郭春霞，董俊哲

（西安建筑科技大學(xué) 理學(xué)院，陜西西安 710055）

為應(yīng)對(duì)新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展，教育部積極推進(jìn)新工科建設(shè)[1-3]。在此背景下，我校土木工程專(zhuān)業(yè)的材料力學(xué)課內(nèi)學(xué)時(shí)被大幅縮減。材料力學(xué)是材料科學(xué)與力學(xué)交叉形成的一門(mén)課程，也是土木工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生必修的一門(mén)基礎(chǔ)課。主要研究桿件在各種變形情況下的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的計(jì)算問(wèn)題。該課程與工程實(shí)際聯(lián)系緊密，培養(yǎng)學(xué)生在工程實(shí)踐中分析解決問(wèn)題的能力，為從事工程設(shè)計(jì)與施工奠定必要的力學(xué)基礎(chǔ)。內(nèi)容枯燥、公式繁瑣是學(xué)生學(xué)習(xí)這門(mén)課的主要障礙。在新工科建設(shè)背景下，力學(xué)學(xué)時(shí)又被大幅縮減，如何提高學(xué)生學(xué)習(xí)材料力學(xué)的積極性是一個(gè)值得思考的問(wèn)題。傳統(tǒng)的教學(xué)方式已無(wú)法滿(mǎn)足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，在力學(xué)類(lèi)課程的教學(xué)上，已有系列新的教學(xué)模式[4-5]。鑒于此，筆者嘗試了新的教學(xué)方法，將BOPPPS 教學(xué)模式引入課堂，并取得了良好的成效。

1 BOPPPS 教學(xué)模型

BOPPPS 模型是北美地區(qū)高校教學(xué)技能培訓(xùn)機(jī)構(gòu)Instructional Skills Workshop（ISW）提出的一種有效的課程設(shè)計(jì)模式，旨在提高教師的授課技能。BOPPPS 教學(xué)模型以有效教學(xué)設(shè)計(jì)著稱(chēng)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的參與和反饋，為開(kāi)展研究型教學(xué)改革提供了切實(shí)可行的實(shí)施方法[6-8]。

BOPPPS 教學(xué)模式將課堂教學(xué)分為導(dǎo)入（Bridgein）、學(xué)習(xí)目標(biāo)（Objective）、前測(cè)（Pre-assessment）、參與式學(xué)習(xí)（Participatory）、后測(cè)（Post-assessment）和總結(jié)（Summary）六部分，以這六部分對(duì)應(yīng)的英文首字母B、O、P、P、P、S 命名。在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中以學(xué)生為中心，注重教學(xué)互動(dòng)和反思，教師引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考，積極開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)。

2 BOPPPS 教學(xué)過(guò)程

筆者將BOPPPS 教學(xué)模式引入材料力學(xué)課程的教學(xué)中，具體實(shí)施過(guò)程通過(guò)如下六個(gè)部分闡述。

2.1 引入（Bridge-in）

雖然材料力學(xué)課程與工程實(shí)際聯(lián)系緊密，但現(xiàn)有《材料力學(xué)》教材上的例題多是簡(jiǎn)化后的力學(xué)模型，缺乏實(shí)際工程背景，導(dǎo)致學(xué)生無(wú)法真正做到學(xué)以致用。針對(duì)這一現(xiàn)象，筆者在備課時(shí)會(huì)做大量的準(zhǔn)備工作，從各種途徑搜索與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的實(shí)際案例，保證學(xué)生在學(xué)完一種變形后就能夠利用所學(xué)知識(shí)解決案例所示的問(wèn)題，大大激發(fā)了學(xué)生的求知欲。

例如，在學(xué)習(xí)剪切變形時(shí)，以一段“卯榫結(jié)構(gòu)的制作”的視頻引入，既介紹了專(zhuān)業(yè)知識(shí)，又間接使學(xué)生受到了中華傳統(tǒng)文化的熏陶；在學(xué)習(xí)彎曲變形時(shí)，以綜藝節(jié)目《中餐廳》的一段房梁斷裂的視頻引入；在學(xué)習(xí)扭轉(zhuǎn)變形時(shí)，以一段新聞報(bào)道的“汽車(chē)斷軸事件”視頻來(lái)引入；在學(xué)習(xí)壓桿穩(wěn)定時(shí)，以一段中華絕技“銀槍鎖喉”的視頻引入（如圖1所示），之后提出相應(yīng)的教學(xué)主題。這樣的引入方式，成功地吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

圖1 生動(dòng)案例引入

2.2 學(xué)習(xí)目標(biāo)（Objective）

根據(jù)學(xué)生的具體情況，結(jié)合我國(guó)教育教學(xué)政策的導(dǎo)向，制定三個(gè)教學(xué)目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)和情感目標(biāo)。在知識(shí)層面要求學(xué)生在現(xiàn)有力學(xué)模型的基礎(chǔ)上會(huì)進(jìn)行簡(jiǎn)單的力學(xué)分析和計(jì)算，在能力層面要求學(xué)生能夠利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際工程中簡(jiǎn)單的力學(xué)問(wèn)題，在情感方面教師要引導(dǎo)學(xué)生“在主動(dòng)積極的思維和情感活動(dòng)中加深理解和體驗(yàn)”，獲得思想啟迪。

2.3 前測(cè)（Pre-assessment）

采用雨課堂問(wèn)答的形式，在正式開(kāi)始授課前對(duì)學(xué)生已有的基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行檢測(cè)。例如，在學(xué)習(xí)桿件的基本變形時(shí)，需要用到理論力學(xué)中關(guān)于平衡問(wèn)題的計(jì)算；在學(xué)習(xí)梁的彎曲變形時(shí)，需要用到高等數(shù)學(xué)中有關(guān)曲率的知識(shí)；在學(xué)習(xí)組合變形時(shí)，需要用到基本變形的知識(shí)。通過(guò)提前檢測(cè)，幫助學(xué)生回憶相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，為授課的正常進(jìn)行打好基礎(chǔ)。

2.4 參與式學(xué)習(xí)（Participatory）

參與式學(xué)習(xí)指的是通過(guò)適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)設(shè)計(jì)，使學(xué)生主動(dòng)思考，參與課堂教學(xué)，使學(xué)生不虛此行、學(xué)有所得。為達(dá)到這個(gè)目的，需要教師巧妙構(gòu)思。筆者用的方法有：

2.4.1 分組討論

教師可通過(guò)關(guān)注學(xué)生前期課程（主要看高等數(shù)學(xué)和理論力學(xué)）的學(xué)習(xí)情況，將成績(jī)優(yōu)異的學(xué)生和成績(jī)較差的學(xué)生分組組合，每組不超過(guò)6 人，教師提前布置小組任務(wù)，學(xué)生課下查找資料，給自己的小組設(shè)置與本章內(nèi)容相關(guān)的組名（如圖2所示），上課前向教師報(bào)備，為課堂討論、回答問(wèn)題、師生互動(dòng)做好充足準(zhǔn)備。讓成績(jī)優(yōu)秀的學(xué)生擔(dān)任小組組長(zhǎng)，并給予一定的權(quán)限，以充分發(fā)揮其帶頭作用。通過(guò)小組課下查找相關(guān)資料，自己設(shè)計(jì)“以專(zhuān)業(yè)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)為基礎(chǔ)的組名”，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以及對(duì)理論知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握，提升學(xué)生課堂學(xué)習(xí)參與度。

圖2 構(gòu)建智趣學(xué)習(xí)小組LOGO，提升學(xué)生課堂參與度

2.4.2 動(dòng)手演練

在材料力學(xué)的學(xué)習(xí)中，大部分情況下都需要畫(huà)受力圖、解方程、推公式，如果這些全部由教師講解，學(xué)生只是坐著聽(tīng)講，很容易走神，導(dǎo)致教師在臺(tái)上自問(wèn)自答、學(xué)生在臺(tái)下昏昏欲睡的情形，無(wú)法達(dá)到預(yù)期教學(xué)效果。筆者常在課堂上就某一個(gè)問(wèn)題只講一部分，留一部分給學(xué)生，讓學(xué)生自己動(dòng)手分析計(jì)算，教師從旁指導(dǎo)。這些浸潤(rùn)式的教學(xué)方式可使學(xué)生的思維保持活躍。

2.4.3 案例分析

力學(xué)知識(shí)來(lái)源于工程，應(yīng)用于工程。日常生活中隱藏著很多力學(xué)知識(shí)，在學(xué)到相應(yīng)內(nèi)容時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主探究。對(duì)其中能力突出的學(xué)生，鼓勵(lì)其對(duì)探究學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行歸納總結(jié)，從而得出結(jié)論。比如，讓學(xué)生尋求生活中的基本變形和組合變形實(shí)例并簡(jiǎn)單分析，如圖3所示。

圖3 學(xué)生自行查找生活中的力學(xué)問(wèn)題

2.5 后測(cè)（Post-assessment）

在學(xué)習(xí)完本節(jié)知識(shí)點(diǎn)后，針對(duì)開(kāi)頭引入案例中的問(wèn)題，讓學(xué)生自主探索解決方法（可個(gè)人可小組），從而對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評(píng)估，看是否達(dá)到了學(xué)習(xí)目標(biāo)。此處，筆者在雨課堂中采取搶答的形式，回答正確者計(jì)入平時(shí)成績(jī)。

基于線(xiàn)上的課程教學(xué)資源，線(xiàn)上線(xiàn)下相結(jié)合，通過(guò)知識(shí)點(diǎn)測(cè)試、課堂搶答情況、小組討論成果等多樣化的手段，全面檢測(cè)課堂教學(xué)的效果，從而為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)創(chuàng)新。

2.6 總結(jié)（Summary）

采用板書(shū)或PPT 演示，對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容以圖表或者口訣的形式進(jìn)行歸納總結(jié)，幫助學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)形成總體認(rèn)識(shí)。

3 結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐表明，通過(guò)上述參與式學(xué)習(xí)方式，有效促進(jìn)了學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。在實(shí)際教學(xué)工作中，以上六個(gè)環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，互為補(bǔ)充，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力，還提高了學(xué)生的課堂參與度，加深了學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的理解，強(qiáng)化了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，收到了良好的教學(xué)效果。