融合PBL的BOPPPS模型在電力系統分析教學中的實踐與探索

蔡新紅 岑紅蕾 王洪坤

摘? 要? 隨著教育信息化的迅速發展，基于先進教學理念的現代教學工具和創新教學模式的融合應用是新工科工程教育教學改革的一個重要途徑。為此，在工程教育專業認證理念的指導下，基于雨課堂在BOPPPS模型中融合PBL教學方法，開展電力系統分析課程教學設計和探索，提高了學生的教學參與度，加強了師生互動，達到了預期的效果。

關鍵詞? 電力系統分析；BOPPPS；PBL；雨課堂

中圖分類號：G642? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2023）11-0087-04

0? 引言

目前，多所高校都在圍繞工程教育專業認證開展教學改革，在教學方法和教學模式等方面進行了大量有益的嘗試。電力系統分析為電氣工程及其自動化專業的一門專業核心課程，是電力系統繼電保護、發電廠電氣部分等課程的先修課程。該課程具有理論性與實踐性強、涉及知識面較廣的特點[1]。而根據石河子大學最新本科人才培養方案的要求，該課程的學時進一步壓縮，僅依靠以往的教學模式組織教學難以達成相應的課程目標，無法有效支撐工程教育專業認證相關畢業要求。而且以往的教學模式多以教師為中心，這與工程教育專業認證的理念不相符。如何更新教學理念，改進教學模式，使學生更好地掌握電力系統分析課程中的基本概念、原理及分析方法，提高學生分析和解決復雜工程問題的能力，是擺在教師面前的重要課題。

本文將BOPPPS教學模型與PBL教學方法相結合，借助雨課堂這一智慧教學工具，對電力系統分析課程教學進行改革和探索，實現以學生為中心，加大教學過程中學生的參與度和師生之間的互動，有效提高課堂教學質量及學生自主學習的積極性。

1? BOPPPS教學模型

BOPPPS（Bridge-in，Objective，Pre-assess-

ment，Participatory Learning，Post-assessment，

Summary）是一種注重學生參與及反饋的閉環教學過程模型[2]，它主要包括導入（B）、預期目標（O）、前測（P）、互動式學習（P）、后試（P）及總結與反思（S）6個環節[3]。導入是指教師采用能激發學生學習動力的方式引入，以激發學生探索的好奇心；預期目標是指學生在知識、能力和素養方面要達到的要求；前測是教師為了解學生的預習效果而進行的測評；互動式學習是BOPPPS教學模型的核心，強調以學生為主體的參與式學習；后測則是教師為了解學生在本次授課中的學習效果而進行的評測；總結與反思是對本次授課內容的主要知識點進行總結，課后根據學后測試結果及學生作業情況進行授課策略及教學設計的反思?？梢?，BOPPPS 教學模型主要以學生為中心，注重課堂的互動與課后的反思改進，激勵所有學生全程參與的教學全過程，充分體現學生的主體作用，這與工程教育專業認證的理念相一致。本文將BOPPPS模型用于電力系統分析課程教學，有效促進學生的參與意識，增強師生互動，以提高教與學的效率。

2? PBL教學方法

PBL（Problem-Based Learning）是一種以問題導入、注重以學生為主、教師引導為輔的教學方法[4]。該教學方法圍繞問題組織課堂教學，啟發學生思考展開討論，以激發學生探究的好奇心。與傳統教學相比，PBL強調以學生為中心，以問題為基礎的討論式和啟發式教學，對學生工程素養的培養有積極的促進作用。本文通過PBL教學方法把電力系統分析課程的重點、難點內容設計為問題，將學生被動地接受知識轉變為主動地去解決問題，提升學生的自主學習能力。首先，教師要根據每次課程的內容精心設計出該次課程內容有關的重、難點問題，在課前發布；其次，給學生提供一些學習方法，引導學生從問題出發，帶著問題去預習，并將不理解的內容及時反饋；最后，在課堂的教學過程中針對學生普遍存在的問題展開討論，加深理解。另外，對于學生的個性化問題可在課后的答疑時間進行解答。從教師的填鴨式教學轉變到有針對性地重、難點講解，一方面提高了學生的學習效率，另一方面也提升了課堂的教學質量。

3? 融合PBL的BOPPPS模型在教學設計中的

應用

BOPPPS教學模型強調以學生為中心的參與及互動，這一點與PBL教學方法一致。因此，在教學設計過程中實現BOPPPS教學模型與PBL教學方法的有機融合是值得嘗試的。以電力系統分析課程中“恒定電勢源電路的三相短路”一節為例，介紹融合PBL的BOPPPS模型在教學設計中的具體應用。

3.1? BOPPPS模型與PBL的教學融合

本文應用雨課堂這一智慧教學工具，對電力系統分析課程進行“BOPPPS+PBL”教學實踐。

1）針對以往教學中學生課前預習不足、嚴重影響聽課效果的現象，將BOPPPS模型的Bridge-in和Objective環節設計成課前預習雨課件，將知識背景和學習目標等以問題的方式制作成具有引入和指導作用的手機課件，重/難點內容采用線上短視頻的形式融于手機課件中，于課前1～2天發布。

2）針對 Pre-assessment環節，設計課前預習

的測試題，將基本的知識概念和原理等做成5～10道客觀測試題，如判斷題和選擇題等，在上課的前5分鐘利用雨課堂進行隨堂測試，以考查學生的預習效果，并對答得對且速度快的前幾名學生予以獎勵，后幾名予以警醒。

3）對于Participatory Learning環節，重新設計課堂教學雨課件，對于要求學生掌握的重點和難點內容，結合學生的預習效果，將學生存在的共性問題進行詳細講解，在此過程中不斷通過提問啟發學生的思考和討論，以加深理解。

4）針對Post-assessment環節，充分利用雨課堂的限時答題、課堂測驗、發彈幕等互動教學功能，實時檢測學生對重點內容的理解和掌握程度。

5）針對Summary環節，將課后作業設計成總結知識點在前、作業練習在后的課后小結雨課件（小結思維導圖）或雨試卷，學生在回顧和總結主要內容的基礎上，進行習題訓練和拓展性思考[5]?；谟暾n堂的BOPPPS與PBL相融合的過程如圖1所示。

3.2? BOPPPS模型與PBL融合的教學設計

本文以“恒定電勢源電路的三相短路”為例，進行基于雨課堂的BOPPPS模型與PBL方法相融合的教學設計（1學時），具體見表1。本節主要考核學生對恒定電勢源電路三相短路暫態過程及沖擊電流的分析能力和計算能力。對于本節的教學過程，首先讓學生理解恒定電勢源的概念；其次，結合電路中學過的三相對稱電路分析和計算及一階電路的暫態響應，講授恒定電勢源電路三相短路電流的分析和計算；然后依據計算結果讓學生思考并分析出現短路沖擊電流的條件，最后推導沖擊電流計算式。本節的重點是讓學生掌握如何對恒定電勢源電路三相短路暫態過程進行分析，思考短路電流的強制分量與自由分量具有哪些特點，根據自由分量的表達式分析出現沖擊電流的條件有哪些，如何利用這些條件去計算沖擊電流，培養學生分析及解決問題的能力。

3.3? 教學實施

2021年和2022年春季學期對電氣2018級（77人）、電氣2019級（79人）就融合PBL的BOPPPS教學模式進行實驗。首先改變課程的考核方式，采用過程性考核和期末考核相結合的方式，將預習成績及課堂測試納入過程考核，課堂上對預習及課堂測試表現好的學生予以表揚或獎勵，不但增強了這些學生的自信心，同時也激勵了其他學生，推動學生向主動學習轉變。通過雨課堂的統計數據及實施對比發現，從電氣2018級學生的消極應付到電氣2019級學生的主動學習，學生開始逐漸轉變學習習慣，多數學生學習態度變得積極，能主動嘗試通過查閱參考書、文獻、MOOC視頻或與老師通過釘釘答疑等方式解決問題，為課堂討論教學活動的有效開展打下基礎。同時也應意識到學生學習態度的改變不是一蹴而就的，是一個循序漸進的過程，一方面需要教師耐心引導和鼓勵，另一方面也需要學生堅持。這兩個學期根據雨課堂的統計數據，本課程的開課次數20次，互動次數達到8 000多次，通過課程目標達成度的縱向對比，課程目標1（知識）達成度從0.631提升至0.690，課程目標2（問題分析）達成度從0.724提升至0.765，可見采取改進措施是有效的，教學質量是有效提升的，但通過橫向對比，課程目標1仍然是該課程的短板，需要在下一學年繼續采取有效措施促進學生提升綜合運用知識的能力。

4? 結束語

本文借助雨課堂，將PBL方法融入BOPPPS模型，以電力系統分析中“恒定電勢源電路的三相短路”為例開展教學設計，提高學生的教學參與度，增強師生互動，培養學生解決復雜工程問題的能力。通過兩個學期的實踐及對比分析，課程目標的達成度有所提升，達到了預期效果?；谟暾n堂的融合PBL的BOPPPS模型的教學模式，可為日后開展線下與線上混合式教學的教學過程設計提供一定的參考。

5? 參考文獻

[1] 郝亮亮，吳俊勇，夏明超.“電力系統分析”實踐教學模式的探索與改革[J].電氣電子教學學報，2020，42（3）：?144-147.

[2] 賈永興，余璟，王淵，等.BOPPPS模型在“信號與系統”?課程教學中的實踐[J].工業和信息化教育，2021（2）：45-48.

[3] 高宇鵬，胡眾義，王希武.BOPPPS模型在SPOC教學設計中的探索與實踐[J].計算機時代，2020（12）：109-113.

[4] 李霞，孫寶豐，段官平.建立“基于問題的學習（PBL）”為中心的生物化學教學方法改革與實踐[J].高等職業教育（天津職業大學學報），2013，22（5）：71-73.

[5] 吳紅波，李小燕，張瑞君.基于雨課堂和BOPPPS模型的課堂教學改革：以遙感概論為例[J].高等理科教育，2021（3）：86-92.