基于BOPPPS模型的推进系统试验方法课程教学方法探索

张 宇 王墨戈 程玉强 李 健 王 蕾

（国防科技大学空天科学学院 湖南·长沙 410073）

0 引言

推进系统试验也称为试车，是任何一种新型发动机研制的基本环节之一。甚至有火箭发动机专家认为，火箭发动机不是研究的成果，而是试验的结晶。因为在发动机研制过程中遇到的所有问题，几乎都是依靠试验来解决的。以我国长征5号系列运载火箭的助推器YF-100液氧/煤油火箭发动机的研制过程为例，自2000年立项研制到2012年通过验收，历经了上百次的试车，累计试车时间超过40000秒。试验是确定推进系统性能指标、评价推进系统性可靠性和寿命的唯一方法，也是检验推进系统能否定型及验收的唯一手段。试验对于推进系统的研制及定型至关重要，但是航空航天推进系统试验的显著特点是成本高、测量难度大、数据处理复杂，因此国防科技大学针对发动机专业研究生开设了《推进系统试验方法》课程，通过课程的系统讲授，使发动机专业的研究生掌握航空航天推进系统研究过程中采用的试验方法及其理论基础，提高研究生试验设计、试验准备、试验组织、数据处理、试验总结等技能和实践能力。

然而，在实际授课过程中，采用传统的课程教学方法，教员按模块讲授试验理论知识、试验设计方法、测量技术、试验技术、数据处理技术等内容，不能有效的激发学生的学习动力和热性。同时，由于《推进系统试验方法》课程与工程实际联系较为紧密，但受限于发动机试验的经济性和安全性，无法满足学生的实际操作需求，导致学生对于推进系统试验方法的认识大多停留在理论层面，利用课程讲授的理论知识解决实际工程问题的能力不强。为了解决这些问题，让学生能够做到理论联系实际、达到学以致用，计划应用BOPPPS模型开展《推进系统试验方法》课程教学方法探索。

1 基于BOPPPS模型的课程教学设计

BOPPPS模型最由加拿大教师技能培训工作坊（InstructionalSkills Workshop）提出，将教学过程分导入（Bridge in）、目标（Objective）、前测（Preassessment）、参与式教学（Participatory Learning）、后测（Postassessment）和总结（Summary）六部分。BOPPPS模型强调学生在整个教学过程中的参与程度，强调师生双方在教学过程中的反思。应用BOPPPS模型能够有效地搭建“教”与“学”之间的互通桥梁，增强学生对于课程学习的积极性，同时提高学生在课堂上的参与度，更多的理论知识和结论让学生在参与式教学中自己总结和掌握。

首先，开展BOPPPS模型在《推进系统试验方法》课程教学中的应用分析。对BOPPPS模型进行特征分析，了解BOPPPS模型的应用背景及其发展历程，以及BOPPPS模型在全世界范围内的课程教学中的应用情况，总结并提出BOPPPS模型的优势特征。BOPPPS模型由引入、目标、前测、参与式教学、后测、总结六部分组成，该模型的显著特性是强调学生在教学过程中的参与和反馈；《推进系统试验方法》课程主要包括试验设计、测量技术、试验技术、数据评估四部分内容，该课程的显著特性是注重对于学生课程实践和工程应用能力的培养。BOPPPS模型是一个强调学生参与和反馈的闭环教学过程模型，以有效教学设计著称，该模型的精髓就在于有效的互动式教学过程设计，因此适合用于开展《推进系统试验方法》课程教学设计。对《推进系统试验方法》课程的教学目的、教学内容、授课对象等因素进行具体分析，提出将BOPPPS模型应用于课程教学中预期带来的有益影响，以及可能出现的问题。并且依据《推进系统试验方法》课程的特点优化、改进BOPPPS模型，提出基于BOPPPS模型的《推进系统试验方法》课程教学设计方案，如图1所示。

图1：《推进系统试验方法》课程教学设计方案

进而，开展《推进系统试验方法》互动式教学案例设计及实践。依据BOPPPS模型和《推进系统试验方法》课程特点，以提高课堂教学的有效性为目标，从课堂构成要素、操作流程、教学策略等方面合理安排、设计课堂教学活动。依据《推进系统试验方法》课程的教学内容，优选出适合于互动式教学的课程知识点，并在课题组内以研讨的形式确定该知识点的课堂教学案例设计方案，并在课题组内模拟开展该案例教学活动，不断改进和完善。在课堂上以“生生互动”和“师生互动”为主要组织方式，通过分组讨论、开放式辩论、活动实践等多种手段开展互动式课堂教学；依据课题组科研项目中的试验内容，组织学生开展真实试验环境下的教学实践活动，通过学生分组讨论提出试验方案、配合开展试验测量，并对试验原始数据进行处理、分析，通过参与式教学过程使学生主动思考，提高学生将授课内容在工程实践进行应用的能力；针对开展的互动式教学内容，制定本学期的综合课程设计大作业题目，让学生通过组队合作的方式共同完成一项综合性课题，增强学生的组织协调能力。

最后，开展BOPPPS模型应用于《推进系统试验方法》课程教学的效果分析及改进。通过分析学生对于课程大作业的完成情况，结合调查问卷、课后交流等方式获得BOPPPS模型应用于《推进系统试验方法》课程教学的效果。将BOPPPS模型应用于《推进系统试验方法》的课程教学中，预期可以增加学生对于课程教学的参与度，提高学生主动掌握课程知识点的积极性，但是最终的课程教学效果还是需要通过实践检验。针对本学期开展的互动式教学案例内容，制定本学期的课程设计大作业，进而将本学期学生课程大作业的完成情况与往期情况进行对比，以检验BOPPPS模型应用于《推进系统试验方法》的课程教学的真实效果。通过调查问卷、课间交流等多种方式，了解学生对于基于BOPPPS模型的《推进系统试验方法》课程设计方案的满意度，了解学生在互动式教学中存在的问题和困难，并在之后的互动式教学案例设计中进行改进。

2 结束语

为提高《推进系统试验方法》课程教学质量和发动机专业研究生的试验设计、试验准备、试验组织、数据处理、试验总结等综合实践能力，本文探索了基于BOPPPS模型的课程教学方法，提出了基于BOPPPS模型的《推进系统试验方法》课程教学设计方案，结合BOPPPS模型的优势和课程特点，通过分组讨论、开放式辩论、活动实践等多种手段开展互动式课堂教学，并依托课题组科研环境为学生创造实际试验设计条件，让学生通过分组协作的形式为完成课程大作业，最后利用访谈、调查等多种方式分析、总结课程的教学效果，不断改进课程教学设计方案。基于BOPPPS模型的《推进系统试验方法》课程教学设计方法，不仅可以丰富课堂的教学形式、增强教员对课堂教学环节的掌控能力，也极大的促进了“教”与“学”之间的互通，提高学生对于课程内容的辩证思考能力，为学生在后续课题和项目中开展试验研究提供理论和技术指导。