BOPPPS教学模型在工艺矿物学课程线下教学设计中的应用

邱俊，吴蓬，朱向楠，孙玉凤，吕宪俊

(山东科技大学 化学与生物工程学院，山东 青岛 266590)

0 引言

山东科技大学的矿物加工工程专业是“国家一流本科专业”“山东省一流专业”，也是山东省一流学科“矿业工程”的核心专业，已经通过“工程教育专业认证”。工艺矿物学课程是矿物加工工程专业的核心课程，经过多年的建设，该课程在2013年获批“山东省省级精品课程”[1]。根据我校本专业的“厚基础、重专业、强能力”的应用型创新人才的培养目标，该课程教学内容包括：矿物通论、矿物个论、晶体光学、偏光显微镜和反光显微镜鉴定矿物；矿石及选矿产品中矿物组成及矿石的嵌布特征、元素赋存状态等方面的基本理论及研究方法。在教学内容方面除了强化矿物学基础之外，特别加强了对矿物学基本知识在矿物加工工程中的应用。学生通过工艺矿物学课程的学习，在知识目标方面要求掌握常见矿物、矿石的物理性质以及工艺矿物学的研究方法，培养学生利用工艺矿物学知识解决常见矿物加工工程问题的能力；在专业能力提升方面通过开展的“互动式”探究性学习活动，培养学生利用工艺矿物学解决复杂矿物加工工程问题的能力；在教学过程中，结合教学内容适度将课程思政元素全方位融入课程教学，坚持“立德树人”的教学理念，培养学生的家国情怀和科学精神[2-4]。元素赋存状态的研究及配分计算方法是本课程的重点教学内容之一，学生通过学习能够对矿石资源进行合理的评价，并且在理论上指导选矿生产，分析选矿生产指标的合理性[5-7]，进而培养学生的工程意识。以下文章以本节课程内容为例，全面介绍BOPPPS教学模型在工艺矿物学课程教学设计中的应用。

1 BOPPPS 教学模型简介

“BOPPPS”教学模型最初由ISW(加拿大教师技能培训工作坊)根据加拿大不列颠哥伦比亚省对教师的资格认证所创建，最初主要用于教师的技能培训使用。在培训过程中采用以教学实践为主的方式，通过集中强化训练以提高教师教学技能和教学的有效性。目前该模型已经被全世界超过33个国家引进采用，其应用实践表明“BOPPPS”是一个“有效果、有效率、有效益”的能够促进学生积极参与课堂学习的教学模式。BOPPPS模型的核心有两点：—是强调学生全方位参与式学习而不只是听讲；二是要及时获得学生的反馈信息，以调整后续教学活动以期顺利达到教学目标[8]。

根据教育部提出的高校要淘汰“水课”，打造“金课”的教学要求，特别强调高校的教学活动要作为驱动力让“学生忙起来，教学活起来，学校管理严起来”。对照“高校金课水课评估标准”，笔者认为BOPPPS教学模式是打造高校“金课”的利器，因为它是一种“以学生为中心”的基于体验式教学而设计的非常有效的教学设计模式。它符合当前倡导的高阶性、创新性、挑战度的“金课”理念，也是高校教师申报获批国家级、省部级一流课程必须具备的教学技能。其中“高阶性”强调的是专业知识、能力以及素质的有机融合，着力培养学生解决复杂工程技术问题的能力和高级思维。“创新性”指的是课程教学内容要充分体现前沿性和时代性，教学方式呈现先进性和师生间的互动性，课程的学习结果具有探究性。所谓“挑战度”，是指课程教学内容具有一定的深度和难度，需要学生努力学习才能够掌握，因此对教师教学备课和学生课下学习都有较高的要求[9-12]。

本课程在教学过程中，基于BOPPPS教学理念，在课前采用任务驱动、翻转课堂、自主学习等策略，挖掘学生学习自觉性；采用过程考核，及时检查督促学习过程，培养学生学习成就感。在情境中引出新知，通过进阶式任务让学生运用知识解决问题，从而实现了知识内化、高阶思维能力提升，同时将矿业发展与国家工业实力、社会主义核心价值观相融合，从而达到了课程思政教学的目的。

2 工艺矿物学课程线下教学设计进程

2.1 导言

本教学环节的主要作用是吸引学生的注意力和提高学生的学习兴趣，让学生了解本课程主题和学习的重要性。首先教师开课前学生利用超星“学习通”APP教学平台完成学生签到后，任课教师根据矿石中元素赋存状态的研究及配分计算的教学内容，以提问的方式引导学生回顾自然界中元素的三种赋存状态(独立矿物、类质同象和吸附状态)以及研究矿石中元素赋存状态的诸多意义—前测(Bridge-in)。

2.2 课程导入，前测

课程学习目标要从学习者的角度出发，明确、适当、可达成、可测量，涉及认知、技能和情意等三方面，本环节主要作用是让学生了解该课程要到达的教学目标以及学生对上节知识的掌握情况。前测的作用是了解学生的兴趣与先备知识，调整后续的难易与进度，让课程的目标更加聚焦。以本课程教学内容为例，在回顾上节课堂教学重要知识点的基础上，自然的给学生提出“如何确定目标元素在原料与产物中的赋存状态？”的问题，启动思考引擎，引导学生思考，从而在此基础之上引出本节课程的授课内容：“Part 1元素赋存状态的研究方法(方法原理)，Part 2元素的配分计算(目标元素在矿物中配分比)，Part 3元素赋存状态的研究实例(培养学生的科研素养)”，并且提出每一部分内容的学习目标(括号中内容并用颜色突出)。

2.3 聚焦任务，提出问题，分组合作探究

该环节是BOPPPS课程教学的重点，全程指导学生参与课程学习。参与式学习的目的在于让学生主动学习、深入思考、强化印象，坚持以学生为中心，采取师生、生生互动的方式多方位参与教学从而掌握专业知识。本环节主要的教师活动如下：

图1 学生利用超星“学习通”APP教学平台签到

深度讲解课程基本知识；紧扣教学内容，通过课件发布学生分组讨论的探究性专业问题并安排学生讨论；安排学生汇报小组讨论结果；对小组讨论结果进行点评，给出正确的答案，并对学生表现给予鼓励和指导；根据课程教学进程，适时通过超星“学习通”APP提出抢答问题，并通过“学习通”平台选择抢答学生完成问题回答；增加互动性，活跃课堂学习气氛，教师进一步针对互动式讨论及抢答学生的回答问题情况进行教学内容的重点讲解。具体如下：

(1)基本知识(教师讲解)

①元素赋存状态的研究方法。

②元素的配分计算。

③元素赋存状态的研究实例。

重点：掌握赋存状态研究方法以及配分计算方法步骤。

难点：研究方法的原理及配分计算结果应用。

(2)引入教学案例，加深对知识的理解(教师讲解)

①毒砂中钴元素的赋存状态研究。

②花岗岩风化壳中的离子吸附型稀土矿中稀土元素的赋存状态。

③某氧化铁矿石中铁元素的电渗析研究等。

(3)互动式教学(任务驱动，以学生为中心)

①小组讨论(Participatory Learning)：根据教师发布的探究性专业问题，学生每6人一组分组讨论，讨论结束安排同学发言。

图2 小组讨论

②学生抢答：为了激发同学的学习积极性，课程教学过程中随机由教师提出相关问题，采用超星“学习通”平台上的抢答功能由学生抢答完成，教师在课堂上进行点评讲解，借以活跃课堂气氛，提高学生的课堂参与度和学习的积极性。

(4)重点讲解

在小组讨论的基础上，根据学生讨论汇报的情况，由教师针对讨论的问题涉及到的课程知识点进行讲解。

①矿物微区分析研究元素赋存状态的工作原理及应用案例。

图3 学生抢答

②元素配分计算方法及计算结果在工程中的应用案例。

③扫描电镜和电子探针用于元素赋存状态的研究原理及应用案例。

2.4 后测

本环节设计的主要目的在于检查学生对课程内容的的学习成果，检测是否达成学习目标，并对知识进行进一步延展。主要组织方式如下：

(1)教师根据授课内容对学生的掌握情况进行提问，并根据学生回答情况，调整课程教学重点讲课进度。

(2)教师及时回复课程网站(http://jpkc.sdust.edu.cn/gykwx/)在线答疑模块中学生提出的问题，并留作记录，分析学生对知识点的掌握情况，并及时调整课堂教学内容和时间分配。

(3)通过与学生课后交流，了解学生的学习状态、对知识的掌握情况以及教学中存在的问题，对教学模式及时进行调整。

2.5 课程总结

该环节是教师对课程教学内容的回顾、知识点的总结，其作用是引导学生进一步巩固学习效果，同时布置延伸思考问题、课后作业以及后续课程的预告等等，具体如下：

(1)课程知识点进行总结，引导学生回答，提升学生对知识的掌握情况；

(2)布置课后作业；

(3)安排下一节课的学习任务并要求学生提前完成预习；

(4)在预习的基础之上完成探究性学习专题：“磁铁矿的嵌布粒度特性与其选矿工艺和生产成本有什么关系?”，并在下节课前完成汇报(下一节课的任务驱动)。

3 结语

为适应高等学校一流课程建设的要求，对照“金课”的建设标准，课程教学坚持以学生为中心的教学理念，教学过程中基于BOPPPS教学模型，采用问题启发—任务驱动—案例教学—师生互动—自主学习等策略，提高学生学习的主动性和课堂的参与度；采用过程考核(课堂提问、课后作业、网上答疑等方式)了解学生的学习状态，并适时实名表扬，激发同学的学习热情，培养学生学习的成就感。在学生熟知的情境中引出新知，通过进阶式问题和任务让学生获得运用工艺工艺矿物学知识解决复杂矿物加工工程问题的能力。课程教学中同时将我国矿业的发展、国家矿业实力与社会主义核心价值观相融合，培养学生的家国情怀、民族精神、科学精神以及作为矿物加工工程技术人员未来的担当和专业使命。