互联网＋经典BOPPPS的《仪器分析》课程教学模式改革探索

阚鸿，王诗涵，陈维佳，何忠梅，赵岩，徐晨，董凯

（吉林农业大学中药材学院，吉林 长春 130118）

《仪器分析》是中药学专业的一门专业基础课，主要培养学生掌握大型分析仪器的基本原理、操作技能和应用。吉林农业大学中药材学院中药学专业考研率较高（据吉林农业大学资料统计，吉林农业大学中药材学院中药学专业2021年本科毕业生的研究生升学率为64.8%），且毕业后从事“药企”、“高校”和“科研院所”等相关药品研发行业的比重也比较大[1,2]，因此这门课程无论是对学生以后专业知识的铺垫还是对未来工作技能的支撑都起着举足轻重的作用。《仪器分析》课程汇集了多学科的最新理论知识和最新成果，具有理论深、教学内容涉及面广、实践性强、更新快、难度大和知识点较分散的特点，除此以外，本课程对仪器设备要求较高，受教学时间和经济成本的限制，学生动手操作高端仪器的机会较少，因此对抽象理论知识的认知和理解具有一定的局限性[3]。

BOPPPS模型是加拿大教师技能培训（instructional skill workshop，简称ISW）机构提出的教学方法模型，该教学模式分为6个阶段，包括导入（bridge-in）、学习目标（learning objective）、前测（pre-test）、参与式学习（participatory learning）、后测（post-assessment）和总结（summary）[4,5]。该教学方法模型的特点是教学过程标准化和流程化，核心在于以学生为中心，激发学生课堂参与的积极性和主动性。BOPPPS教学模式中知识结构的分割性、及时反馈和可灵活调整教学策略等特点与《仪器分析》课程知识点分散、难点和重点多的特点高度契合，可有效提升学生的课堂学习质量。

当今互联网时代是新媒体快速崛起的时代，不仅给各行各业带来了机遇和挑战，同时也为教学改革开辟了一条全新的道路。信息化应运而生的小程序、自媒体及线上课程以其短小凝练的特点为学生的碎片化学习和个性化培养提供了可能。线上的互联网学习与线下经典BOPPPS课堂相辅相成，教师可有针对性地为学生筛选、共享丰富的学习素材，使其在海量资源中有的放矢，同时在资源共享中做到教学相长。

随着智慧课堂理念的不断深入，教学手段呈现多元化的特点，互联网时代学生获取信息也呈现多途径化的态势。因此，为迎合新时代学生的学习、就业需求，培养符合新时代中医药事业发展需求的创新型人才，吉林农业大学中药材学院将互联网+经典BOPPPS教学模式有机整合在一起，根据中药学专业生源的特点和培养方向对《仪器分析》课程进行一系列教学改革。

1 教学改革措施

1.1 经典BOPPPS课程设计

1.1.1 学情分析 本项目将根据本专业学生的基础课程设置、专业发展定位以及生源质量等信息进行多方面、多渠道分析，把学生的原有认知水平、学习动机和学习兴趣等作为学情分析的重点考察内容，根据分析结果制定学习目标，选择适当的教学内容和方法。

进行学情分析不应仅仅局限于课程开设之前，还应随着学习过程信息的收集和反馈，为教师调整教学方向、方法和考核提供动态参考，从而了解学生的学习兴趣，尊重不同学生的学习需求，增强学生的学习主观能动性，为个性化深度学习奠定良好的基础。

本次参与课程改革的班级由中药学创新班级和一本班级组成，根据历年各科成绩及相关教学数据可知，学生的学习态度较为积极，具有较好理论基础，主观能动性较强，同时从事科研的热情也较为高涨。另外，班级人数规模较小，有利于讨论教学模式的进行。

开课前对学生的化学成绩进行了统计分析，见图1，本班学生的相关基础课程中无机化学、有机化学以及物理化学的成绩均比较优秀，80分以上成绩占比在50%以上。本次课程开课前还对学生的学习动机进行了调研，统计结果发现班级92.1%的学生有考研的目标，有47.4%的学生因《仪器分析》为考研科目而学习目的明确，39.8%的学生为充实自身专业水平、有利于未来就业发展而对本课程有比较高的学习热情，另外有12.8%的学生出于《仪器分析》课程对其他专业课的承接、铺垫，有意愿将本门课程学习好。

图1《仪器分析》相关学科分数段百分比Fig.1 Percentage of scores of related subjects for instrument analysis

另外，还对两个班级学生的学习偏好方式进行了调查，由图2可以看出，多数学生更愿意通过视频教学、实践教学等比较直观的方式学习相关内容。调查中，学生认为将知识点融入生活中，从实际经验中获得的知识记忆更为深刻，因此对案例分析内容也均具有较高的兴趣。

图2 学生对学习方式的偏好Fig.2 Students'learning style preferences

开课后，本项目利用课间及课后时间与不同层次的学生进行沟通，收集课程的难易程度、存在困难及建议等反馈信息；课程进行一半后，采用线上考核的方式，考察学生对知识的理解和运用能力。

然而，仅仅根据调查问卷和学习通反馈的学情分析是相对刻板和不全面的，想要获得更加立体的学情分析，需要授课教师利用学校其他部门整合资源，运用大数据对学生基本情况进行精准描绘，才能获得相对比较准确的结果。

1.1.2 BOPPPS教学模式在《仪器分析》课堂中的应用 BOPPPS教学模式可以将教学内容有效分解，以生活常识、时事新闻等具体信息作为手段进行“导入”，吸引学生的注意力，激发学生的学习热情。例如本团队将大家耳熟能详或热点新闻作为切入点，提炼新闻内容，提高学生的兴趣，随即引入“学习目标”，使学生清楚自己的学习方向及课程的重点、难点，再通过“前测”内容进行精准学情分析，使教师及时了解学生的学习兴趣和学习能力，通过以上铺垫，与学生共同进行“参与式学习”，利用学习通提高课堂师生互动频率，有效提高教学质量；教学主体内容完成后，通过“后测”部分检验学生学习成果和教学目标的完成情况，可将“后测”部分与“导入”部分巧妙联系在一起，首尾呼应，使得整个课程设计更加完整、符合逻辑；最后通过“总结延伸”部分系统梳理、反思知识点，并做适当延伸和展望。

研究发现，同伴互动显著影响学习效果[6,7]。因此在本次教学活动中，为增加良性的同伴互动，促进学习的积极性，在课堂中通过经典BOPPPS设立真实情境，引入了不同主题的讨论。讨论前，教师对讨论的知识点应做好充分的引导和准备，发放评价标准细则，以便把控讨论的主题方向和基本内容，鼓励学生成立学习小组。引出话题后，给学生一周的时间去准备，随后在课堂上进行展示，充分调动学生的学习积极性，激发学生的学习热情[8]，同时加强学生的团队合作意识，拓展审辩式思维。

BOPPPS模式是一个以学生为主导、反馈及时、针对性强、强调学生参与和反馈的闭环教学模型。课程内容将学习通作为辅助工具，通过两个测试过程即“前测”和“后测”收集学生的反馈信息，帮助教师灵活调整教学内容，知识结构被适度切割，可有效促进师生互动，有助于教师动态组织教学内容，提高学生的学习兴趣，大幅提高教学效率。

1.1.3《仪器分析》课堂中思政课程的嵌入 把思想政治教育贯穿人才培养体系，发挥好每门课程的育人作用，提高高校人才培养质量，是培养高素质人才的根本。在《仪器分析》的课堂上，本团队在情感意识上重点培养学生终身学习的思维模式，并通过教学案例让学生时刻保持行业责任心和职业认同感。另外，课程中还通过《仪器分析》中的名人轶事以及我国近年来科技发展方面的时事新闻坚定学生的文化自信，培养学生的国际视野，使其能够高瞻远瞩，理解时代赋予他们的使命和责任。

1.2 互联网+平台助力教学内容的多样性和个性化

1.2.1 基于“互联网快餐”式的教学补充 以线上共享资源为主的泛在线学习方式可以弥补线下教学中时间和空间的限制、解决学生个体化差异导致的学习效果参差不齐的现象，提高教学效率；互联网时代的高速发展使得学习方式具有碎片化、多样化的特点，教师需要在学习过程中为不同的学生提供多种形式的“脚手架”。因此，推荐个性化学习资源，实现个性化深度学习是当下智慧课程的有效手段。

世界上没有两片完全相同的树叶，学生之间的个体差异也不同。早在春秋战国时期，孔子就提出了“因材施教”的教育理念，然而，传统的教学方式受教学时间和空间的限制，很难实现差异化教学。目前随着互联网+的高速发展，互联网与教育相互融合形成的多样化的线上学习途径使“精准教育”成为可能。

身处互联网高度发达、信息爆炸的时代，虽然大学本科生可以通过各种渠道和方式进行个性化学习，但是由于资源的品质良莠不齐、种类繁多，也会无形中浪费和消耗学生的精力，因此，教师的“脚手架”作用还应该体现在众多的学习资源中，筛选优质的网络信息化工具供学生辅助学习，例如推荐专业的微信公众号、中国大学慕课等优质的学习平台，保证每一位同学的学习深度和广度，让学生在潜移默化中建立起终身学习的思维模式。

1.2.2 教学平台端 本项目采用BOPPPS教学中的“前测”和“后测”等内容，主要通过学习通教学平台端的辅助作用，全面统计、记录学生的学习基础、学习状态和学习效果（图3），分析每个学生的综合学习情况，发现学习中的问题，可以灵活调整课程内容。共性问题放到课堂中解决，个性问题放到课后通过学习通私信交流讲解或额外提供学习材料等多种途径解决。

图3 学习通对学生学习次数和学习时段的统计情况Fig.3 Students'study times and study periods according to the Super Star System

《仪器分析》的知识点主要围绕着用于科研、生产的大型仪器，但由于本科教学条件的限制，实验教学过程中只能通过观摩的方式来了解大型仪器。因此本项目充分利用各类虚拟仿真教学平台端，包括线下的吉林农业大学自建的虚拟仿真平台及线上的国家虚拟仿真平台，让学生模拟操作大型仪器，完善其认知结构，打破现实教学条件中大型仪器配备不足的困境。目前所使用的虚拟仿真教学资源得到了大多数同学的认可，通关式的学习方式也让他们在游戏中将知识真正地融会贯通。

1.3《仪器分析》课程考核的改革

史静寰老师指出，教育的过程与结果之间并非是简单线性关系[9]，传统的考核方式只能片面地从分数上考察学生的记忆能力和学习态度，并不能全面、系统地评价学生的学习过程和综合能力，因此，考核过程应该摒弃传统的卷面考核，提高过程考核比例和改变考核形式，激发学生的学习动机，增加内驱力。

美国21世纪学习联盟提出了21世纪核心素养4C模型，即审辨思维、创新素养、沟通素养及合作素养。本项目将上述4C能力作为一项重点考核指标，利用现有的条件结合教学内容引入符合学生需求的情景问题考核。考核过程中鼓励建立同伴合作小组，从团队的角度对问题通过头脑风暴、想象等方式进行分析、评估和探讨，最终提出解决方案，通过多种形式汇报给各组成员，随后在组间通过对比、辩论等方式培养学生的合作能力、沟通能力、创新能力和批判性思维。教师在活动中充当引导者和辅助者的角色，设立情景、确定问题、提供支架、发布成果和评价反思。真实情景考核过程以问题为导向，能够引导学生自主调查研究，合作交流，锻炼其逻辑思维能力，在问题中感知教学过程中的知识体系，建立新旧知识点之间的联结，促进学科交叉和知识的的迁移应用。

本项目从教学伊始和教学结束均对学生的综合素养进行全面考核。考核内容包括传统的出勤率和课堂互动、借助学习通统计的学习频率和时长以及上述的情景问题考核等，可以灵活地检测学生对知识水平的掌握，通过多元化的过程考核强化学习目标，促进学生4C能力的培养。

考核体系是改革成功与否的试金石。此次教学实践过程中，通过成绩分布（图4）可看出，高分数段的成绩较上一年度有大幅度提升。经课后交流反馈，学生的自主学习能力有所提升，学习态度也有所转变，能够自主完成一些拓展性知识的学习。

图4《仪器分析》课程改革前后期末成绩统计Fig.4 Comparison of final scores before and after the instrument analysis course reform

2 讨论

单一、教条的教学模式已经不能满足当代大学生的需求，灵活、多维度的教学改革才是顺应时代发展的必经之路。目前我国的在线教育产业发展迅速，学习通、云课堂、雨课堂、微助教、中国大学慕课和爱课程等多种形式的学习软件层出不穷，除此之外，以互联网为基础的开放性学习资源突破了教学时空的限制，丰富了课堂形式，提升了学习的趣味性和情景性，为学生课后自主学习提供了有效的途径。因此将资源丰富的互联网+模式与经典、成熟的BOPPPS教学模型相融合，多维度、多途径、多角度地实现师生联动，有助于构建师生多元化学习共同体，提升《仪器分析》课堂的教学质量，有助于培养学生的核心素养和终身发展能力。

教学三要素的多样性和差异化决定了教学改革过程的复杂性，深度的教学改革任重道远，在信息化时代，依赖互联网使教与学与时俱进，建立以学习者为主体、具有包容性和弹性的高质量课堂[10]将是顺应时代发展的教学改革方向。将不同的个体因材施教培养成符合社会需求的创新型人才需要各门专业课程的合力。未来吉林农业大学中药材学院将进行校企联合，结合中药材学院创办的“参茸道地药材现代产业学院”改善“重实验，轻实践”的现状，关注社会市场需求，为形成良性供需产业链奠定基础。