明了,可观察和可评测,是检验学生在教学实践活动中所能得到的学习效果的标尺。同时,也以布鲁姆认识领域的教学目标为依据,制定适合教学对象的素质目标(思政素养、文化素质、职业素质、身心素质)、知识目标和能力目标。
  (三)预测环节
  对师生而言都是自我检查的过程。教师对学生的知识基础和技能进行摸底,聚焦教学目标设置是否准确,实时动态地修改教学内容的广度和深度,及时改进授课方式与进度。学生通过预测可以了解自己对以前学习知识的掌握情况及其相关知识体系的完整程度,针对自己的问题查缺补漏,为课上学习做好准备。预测课上课下,线上线下都可以进行。预测的试题既可以是固定答案的习题和试卷,又可以是独立思考的开放式问题,同学们可以上网查阅资料,团结合作,互相探讨,集思广益,进行头脑风暴,学生独立思考和解决问题的能力得以培养。
  (四)参与式学习环节
  是BOPPPS教学模型和整个教学活动的核心所在,教学任务的完成需要师生相互互动共同完成。在这个参与式学习环节里,一切的教学活动以学生为主体展开,教师为主导组织,教师采取多种多样的教学形式引导学生参与到课堂教学中,一是采用提问法、讨论法、角色扮演、实验探究法、模拟游戏等;二是利用超星学习通平台的互动功能:抢答、选人、投票、主题讨论、随堂练习、分组任务及评分等,在学生参与完课堂活动后,马上记录学生的参与学分,使得学生及时获得信息反馈和成就感。   (五)后测环节
  是对教学目标是否完成的检验和诊断,它与预测环节一脉相承,都是可用于对学生本堂课学习成果的评估。评测手段教师要根据本堂课的授课内容区别设置,客观题(单选题、多选题、判断题、连线题、简答题等)适用于知识记忆型的教学内容;主观题(讨论题、分析题等)适用于理解分析型的教学内容;作品成果展示(包括数据分析表等)适用于实践技能型的教学内容。后测环节也可以根据实际教学情况进行课内测试和课后测试,是评定学生成绩重要依据之一,也是激励学生重要手段之一。
  (六)总结环节
  其实就是总结归纳本堂课教学内容。在学生层面是对知识和技能的回顾,对自己学习效果的检查反思。在老师层面是为下节课的学习进行了铺垫,为改进教学效果提供了思路。在这个环节中,可以先是学生自己总结整合,也可以是小组内或小组之间互相交流进行,最后由老师带领学生对本堂课的教学内容进行深入细致归纳梳理。
  四、建设基于云端课程线上资源的优化调整和改进
  为了使BOPPPS教学模型充分发挥作用,结合《Java程序设计》的课程特点,依据高职院校的教学要求,优化调整和改进线上教学资源。
  (一)微课视频制作的时长
  根据人在课堂上的注意力大约只能集中15分钟的规律,制作微课课程视频。争取做到知识点和视频一一对应,知识点可以根据课程性质和特点灵活机动地按章节或项目进行组织,学生在移动设备端(手机、平板电脑等)随时可以利用撒碎的时间学习。跨越时间和空间,养成一种利用碎片化时间学习的习惯。
  (二)微课视频制作的采编
  微课视频的采编在未来将成为老师的基本功,视频的制作越来越平民化,可以根据任课教师的情况选择个人建设或团队建设,对于重、难点和抽象的知识点可以找专业团队用动画等生动形式展示,音频和视频一定要清晰。
  (三)采用通关的形式播放微课视频
  每一个视频有配套习题,观看完视频后,配套习题达到要求后才能看下一个视频,教师要时时关注学习完成情况,分析学生知识掌握情况,因材施教及时进行个人辅导,对共性问题在课堂补充重点讲解。每一章也配有测试,还有期中和期末考试。
  五、基于BOPPPS模型的实际应用举例
  以编写“随机点名器”任务为例,按照BOPPPS教学模型,可以將此任务分为三个授课单元,每个单元15分钟,分别是实现思路、实现代码、任务拓展。以培养学生编程思维的实现思路为例,进行教学设计。
  (一)导入环节
  通过同学们每天线上学习使用的超星学习通平台的“选人”功能为切入点,思考如何“发起选人”功能的,结合上两节课学习的“for循环、方法和数组”知识编程实现该任务——随机点名器。并且进行详细的任务描述,写一个具备3个功能的随机点名程序。具备存储姓名、浏览全班姓名和随机选取一名同学的功能。第一步是把李白、杜甫、白居易和王维4名同学的姓名存入到字符串数据类型的一位数组中,第二步是浏览显示存入学生姓名的数组,第三步是在这4名学生中随机选取1名,并打印显示出该同学的名字。至此随机点名成功。
  (二)学习目标环节
  BOPPPS教学模型中强调的目标是学习目标,而非教学目标,就是要实现学生在老师营造的学习环境下达到预期的教学目的,并且能掌握到什么样的程度,因此学习目标的设定必须是可观察、可衡量的。可以说,这个环节在整个教学过程中起到指南针的作用。该节的学习目标如下:
  (1)素质目标:通过存储唐代著名4大诗人的名字,激发学生对中国传统文化的热爱,培养学生的人文素养;通过小组合作,培养学生的集体意识和团队合作精神;通过分析实现编程,培养逻辑思维能力和独立分析解决问题能力。
  (2)知识目标:熟练掌握for循环语句、一维数组和方法的使用。
  (3)能力目标:能够独立完成“随机点名器”的源代码编写、编译及运行;能够根据“随机点名器”程序功能的不同,将功能封装到不同的方法中;能够使用数组解决多个同学姓名存储的问题。
  (三)预测环节
  本堂课编写“随机点名器”的教学任务是一个实战项目,通过课前预测能检测学生对之前所学知识的理解掌握程度,进而帮助老师判断在剖析编程实现思路时要讲解到什么程度。提前在超星学习通平台上发布程序填空题,并根据题的难易程度设置答题时间。程序填空题是非常适合进行预测的,既简短、明确、具体,又能锻炼学生独立思考的能力,在考核的深度上得以保证,同时也省略了编程过程,减低了难度。预测程序题是数组排序中非常经典的冒泡排序,根据for循环、方法和数组编程时需要注意的关键点,分别设置了考核:方法形参、数组下标、循环判断条件的三个填空,程序代码如下:
  (四)参与式学习
  老师在这场课堂音乐盛会中是指挥家,学生是优秀的演奏者。首先老师让学生分组讨论实现思路,小组成员们集思广益,然后每小组派代表将实现思路分步骤进行详细阐述,接着老师针对每小组阐述的实现思路进行点评分析,最后老师将各小组的实现思路进行综合梳理,引导学生一起把实现思路设计出来。具体实现步骤如下:
  (1)解决存储学生姓名的思路。如果出现过多孤立的变量,很难一次性将全部学生姓名存储。这时,可以使用数组来解决。数组能很好地解决多个数据的存储问题。创建一个可以存储多个同学姓名的数组,打算存几个同学姓名就创建相应长度的数组。
  (2)通过键盘输入学生姓名,并赋值给数组的各个元素。就可以实现储全班同学的姓名。
  (3)数组遍历解决了对全班每一位学生姓名的浏览。即通过for循环打印出存储姓名数组的每一个元素就可实现。
  (4)先用数组的length属性,求得数组长度为4。然后,用随机类中的nextInt(int n)方法获取索引值,其中n就是数组的长度。获取的随机索引值只能在0~2之间。最后通过随机索引值获取数组中的姓名。即该姓名也就是被点到的学生姓名。   (5)通过3个功能实现了“随机点名器”。如果将3个具有独立功能的代码都写在一起,就会降低程序的可读性,也会显得冗长。这时,我们可以方法把各种独立功能的代码封装起来,然后在程序的main()方法中调用这3个方法即可。
  (五)后测
  为了检验学生编程逻辑思想的建立,及对数组和方法的掌握情况,选取类似的任务,课后布置学生进行剖析实现思路和实现代码。
  任务:在一些节目活动中,经常会有抽取幸运观众环节。要求编写程序实现抽取幸运观众,在指定人群中随机抽取一名幸运观众。
  (六)总结
  本节课的教学重点其实就是培养学生的编程思维,将一个复杂的问题进行分解,进而解决问题。在完成任务的过程中用到了框架设计思维、大问题拆解思维和函数思维。同时将编写“随机点名器”实现代码的重点用PPT展示,同时对解决同类任务的框架设计思路进行总结回顾。
  六、结语
  Java程序设计语言作为一门实践性极强的课程,恰恰符合了BOPPPS教學模型中的核心——参与式学习,让学生动起来,发挥学生的主观能动性和主体性,在老师的指导下独立解决问题。本堂课的教学设计在丰富的线上教学资源支撑下,在知识、素质、能力学习目标的指引下,通过实现任务充分调动学生参与课堂活动,启发学生思考,培养学生的编程思维,通过预测和后测检验和巩固学习成果,再结合课堂学生的表现和反馈改进教学内容和方法,在以编写“随机点名器”程序的实现思路课程教学中取得的良好效果,为其他高级编程语言的教学提供了借鉴价值。
  参考文献:
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  [3]孙亚南,王楠,张东敏,等.高校青年教师实现有效教学的思路研究——基于BOPPPS模式的分析与应用[J].教育现代化,2017,4(45):134136.
  [4]“金课”建设背景下基于BOPPPS模型的课堂教学设计——以传热学课程为例[J].工程教育,2020(15):234236.
  课题:黑龙江省教育科学规划重点课题——基于BOPPPS模型的高职线上线下混合式“金课”教学改革与实践研究(课题编号:ZJB1421218)
  作者简介:马立丽(1977— ),女,汉族,黑龙江哈尔滨人,本科,副教授,研究方向:计算机语言教学。
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