BOPPPS教学模式在海洋声学课堂中的应用

 
[摘  要]BOPPPS教学模式是通过导言（Bridge-in）引领学生以强烈的兴趣参与学习，根据学生情况设定相应目标（Objective），进行前测摸底（Pre-assessment），以学生为中心，教学实施过程中采用各种教学技能引导学生主动参与学习（Participatory learning），最后根据后测（Post-assessment）检验学习效果并进行小结（Summary）。本文以BOPPPS教学模式为主线，探讨BOPPPS教学模式在海洋声学课堂中的具体应用。
[关键字]BOPPPS；海洋声学；教学模式；高等教育改革
[基金项目]该文系 2016 年度国家自然科学基金青年项目“西北太平洋热带气旋和副热带高压相互作用对热带气旋云系热力学过程的敏感性试验”（41605072）研究成果。
［作者简介］在职作者：孙源（1985.8—），男（汉族），安徽怀远人，理学博士，国防科技大学气象海洋学院，讲师，主要从事海洋气象学研究；在职作者：邓海峰（1984.8—），男（汉族），福建三明人，理学学士，92150部队，助理工程师，主要从事海洋测量调查研究。

一、引言

当下，国内高等院校往往倾向于采用“手把手传帮带”等导师制度^[1]对青年教师开展教学技能方面的培训，尽管该方式可较好地体现各高校的传统特色，但该方式往往会受到不同教师教学特点以及不同课程性质等差异性的影响，在高校教师专业化快速发展的道路上面临着日益严峻的挑战^[2]。因此，如何引进和建立适合我国高校，特别是军队院校特点的教学模式对我国及我军高等教育的健康长久发展非常重要。目前，全国各高校在高等教育改革发展背景下结合自身特点建立了很多各具特色的教学模式^[3-5]，国外上更是不乏各种优秀的教学模式^[6-7]供国内高校参考借鉴，特别是美国SIOP^[8]和加拿大BOPPPS^[9]等教学模式更是受到国内高校的普遍关注。

二、BOPPPS教学模式简介

BOPPPS 教学模式是加拿大教师技能培训( ISW) 中广泛采用的教学模式，该模式重点强调以学生为中心，提出在尊重学情的前提下，让学生全方位地进行参与式学习，并及时获取来自他人的反馈信息，形成持续提升的教学循环。不论线下传统课堂，还是线上网络课堂都可以在该模型的指导下设计教学活动。BOPPPS 模式将知识点教学过程划分为引入（bridge-in）——吸引学生的兴趣、目标（objective）——让学生知道该课程要到达的教学目标、前测（pre-assessment）——了解学生的基础知识掌握情况、参与式学习（participatory learning）——让学生多方位参与教学从而掌握知识、后测（post-assessment）——了解该课程是否到达教学目的、小结（summary）——总结知识点6个部分，因此通常被简称为BOPPPS^[9]。该模式使得线上线下课堂教学的安排更加有条理，为课堂教学活动提供了一个可操作性强的实践流程。
通常来说，BOPPPS教学模式具有以下鲜明特点：
1. 教学时间相对较短
BOPPPS模型可供教师用以设计课程。其模型的基本概念，是将较长时间的教学内容合理切割为若干个小单元，每个小单元的授课时间尽量控制在15 分钟以内，因为一般人的注意力只能集中和维持大约15 分钟。
2. 教学内容相对较少
基于BOPPPS模式的教学主要是课堂教学中反映课堂中某个教学环节、教学主题的教与学活动，或是为了突出某个特定学科知识点的教学，因此相较于较宽泛的传统课堂，BOPPPS模式教学内容往往更加精简，其主题也往往更为集中。
3. 教学设计完整合理
BOPPPS教学模式可将课程根据起承转合的关系，分为六个阶段，依次为导言（bridge-in）、学习目标（objective）、前测（pre-assessment）、参与式学习（participatory learning）、后测（post-assessment）及总结（summary），其中特别强调参与式学习环节在教学实施中的重要作用。
4. 课堂反馈及时
通过BOPPPS前测和后测过程，教师可以在课堂上及时了解学生学前和学后对教学内容的掌握程度，再通过对比教学目标，使得教师不仅可以实时掌握教学成效情况，还可以及时查找自己教学过程中的不足之处，进而有利于教师教学水平的提高。

三、BOPPPS 教学模式下海洋声学微课设计理念

海洋声学课程是研究声波在海洋中的传播特点和规律，并利用声波探测海洋的学科。它是海洋学和声学的交叉学科。在海洋声学课程教学过程中，围绕海洋环境要素对海洋声传播的影响进行展开，以理论性内容为辅，以描述性内容为主。
以“特定海洋环境下声影区的初步判断”为例在海洋声学的教学活动中，笔者利用BOPPPS 教学模式，结合海洋声学课程特点，按照BOPPPS 模式六步教学法对海洋声学课堂设计进行了尝试。在设计过程中，重点强调以学生为中心、以问题为导向的探究式教学理念，特别注重学生深度参与学习，本次微课设计框架见图1。

图1. BOPPPS框架图示例
 
1. 问题引入（Bridge-in）
课堂引入的关键在于成功吸引学生的注意力，充分激发学生的学习兴趣，并关联课堂上即将介绍的教学内容。引入的方法多种多样，如相关的故事或个人经验，学习的理由和重要性，相关联的引导问题，引人入胜的不寻常的事件或热点问题等。针对本次微课，我们通过“为什么二战德国潜艇有时可以躲避水面舰艇声呐的探测，进行偷袭？”这么一个与二战军事行动密切相关且可以引起海洋声学本科学生广泛兴趣的问题进行引入。
2. 学习目标（Objective）
学习目标包括3方面的内容：认知（cognitive）、情感（affective）、技能（psychomotor）。学习目标也表述为学习结果（outcome），其叙述要具体明确，有阶段性，且可测试衡量。BOPPPS模式教学过程中正确的学习目标撰写格式为：who，will do what（performance），under what condition ，how well（criteria）。这些显著区别于以往写教学目标时经常用到的“了解”什么、“理解”什么、“掌握”什么等撰写方法不够具体，可考查测试标准不明确的表述。BOPPPS教学模式要明确具体地描述出学生能知道什么（知识点）、学生能做什么（技能）和学生会在乎什么（情感，包括重视、欣赏）。本次微课的学习目标是使得学生可以综合分析特定情况下的声波传播的盲区（即声影区），为潜艇隐蔽作战提供建议。
3. 前测（pre-assessment）
前测是在本节课开始主体内容学习之前进行学情评价，用于检验学习者对本节课要学内容的认知程度，并帮助教师准确了解学生的能力和兴趣，再结合本节课教学目的，根据前测结果调整教学内容，为有效的教学设计提供依据。通常来说，前测不仅可在课堂中进行，也可在课前进行。前测的具体方法包括课堂提问、课堂测试、调查问卷、作业等，课堂中提问的问题可以是开放式问题或头脑风暴等。
本次微课在课堂中通过提问以下两个问题进行学情评价：
（1） 海洋中声波传播轨迹是直的还是弯的？
（2） 声影区指的是什么？
4. 参与式学习（participatory learning）
参与式学习充分需要体现以学生为主体的教学理念，即以学生为中心，学生在教学过程中代替教师起到主导地位，教师是学生学习的指导者、帮助者和组织者，它突出了学生在学习过程中的主观能动性，更加容易激发学生的积极性和主动性。参与式学习重点是使学生成为学习的主导者，并使尽量多的学生参与其中，主动参与讨论并发表意见，强调鼓励学生充分参与到学习过程中。参与式学习过程的组织需要根据不同的教学内容具体确定。常见的参与式学习方式有场景分析、头脑风暴、角色扮演、研讨、动手实践、游戏、辩论、合作学习等。
本次微课采用场景分析式的合作学习的方法，充分调动学生的积极性参与两种典型案例的分析讨论。
场景1：冬季海洋上混合层内声速剖面如何？其声线轨迹如何分布？
冬季，随着深度的增加，压强逐渐增强，声速随之增加，呈正梯度声速剖面。在正梯度声速剖面中，由于声波的折射，声线向海面方向弯曲，导致对海面下较浅处的目标，声呐探测效果较好，但对于较深处的目标，声呐探测效果较差，发现目标困难。因此，冬季，声影区在深层，潜艇在深层航行隐蔽效果较好。
场景2：夏季海洋上温跃层内声速剖面如何？其声线轨迹如何分布？
夏季，随着深度的增加，温度迅速减小，声速随之减小，呈负梯度声速剖面。在负梯度声速剖面中，由于负梯度的作用，声线向海底弯曲，在浅海，下弯的声线碰到海底，将被海底吸收一部分，因此能量损失大，传播距离短。这导致声呐在夏季探测效果要差一些。因此，夏季，声影区在浅层，潜艇在浅层航行隐蔽效果较好。
5. 后测（post-assessment）
后测主要检验学生的学习效果，检查是否达成学习目标。根据具体情况，后测可以采取小测试、短论文和场景分析等方式。
本微课根据前面所学知识，设定一个假设场景，提问以下一个问题，对学生本节课知识吸收情况，以及举一反三，学以致用的能力进行随堂考查：
在正负梯度交界处会发生什么奇妙的现象？
在上层正梯度区域，声线向下弯曲，而在下层负梯度区域，声线向上弯曲。这样会使得声波的能量在正负梯度交界处产生汇聚，能量损失小，传播距离非常远，形成声道现象。因此，潜艇隐蔽航行的过程中，应尽量避免在声道中航行，减小被敌发现的概率。
6. 小结（summary）
最后，对本节课主要内容进行总结也是非常重要的一环。根据笔者实际教学的经验，通过课堂参与式学习过程，学生能够基本掌握课堂内各个知识点，但往往对知识缺乏有效的整体把握，对知识之间的逻辑联系理解也不够清楚。
本次微课采用课堂反馈和内容回顾法。通过回顾不同声速剖面下的声线轨迹分布以及潜艇声影区隐蔽行动的建议，以及课堂提问的方法进行小结。
 
[参考文献]
1. 张理中，杨倩．高校青年教师培养途径探析［J］．中国高校师资研究，2007(5) : 48-51．
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9. Pat Pattison，Ｒussell Day． Instruction Skills Workshop ( ISW ) Handbook for Participants［M］．Vancouver，The Instruction Skills Workshop International Advisory Committee，2006．
 
 
The application of BOPPPS teaching mode in marine acoustics class
Sun Yuan¹, Deng Haifeng², Hu Yijia¹, Wang Ning¹, Yao Yao¹, Wang Tianju¹, Zhang Yongchui^1
1College of Meteorology and oceanography, National University of Defense Technology, Nanjing 211101, Jiangsu Province
²92150 troops, Zhoushan City, Zhejiang Province, 316000
Abstract: The teaching mode of BOPPPS is used to guide students to participate in learning with strong interest through the introduction (bridge in), set corresponding objectives according to the situation of students, carry out pre-assessment, and focus on students. In the teaching process, various teaching skills are used to guide students to actively participate in classroom activities. Finally, the learning effect is tested by post-assessment before the summary. Taking the teaching mode of BOPPPS as the main line, this paper discusses the specific application of the teaching mode of BOPPPS in marine acoustics class.
Keywords: BOPPPS; marine acoustics; teaching mode; higher education reform