以学生为中心OBE-BOPPPS 教学模式实践＊——以“误差理论与测量平差基础”课程为例

赵亚红，周文国，江培华，张伟光

（华北科技学院建筑工程学院，北京 101601）

OBE（Outcome Based Education）成果导向教育由美国学者SPADY 首次提出，以学生为中心，学习成果为导向进行教学设计，并根据学生的学习反馈不断改进教学设计，并很快得到教育界的认可[1]。自2013-06，中国被接纳为《华盛顿协议》签约成员，工程教育成为中国高等教育重要组成部分[2]。BOPPPS，即：引入（Bridge-in）、目标（Objective）、前测（Pre-assessment）、参与式学习（Participatory Learning）、后测（Post-assessment）和总结（Summary），强调学生在学习中充分参与，并获得及时反馈信息，从而对教学活动进行调节，是一种教师可以用来评估教学设计有效性的工具[3]。

“误差理论与测量平差基础”是测绘工程专业一门专业核心基础课程，要求学生具备一定的逻辑思维能力，能够利用所学的知识分析并解决实际工程测量中数据处理问题，具有较强的理论性和工程应用性。但在传统教学中存在教师讲授为主，学生被动接受、参与度低、学生学习目标不明确，学习效果差等问题[4]，为了提高学生的参与度，激发学生学习主动性，在OBE 理念下，采用BOPPPS 教学模组展开教学。主要从OBE-BOPPPS 教学设计思路、教学实施过程、教学效果评价几个方面进行了教学改革实践。

1 OBE-BOPPPS 教学思路和理念

为了达到教学目标，激发学生的学习积极性，实现学生自主学习，培养学生根据实际工程分析问题、解决问题能力，以OBE 教育理念为核心，将课程教学目标分解为明确的、可达、可量测的学生预期学习产出，课程资源开发、学生管理、辅导等教学活动都要围绕预期目标而展开，采用现代化智慧教学手段，按照有效教学模组BOPPPS 组织课堂教学，提高学生的参与度，实现“教师教为辅，学生学为主”的转变。主要实施步骤如下。

首先将课程目标进行分解为章节目标，章节目标要明确、可量测。

接着利用雨课堂或超星“一平三端”智慧教学平台，发布课前预习。课上知识回顾，通过知识回顾或工程实例实际，提出问题，引出本节课（Bridge-in，B），抛出本节课程的学习产出目标（Objective/outcome，O），根据以往的知识，进行课前测验（Pre-assessment，P），遵循师生互动、全员参与原则，了解学生的学情，教学过程中通过师生互动、小组讨论、小组抢答等形式设计参与式学习环节（Participatory Learning，P），通过后测（Post-assessment，P），测出学生学习目标达成度，然后进行小组总结，总结本节课程或本节知识点（Summary，S)。

最后通过课上学情分析以及课后作业等形式，对学习不达标的同学，采用分层教学法，重新下发学习任务以及作业，直到达到教学目标为止。根据学生后测、课后作业学习效果和课堂教学评价，反思教学过程中的问题，对教学设计不断进行调整优化，持续改进。具体教学思路如图1 所示。

图1 OBE-BOPPPS 教学思路

2 根据课程大纲中的课程目标细化章节目标

在OBE 教育模式下，课程目标与毕业要求的指标点一一对应[5]，同时教师要根据课程目标通过一定的教学方法和教学评价完成教学内容，而有效的课堂教学设计有利于课程目标的达成。“误差理论与测量平差基础”是本校测绘工程本科开设的专业基础核心课程，根据本校的应用型人才目标定位以及本专业毕业要求目标，确定本课程的6 个知识目标和2 个能力目标。

知识目标包括：①掌握误差的基本理论知识，能够判断误差类别，并能够熟练应用误差传播定律；②掌握四种经典测量平差处理的理论方法；③能够使用测量平差软件进行测量数据处理；④能够利用平差方法解决实际工程测量问题，并能够进行精度评定；⑤能够根据工程需要，选择合理的误差处理方法，并能够确定点位误差绘制误差椭圆；⑥了解近代平差理论以及统计假设检验在测量数据处理中的应用。能力目标包括：①分析问题解决问题的能力；②逻辑思维创新能力。

在明确了课程目标情况下，将课程目标拆解为可量测的章节目标。如第五章条件平差，分解为知识目标和能力目标。

知识目标：能够描述条件平差的函数模型；能够判断几何模型中的必要观测值个数；能够根据几何模型列立条件方程；能够求得条件方程的解，并能够评定解的精度；对应课程目标中二、三、四、五。

能力目标：具备一定的处理测量数据的能力，具备利用条件平差分析并解决实际工程测量数据处理问题的能力，与课程能力目标相对应。其他章节类似不再一一列出。

利用BOPPPS 有效教学模组，参照布鲁姆目标分类法设定可量测的合理的学生学习目标。目标不可量测，目标太大太小，在后测阶段均无法评价学生的学习达成度。因此学生学习目标（学生预期产出目标）非常关键。

3 基于OBE-BOPPPS 课程教学实施方案

教学改革的最终目的是提高教学质量，培养高质量的人才，而高质量的课程代表教育质量高，那就需要转变传统教学中教师满堂灌，学生被动式接受的方式，需要教师进行有效的教学设计提高或吸引学生的学习兴趣和热情，提高学生的课堂参与度。BOPPPS 是一种帮助教师组织教学的工具，能从引入、设置学习目标、前测学情，组织学生参与学习，后测目标达成，课程小结几个方面带动学生的学习积极性，而得到广泛的应用[6-8]。以本课程（第5 章5-1 条件平差原理为例）说明具体的BOPPPS 教学模组实施方案，如表1 所示。

表1 5-1 条件平差原理BOPPPS 教学设计

在教学实施的过程中，通过雨课堂智慧教学平台，设置前测练习，实时根据学生的答题情况，了解学生对所学知识的掌握情况，有重点的讲解本节课用到或关联的知识点。根据前测以及引入提出的问题，可以抛出本节课的细化的可量测的学习目标，让学生了解这节课需要掌握的内容，通过引导、提问、小组探讨代表回答，上传答案等形式让学生参与到学习中，并针对学生的提交或者回答的答案，进行教师点评或者生生互评，通过后测了解全部学生的学习达成情况，根据掌握的学生反馈的情况，及时调整教学内容，最后对本节知识点进行总结，同时课后作业延伸。根据智慧教学平台的学情数据，采用分层教学，对不达标的学生（设定一个阈值如80%，课堂或课后作业达成度占总分数的比例）重新下发学习任务，最终达到教学目标。

4 教学效果、评价

在信息化平台助力下，以OBE 教育理念为核心，采用BOPPPS 有效教学模组，学生全员参与讨论、问答、问卷等课堂活动环节，有效改善课堂氛围，提高学生的参与度，教学全过程突出学习目标和达成度，使得课程学习目标与专业培养目标有机统一。从教学平台数据雨课堂授课师生互动达到6～8 次，超星学习通平台课程课件等资料日点击量最高达400（班级学生50 人）。

教学结果更注重过程评价，将学生课堂讨论、课堂习题、课堂测验、实践环节、作业等相关课程互动环节均纳入到过程考核中，期末考试与平时成绩占比均为50%。在考试试卷难度一致，考核方法一致的情况下，将2019 级与前两届学生（未采用BOPPPS 教学模式）的最终成绩进行了对比分析，如表2 和图2 所示。从表2 可以看出，在采用BOPPPS 教学模式下，学生的最终成绩平均分数和及格率均有很大的提高，标准差有了一定的减小。从图2 可以看出，2019 级学生成绩分布更合理，表明采用BOPPPS 教学模式，学生的学习效果显著提高。

图2 近三年学生成绩分布

表2 近三年学生成绩平均分、及格率以及标准差

通过学习平台数据及考试成绩可以看出，学生的学习主动性和学习热情有了一定的提高，学习效果较好。利用雨课堂、超星“一平三端”实现了学生的移动和学习再现，方便分析学生的学情以及目标达成情况。采用BOPPPS 教学模组，有效地提高了教师的教学质量和学生的学习效果，该种教学模式可以作为其他课程教学改革的参考。以上均是内部评价，还有外部评价如毕业生、用人单位等的评价，下一步将对进行课程教学改革的毕业生进行跟踪调查。