面向对象方法学课程的BOPPPS教学模型

2017-02-25郭艳燕周世平贺利坚

计算机教育 2017年1期

关键词：面向对象教学内容模型

郭艳燕，周世平，贺利坚，杨军

（1．烟台大学计算机与控制工程学院，山东烟台 264005；2．烟台大学文经学院，山东烟台 264005）

面向对象方法学课程的BOPPPS教学模型

郭艳燕1，周世平1，贺利坚1，杨军2

（1．烟台大学计算机与控制工程学院，山东烟台 264005；2．烟台大学文经学院，山东烟台 264005）

针对面向对象方法学课程现存的问题，结合本课程理论性和实践性都较强的特点，以面向对象分析设计原则教学内容为例，从课堂引入、学习目标、前测摸底、参与式学习、后测反馈和课堂总结6个环节进行BOPPPS教学模型设计，旨在通过激发学生的学习主动性来达到提高课堂教学质量的目的。

面向对象方法学；BOPPPS模型；教学改革；参与式教学；Bloom教学法

0 引言

面向对象方法学课程是高校计算机和软件工程专业的一门必修课，是学生提高软件工程和实践能力的重要课程。教学内容主要包括UML建模、面向对象系统分析和面向对象系统设计，其中面向对象系统设计的重点是面向对象设计原则和设计模式。该课程虽然是一门以实践为主的课程，但建立在较强理论性的基础上，面向对象思想融会贯通在整个教学内容中，对学生的抽象思维有很高的要求。

目前面向对象方法学课程教学中常存在以下问题[1]：

（1）没有明确的教学目标，导致学生不知道对知识的掌握应该到何种深度和广度。

（2）教师过分关注知识的系统性和基本概念的定义，而未注重知识点的实际应用，使学生的理解更多得停留在理论层面上，缺乏对知识的实践体验，从而影响学生的学习兴趣和积极性。

（3）教学中把学生当听众，学生仅仅是被动的听讲，极少地参与到教学过程中，不能提升学生主动思考和解决问题的能力，导致不能集中精力听讲，对知识的理解不够深。

（4）由于教学反馈信息获取不及时，难以及时了解学生对知识的理解和掌握情况，无法从学生的角度去进行教学设计，教学效果欠佳。

为了解决上述问题，提高面向对象方法学课程的教学效果，需要对该课程进行科学的教学设计，实现研究型教学改革。遵循面向对象设计原则是实现具有可复用性、可扩展性和灵活性软件开发的重要保障。

1 实现有效教学的BOPPPS教学模型

在进行研究型教学改革中，结合教学效果的评价标准和有效教学，将BOPPPS教学模型应用到面向对象分析设计课堂教学中，是一种进行有效教学的实施方案。

教学效果的评价标准要从学生角度出发，包括学生对知识的掌握程度和准确灵活的运用所学知识的能力。提高教学效果的重要措施之一就是让学生在各个环节都能够全方位地、深度地参与到教学互动过程中，包括教学内容的讨论、归纳和实践，从而培养学生主动思考和学习的能力。有效教学必须遵循教学活动的客观规律，是有效益、有效果和有效率并重的教学。有效益，表示教学目标与社会需求相吻合;有效果，表示教学活动结果与预期教学目标相吻合;有效率，表示教学方法和手段的选取有利于提高教学效果。有效教学必须兼顾教学历程的每个环节，包括“教学目标—教学行为—学习活动—教学评价—教学目标”这一循环过程中的每一步[2]。

BOPPPS教学模型是一种源自北美的课程教学模式，是根据教育学中人的认知理论提出的一种教学过程设计，是一种强调学生参与式的教学互动和及时教学反馈的闭环教学模式。BOPPPS教学模型从教学组织实施层面，给出了遵循教学循环过程的6个环节（见表1），6个环节组合而成的单元课堂遵循起承转合的脉络。对于一个知识单元的教学，要达成有效教学的目标，必须做到教学知识的有效导人、学习目标的明确告知、学习能力的准确把握、学习效果的有效获取和教学知识的精炼总结。教师需要根据教学内容与教学目标对课堂教学进行精心设计，构建能够让学生积极参与的学习情景[3]。从提高教师教学技能方面来说，BOPPPS教学模型能够帮助教师有效地组织课堂教学，及时获取教学反馈信息;从培养学生学习主动性方面来说，该模型能够帮助学生思考如何分析问题、如何探寻学习难点、如何反思学习的盲点等问题[4]。

2 基于BOPPPS教学模型的课堂设计

在BOPPPS模型教学法的指导下，结合面向对象方法学课程的特点，按照BOPPPS教学模型6环节对课堂教学设计进行探索和尝试[5]。

2.1 引入

教育心理学研究表明，精彩的课堂不仅能使学生的学习状态迅速转向兴奋，而且可以使学生把知识当成一种自我需要，调动学习的主动性，从而达到教学任务的顺利完成和教学效果的提高[6]。良好的课堂引人，需要教师对课堂教学内容进行灵巧和严谨的设计，使之既具有知识性又具有趣味性。常用的导人方法除了强调引人知识的重要性和实际应用中的价值外，还可以设计与教学主题相关的有趣问题，采用问题设疑法、实验演示法、提问启示法和案例分析法等方法来进行知识导人。

例如，在讲解面向对象设计原则教学内容之前，先让学生思考一个简单、众所周知的数学问题“正方形是不是一种特殊的长方形?”学生一定会回答“是”，因为在数学范畴中，这种表述是正确的，即长方形与正方形是一般与特殊的关系。在先修课程“面向对象编程语言”中曾经讲到，具有一般和特殊关系的两个类之间可以建立继承关系，因此正方形（Square）就是长方形（Rectangle）的子类，如图1的UML类图所示。这种满足数学关系的实例在面向对象设计中是否正确呢？我们进行程序验证。如图2所示：运行测试代码1，使用父类Rectangle对象时，程序正常运行;运行测试代码2，使用子类Square对象时，程序陷人死循环。此程序运行结果表明，当用子类对象替换父类对象时运行出现了问题，说明长方形和正方形的这种继承设计是错误的，之所以错误，是因为它违背了面向对象的设计原则，从而自然地引出要讲授的问题“面向对象设计原则”。这种引人方式让学生脑洞大开，激发他们的学习兴趣和求知欲。

表1 BOPPPS教学模型各环节的含义

图1 UML类图

2.2 学习目标

教学目标制定的是否全面、准确、具体和切合实际，决定课堂教学的效果。以往的教学目标常使用“了解、掌握、理解”等含义模糊且抽象的词语，导致教学目标表述不明确，缺少可操作性，从而给后续的教学评价、评估带来困难。BOPPPS教学模型则强调教学目标的叙述必须具体、明确并具有可检验性，叙述要素包括对象是谁、学的内容和学得程度等。明确学习目标有以下几方面作用：①为教师选取授课内容和设计课堂参与式活动提供依据;②为教学效果的评价提供依据;③为学生的学习过程进行指引;④为学生进行自我评估提供依据。BOPPPS教学模型强调课堂目标必须是以学生为主体。通过这种以学生为主体的清晰、可量化、易评测的学习目标，学生很容易了解课堂的目的，并能评估自己是否达到了要求[7]。可见学习目标既是课程学习的出发点，也是落脚点[8]。

图2 正方形与长方形继承关系是否正确的测试代码

Bloom按照人的认知层次将学习目标由低到高逐渐划分为记忆、理解、应用、分析、评估和创新6个层次[9]。根据面向对象设计原则设计课堂教学内容，结合认知层次来细化学习目标（见表2）。例如，对面向对象设计原则之一的“里氏替换原则”知识点的学习目标描述为：通过里氏替换原则来对设计中出现的继承关系的正确性进行判断，并对违反里氏替换原则的设计进行改正，从而保证继承关系的正确性。

表2 面向对象方法学课程不同认知层次对应的学习目标

2.3 前测

该教学环节设计的目的是在正式讲课之前对学生进行摸底，对其所具备的知识层次进行预评价，为有效而合理地开展教学设计提供依据。通过前测环节，教师一方面可以帮助学生回顾先导知识，为后续的学习作铺垫;另一方面可以准确了解学生对先导知识的掌握程度和引人环节所激发的学习兴趣程度，从而结合本节课的学习目标来调整课堂教学内容的进度、深度以及参与式学习的方式。通过前测环节，学生可以了解自己所掌握知识的不足，同时也可借此向教师表达学习需求，对教学方法和手段提出建议。前测可以在课堂中进行，也可以在课前进行。具体方法包括课堂提问、课堂测试、调查问卷和作业等。

由于面向对象方法学课程的教学内容涉及大量的抽象知识点，而且理论性和关联性强，因此前测环节就显得格外重要。该课程对前期课程要求较高，包括面向对象程序设计语言、数据库及软件工程等课程。先期准备知识的不完备性以及知识点之间的衔接不连续性引发的断层，会导致学生对知识的理解模糊和对知识的掌握找不到切人点等问题。例如，在学习七大面向对象设计原则之前，学生要对面向对象三大性质——封装、继承和多态有准确的理解，并需要学生具备抽象类和接口应用编码能力，才能将理论上的设计原则在实际应用中加以实践。如果学生不具备这些能力，而教师的授课也不因为学生的差异做任何改变的话，必将导致学生对教学内容无法准确理解，达不到有效教学的目的。因此，要获取学生对这些前提基础的认知程度，就需要进行前测环节的设计。

2.4 参与式学习

BOPPPS教学模型强调课堂教学要让学生深度参与，根据Bloom教学法可知，参与式学习使学生学得更积极、深人和持久。参与式学习是以学生为主体的教学理念，学生在整个教学过程中起主导作用，教师在学生学习过程中扮演指导者、组织者和帮助者的角色。参与式学习有利于激发学生的学习兴趣，调动他们的学习积极性和主动性。参与式学习重点强调教学过程中学生与教师的互动和体验，将传统的单向信息传导转变为双向的信息交流。参与式学习分为两种：①教师与学生之间的互动，如启发式教学、案例分析、翻转课堂、游戏等;②学生之间的互动，如小组讨论、辩论、角色扮演、合作学习、研讨、动手实践等。参与式学习的开展需要教师根据不同的教学内容结合前测结果来具体确定。

参与式学习有赖于教师的精心设计，在参与式学习过程中，对教师有较高、较全面的要求。首先，教师需要转换学生的学习观念，激起学生“我要学”的求知欲，使学生认识到参与式学习的重要性，并采取各种鼓励性和干预性措施来激发学生参与。其次，教师需要在对授课知识的认识上提升高度，提前设计好参与式活动来引导学生积极思考，从而提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。再次，考虑到参与式学习的半开放性，教师还需要具有较强的课堂掌控能力，避免学生偏离教学主线，确保参与式活动围绕教学目标有序地开展。此外，教师还需要时刻关注学生的反馈来引导教学活动的开展，及时了解并解答学生的兴趣点和疑问点，指导学生分析问题、互相间进行评价和分析，拓宽学生的知识面，深化对所学知识的理解。教师通过这一系列总结、反思和改进，不仅丰富了教学内容，而且提高了自身的教学水平。

例如，在讲解七大设计原则时，可以采用分组学习讨论的参与式学习方式，每个小组学习一个设计原则，对相关知识进行查阅、理解、吃透，并选择一个易理解的案例给其他小组进行讲解。最后老师对所有小组进行点评和总结，阐述每个原则的核心思想和各个设计原则之间的关系，让学生有一个总体的理解和把握。

2.5 后测

后测是依据教学目标对教学过程及结果进行价值判断并为教学决策服务的环节。该教学环节设计的目的是使教师及时了解学生的学习成效，从而判断是否达到教学目标，进而对整个教学过程进行分析，找出需要调整和完善的环节，优化教学过程，在满足学生学习需求的同时，不断地提高自身的教学水平。教师可以根据后测结果来布置课后作业，并及时调整下一次授课内容的深度与进度;学生可以结合后测结果，根据教学目标对自己学习情况进行评价，从而直观了解自己的学习程度，激发学习兴趣或改变学习方法。针对不同的教授内容，有不同的后测方式，包括小测验、随机提问、开放式的问题讨论、学生总结和反馈信息表等[5]。反馈信息表可以包含以下项目：①本节课学到哪些知识？②喜欢老师的哪些教学形式和方法？③哪些内容没听懂？④对课堂教学的建议？⑤哪些内容希望能讲得更详细？

在对“里氏替换原则”教学内容的后测中，可以列举出相关案例，如“鸵鸟是不是鸟”，采用问题探讨的方式，从学生的探讨过程和结果中获取学生掌握和应用知识的程度。

2.6 总结

课堂总结可以为学生提供一个回顾所学内容并将所学内容系统化的机会，是本节课的画龙点睛之笔。总结要具有简短性、系统性、概括性和延伸性。好的总结能够帮助学生突出难重点、理清知识点间的关联、加深理解、巩固记忆、活跃思维和激发学习兴趣，并为下一知识点的引人作好铺垫。总结可以由教师讲述进行，也可以引导学生来完成。总结可以采用口述、板书或多媒体形式，结合总结图表、示意图和概念图等来组织和表征所学知识。表3是对面向对象设计原则教学内容进行的总结。

表3 面向对象设计原则教学内容总结表

3 BOPPPS模型在实施过程中应注意的问题

（1）在借鉴BOPPPS教学模型的同时，可以结合多样化的教学手段和教学方法。

（2）为了更好地应用BOPPPS教学模型，教师需要对教学内容进行研读、分析和梳理，选取易于理解的典型案例，从学生的思维角度出发，引导学生进行观察、思考、分析和总结。

（3）可以将BOPPPS教学模型延长至课前和课后。在课前要求学生预习并完成前测，使学生了解课堂内容的基础知识，并进行简单测试;在课堂上完成引人、参与学习、后测和总结的教学过程;课后进行作业和教学反馈。

（4）参与式学习的开展由课堂前测来决定，以学习目标来进行课后评价，检验教学目的达到程度，从而对参与式教学的效果加以检测。

（5）一种教学模式不可能对所有课程都适用，BOPPPS教学模式也未必适合所有课程或全部教学内容。因此在具体实施过程中，可以结合课程特点、教学内容和学习目标对6个环节进行适当次序调整或环节删减[10]。

4 结语

BOPPPS教学模型是一种有效的课堂教学组织模式，注重“教”与“学”的双向互动和反思。按照BOPPPS教学模型中的6个环节来进行面向对象方法学课程的教学设计，通过具有吸引力的课堂引人、明确地设定教学目标、合理地进行课前摸底、恰当地设置互动环节、及时地安排课后教学反馈和精炼的课堂总结，不仅可以使教师的教学技能更加精进，而且可以充分调动学生的学习积极性、主动性和创造性，从而达到更显著的教学效果。

[1] 罗宇, 付绍静, 李暾. 从BOPPPS教学模型看课堂教学改革[J]. 计算机教育, 2015(6): 16-18.

[2] 陈桂友, 张姣, 王平, 等. 基于BOPPPS和LBD的单片机教学研究[J]. 电气电子教学学报, 2015(5): 65-68.

[3] 武东英, 肖达, 丁志芳. 基于BOPPPS教学模型的计算机网络课程教学设计[J]. 计算机教育, 2015(22): 60-67.

[4] 陈卫卫, 李清, 李志刚, 等. 基于概念图和BOPPPS模型的教学研究与实践[J]. 计算机教育, 2015(6): 61-65.

[5] 刘静. BOPPPS教学模型在数学分析课堂教学中的应用研究[J]. 考试周刊, 2015(96): 49-50.

[6] 刘洪波, 张俭鸽, 杨奎武. BOPPPS模式在操作系统教学中的实践[J]. 计算机教育, 2015(19): 83-85.

[7] 付绍静, 刘丹, 赵文涛, 等. BOPPPS模型在信息安全数学基础课堂中的应用[J].计算机教育, 2015(6)：22-25.

[8] 穆华, 李春. BOPPPS模型及其在研究型教学中的应用探究[J]. 陕西教育: 高教, 2015(10): 27-30.

[9] 王之元, 易晓东, 李姗姗, 等. 面向MOOC的程序设计语言课程教学设计[J]. 计算机教育, 2014(2): 55-58.

[10] 殷旭辉. BOPPPS在思政课教学中的应用与反思——以“原理”课的一个知识点为例[J]. 黑龙江教育(高教研究与评估), 2015(9): 7-8.

（见习编辑：张勋）

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