基于BOPPPS+思维导图的模块化教学模式的应用

师路欢，李耀辉，张飞云

(许昌学院,电气与机械工程学院，河南 许昌，461000)

伴随着建校几十年《电机学》课程教学也形成了较大的规模，凝练出了不少特色，1997年电气与机械工程学院(前身物理系)为了培养人才的需要，设置电机电器专科专业，开设了《电机拖动》课程，师资、教学大纲、实验设备、教学模式及教学方法等进入探索实践建设阶段，2002年设置电气工程及其自动化本科专业也开设该课程，2017年专业认证的需要将此课程改为《电机学》和《电力拖动与控制》两门课，授课人数从2002年至今共计1900余人.《电机拖动》在2013年通过验收成为许昌学院优质课，《电机学》在2020年被立为课程思政样板课程.

根据行业需求和学校应用型发展的定位的要求，深入实施OBE理念，电机学制定了知识目标、能力目标和素质目标.知识目标为各种电机的基本理论和分析方法等，能力目标包括通过课程的学习使学生掌握基本计算建模能力和将基本的电机知识运用到电气领域相关项目的电路分析和电气控制中，培养学生的实际动手能力和设计能力，能解决以电机为核心的实际工程问题；素质目标为思政育人目标，从不同的哲学角度帮助学生形成正确的世界观、人生观、价值观，养成严谨、踏实、安全操作的工作习惯，培养创新思维意识和良好的职业素质，塑造工科学生的大工程观.

1 创新要解决的问题

采用BOPPPS+思维导图的模块化教学方式来完成《电机学》的教学任务，BOPPPS教学模式围绕教学目标开展教学，课前下达任务、推送资料；课中，可以实现对学生进行分组，更注重团队互动，全员参与；课后，测验功能检测学生学习情况，开启讨论能让学生把自己的心得体会，分享给其他学生.它以教学目标为导向、注重搭建增强学生参与性和互动性的平台，增加与学生互动交流，及时准确了解学生对所学知识的掌握情况，在保证理论铺垫的前提下，尽可能地减少学生的抵触心理，引导学生自主学习.

思维导图学习模式[1]，在学习过程中建立思维导图框架，清晰地将电机学课程中的主要知识及其之间的关系表现出来，形成放射性思维系统图，采用“图文并茂”的方式，帮助学生梳理课程的主要内容与重难点，进而提高学生的思维能力和知识点的记忆能力，最终实现高阶性的升级、创新性的提升、挑战度的提高.

模块化教学，在学生实习过程中，教师需要根据学生实施的具体步骤和细节有针对性的提出建议，避免学生犯方向性错误，避免学生出现畏难情绪.这种教学方法，可以培养学生自学能力和获取信息的能力，学生通过自己的努力，屡败屡战，一次又一次的查找问题，最终解决问题，进而提高学生对该课程的认同度.

2 创新过程

2.1 优化的教学目标

电机学开设在第4学期，学分4分，64学时，在此之前学生们已经学习了《高等数学》《大学物理》等课程，在此之后学生要学习《电力系统分析》《电力系统继电保护》等专业课程，在这个过程中电机学起到了承上启下的作用[2].但是学生往往对学过的课程出现考过即忘，学过仍不会用的现象，本门课程在授课过程中为了避免出现这种现象，采用学中做、做中学、学会做、学做结合的思路.所以，这门课的采用线上线下相结合，基于任务的教学模式.即以综合职业能力为目标，以情境为主题，以任务为载体，让学生达到真学真做.将知识元素和思政元素融合在任务当中，进一步培养学生的家国情怀、职业素养、工匠精神，由此本门课程为了达到向学生传递专业知识的同时并树立正确的世界观、价值观的目的，通过画龙点睛式、专题嵌入式等方法，实现寓道于教、育德于教、寓教于乐的目的.

2.2 教学内容重构

为了达到教学的目标，对教学内容进行了重构如图1所示.把整个电机分成四大模块，分别是结构模块、原理模块、控制模块、应用模块.相较于传统的直接将知识点分成交流模块和直流模块，只能是局部的问题教学，学生对局部知识掌握较好，不能从宏观上掌握电机的本质.内容重构是基于设计元素将结构、基于结构讲原理、基于原理讲应用、基于应用将维护，四个模块既相互独立有不可分割，将直流电机和交流电机各个部分有机的融合在一起，构造大电机理论，将各个模块划分为不同的子模块，再根据学生的层次和授课的学时来合理地分配和选取子模块的教学，让学生从本质上、更高的角度、更深的层次去了解和分析电机，有利于学生对知识的掌握和应用.

图1 内容重构

2.3 创新的教学方法

在整个教学设计过程中，突出教师和学生之间互动，采用线上和线下相结合、理论和实际相结合、以贴近生活的实际案例来引导学生自主学习[3-5].从而提升学生的自学能力、实践能力和创新能力，进而实现学生能力螺旋式提升的结果.

课程采用BOPPPS+思维导图的方法进行教学，包括三个教学情境：教师手把手学生照着做、教师提出思路学生学着做、教师放开手学生自己做，在重复的过程中逐步提升学生的能力.本门课程还设计了丰富的线上资源，通过学习通平台，发布线上教学视频、工作任务、作业以及测试等，为了达成素质目标的培养，紧紧围绕立德树人这条主线，利用线上线下相结合的方式，将课程思政案例发布到学习通中，学生可以通过线上进行学习，教学方法的融合如图2所示.

在课前，教师提供课前预习的思维导图构架，引导学生建立知识树的“树干”，提取关键知识点做成任务，下发到学习通中，把与此有关的生活实例和工程案例等资料通过学习通平台推送，学生通过学习通接收推送的资料，进行线下自学、组内交流，实现教学内容基本学会.在课中，教师对学生的学习任务进行反馈，分析结果，师生之间共同讨论，对重点和难点进行精准讲解，随后进行课堂测试，检查学生知识点的掌握情况，实现教学内容的进阶学会.在课后，布置作业，下达预习任务，通过学习通组织学生进行讨论和分享，引导学生自主绘制思维导图，对知识点进行梳理、凝练、完成对知识的比较、迁移和提升，在绘制思维导图的过程中及时发现自己学习中存在的不足，有针对地弥补和强化，真正地做到知识自己梳理、规律自己寻找、问题自己发现.学生之间进行作业反思，教师通过线上和线下进行个性化答疑，对学生出现的问题随时进行诊断，实现教学内容的创新应用.

图2 教学方法的融合

2.4 评价体系的融合

构建多维的课程评价体系，丰富过程性考核，加入思政考核内容.将课程评价分成过程性评价、终结性评价、思政评价三部分，过程性评价和终结性评价都有线上和线下两部分组成，线上在学习通中增加教师和学生的互动，线下小组讨论，思政评价部分有竞赛、科技创新等组成，这种多维度的考核从重视学生的基本素养入手，探索培养学生的综合素质为目标，培养创新思维意识和良好的职业素质，塑造工科学生的大工程观，使电气专业学生成为具有实践能力、创新精神、工匠精神的应用型人才.

3 效果分析

课程不断探索教学改革方法，进过几年的实践取得了一定的成绩，课程分别被确立为优质课程和课程思政样板课程.

通过问卷调查学生认为改革后的教学手段和教学模式对课程学习帮助度很大，对老师的教学效果很满意，如图3所示，并且在学生在各种竞赛中取得了丰收的成果.

图3 帮助度和满意度

通过电气工程及其自动化专业17级和18级学生教学目标达成度对比图如图4所示，18级各个目标比17级都略有提高，说明改革的教学方法和手段基本合理，教学效果较理想.

图4 达成度对比

电气工程及其自动化专业的专业课还有《自动控制原理》《电力系统继电保护》《电力系统自动化》等课程具有共同的特点，BOPPPS+思维导图的方法进行教学能够增加与学生互动交流，及时准确了解学生对所学知识的掌握情况，在保证理论铺垫的前提下，尽可能地减少学生的抵触心理，引导学生自主学习，提高学生的思维能力，提升学生对知识点的记忆能力，最终实现高阶性的升级、创新性的提升、挑战度的提高.