基于BOPPPS模型的植物生理学实验项目式教学路径研究

摘 要：为训练学生的科研技能，提升学科综合素养，在植物生理学实验中开展基于BOPPPS模型的项目式教学探索。依据项目式教学不同阶段的特点，分别建立项目方案设计阶段和项目实施阶段基于BOPPPS模型的教学路径，合理构建课内外相结合的教学框架，设计教与学同步良性互动的教学活动，强调多角色体验的参与式学习，实现项目式教学自主性、开放性与BOPPPS模型有序性的有效结合。基于BOPPPS模型的项目式教学提高学生的科研素养，取得良好效果，为BOPPPS教学模型的创新应用提供新思路。

关键词：BOPPPS模型；植物生理学实验；项目式教学；教学路径；参与式学习

中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2024）33-0119-04

Abstract： In order to train students' scientific study skills and improve their comprehensive literacy， this paper carries out the exploration of the project type teaching in plant physiology experiment based on the BOPPPS model. According to the characteristics of different phases of the project type teaching， this paper focuses on establishing the teaching method in the design phase and implementation phase of the project program based on the BOPPPS model， construct a teaching framework for the combination of in class with out class， and design the teaching activities for the positive interaction between teaching and learning. The study emphasizes participatory learning with multi-role experience. And the study effectively combines the autonomy and openness of the project type teaching with the orderliness of the BOPPPS model. The result proves that the project type teaching based on the BOPPPS model can effectively improve students' research literacy and provides a new idea for the innovative application of the BOPPPS model.

Keywords： the BOPPPS model; the plant physiology experiment; the project type teaching; the teaching method; participatory learning

项目式教学是以培养学生的创新能力、提升学生的素养水平为目标，以项目为主线、教师为主导、学生为主体[1]，通过完成一个完整的实践性项目而进行的教学活动[2]，以创造输出作品或提出解决方案等为学习成果的新型教学方式[3]。项目式教学融知识学习、能力养成和情感体验于一体，具有开放性和综合性的特点，是提高大学生综合素质和创新实践能力的有效途径，因此，逐渐被越来越多的教育实践者接纳和践行。

植物生理学实验是生物学实验课程体系中不可缺少的组成部分，教学重点在于引导学生利用植物学、生物化学等实验方法对植物生命活动进行整体性、综合性研究，是实践性很强的专业课程[4]。北华大学植物生理学实验在大三上学期开设，此阶段是本科生科研能力形成的重要时期，学生通过先修课程的学习，已掌握植物学、生物化学基本的实验方法和操作技能。因此，通过将实验课程转化为项目的形式， 让学生在实践中提出、分析和解决问题[5]，训练学生的科研技能，提升学科综合素养，成为植物生理学实验课程改革的重要方向。但是项目式教学是多学科知识和技能的综合运用[6]，学习内容和过程比较复杂，如果过于强调开放性，疏于过程管理，完全由学生自由发挥，容易偏离项目方向，无法达成预期目标[7]，因此探讨开放性与有序性相结合的教学模式，加强项目实施过程管理，提高教学效果，成为项目式教学深入研究的一个重要领域。为此，我们建立了基于BOPPPS教学模型的植物生理学实验项目式教学路径，精心设计各个环节的教学活动，使教与学保持同步的良性互动，取得了良好的效果。

一 BOPPPS教学模型与项目式教学的契合点

BOPPPS教学模型是一种以明确的学习目标为导向，以参与式学习为核心[8]，具有及时信息反馈功能的教学模型。它将教学过程分成Bridge-in（导入）、Objective （学习目标）、Pre-assessment（前测）、ParticipatoryLearning（参与式学习）、Post-assessment（后测）和Summary（总结）6个规范化教学环节[9-10]，各个环节环环相扣，层层递进，形成功能完整的教学闭环，有效促进学生的深层次学习和能力培养[8]。

BOPPPS模式突出学生在课堂中“学”的主体地位，主张通过多种形式的互动和合作，激发学生的学习兴趣和动力[11]，学生在深度参与的学习活动中主动获取知识，与项目式教学的自主性相契合；BOPPPS模式也强调教师“教”的主导地位，体现在明确而具体的学习目标、有序而规范的教学路径中，与项目式教学的开放性可以相互补充。因此，将BOPPPS教学模型与项目式教学有机结合，根据不同阶段的特点进行适当调整，在以学生为主体的学习活动中，更好地发挥教师的引导、监控和支持作用，可以避免项目式教学流于形式。

二 项目主题的选择

项目主题应具有统领性、综合性和研究性。统领性是指以项目引领教学，通过项目主题将单一实验项目（子项目）组织成一个完整的研究课题[12]，实验项目完成后即完成了学习任务，并得到一项较完整的目标成果[13]。综合性体现在从多个方面对植物生命活动进行整体性研究；研究性是学生以植物生理学实验技术为基础，以解决未知的、真实的问题为目的开展的小型课题研究。如以首个国际植物健康日为背景，设置了“关注植物健康，科学抗逆诱导”的教学情境，提出了“植物生长调节剂对植物抗盐性的综合影响”的项目主题。该主题综合了植物实验材料的培养、植物生长发育和常见生理生化指标测定等实验技术，既需要对植物生命活动进行整体性研究，又可以有所侧重，如选择不同生长调节剂、不同植物、不同生理指标等，为学生自主设计项目方案开展课题研究预留空间[14]，有利于培养学生创新实践意识，训练科学思维能力。

三 项目方案的设计

项目方案是项目化教学的实践指南，由一系列子项目及其具体实施计划组成。项目方案的设计要保证系统性和科学性，要精准分析子项目与整体、子项目之间的关联，把一系列碎片知识整合为具有一定逻辑关系的完整体系，还要体现能力的进阶培养，而学生受理论知识的限制，难以独立完成有质量的项目方案。因此，我们采取“先学后做”的模式，将项目方案设计阶段教学过程分为知识准备（第一次课）+合作实践（课后）+反思总结（第二次课）三个环节，设计了基于BOPPPS模型的教学路径，由教师担任项目方案的设计向导，给出项目宏观框架和关键节点，学生在教师的指导下查阅资料，设计个性化的细节，师生共同完成项目方案。本文以“新型植物生长调节剂对植物抗盐性的综合影响”为例说明具体的教学设计。

（一） 知识准备环节

因为是第一次课堂教学，教师主要是引导学生理解项目主题和学习目标，了解学生的知识基础，讲解必要的理论知识。

1 导入

教师以视频、图片的方式呈现盐胁迫对植物的危害和盐碱地的分布等资料，提出问题：“为什么盐胁迫下有些植物能够生存？能否诱导植物的抗盐性？”引起学生对于植物健康的关注和植物抗逆性的兴趣，激发学生探索热情。引导学生回忆植物生长调节剂的生理作用，将植物生长调节剂与抗盐性诱导相关联，引出项目主题。

2 教学目标

围绕知识、能力和素质3条主线，按照认知规律，设定清晰、具有可检性的目标[15]，并明确告知学生。知识目标：在文献阅读基础上总结盐胁迫对植物的伤害和植物生长调节剂对植物抗逆性的影响。技能目标：小组自拟题目，利用提供的框架设计一个项目研究方案；制作PPT陈述设计方案，并回答问题。情感与价值观目标：激发科学探索的热情，提升对绿色农业的认识。学生明确学习内容和要求，对照相应标准设立恰当的行动目标。

3 前测

教师通过课前访谈先修实验课了解学生实验设计训练情况，通过课上雨课堂答题和现场提问方式了解学生对生物学实验方法、实验设计知识的掌握情况，为后续的讲解和自主学习活动的设计提供基础。

4 参与式学习Ⅰ

为保证学科的知识体系和基本技能训练，教师课前精选实验项目，将重点实验项目整合为生长发育、矿质营养、物质代谢、逆境生理4个基本模块，在每个模块指定1～2个有代表性的实验项目作为必选子项目，为学生设计方案进行导航。课上由教师精讲试验设计的基本知识（基本要素、原则和方法），实验报告以及实验论文的写法和区别[16]。

（二） 合作实践环节

此环节为参与式学习Ⅱ。学生于课后查阅文献，探究实验项目的含义和项目之间的内在联系，通过小组讨论规划自选子项目、选择生长调节剂和植物的种类、确定变量及其水平，完成个性化项目方案。

（三） 反思总结环节

第二次课堂教学主要是检测和评价学生的学习成果，强化学生对相关知识的理解和应用能力，完善项目方案。

1 后测

学生上交试验设计方案，并以PPT的形式在课堂上汇报。教师根据文献阅读数量和质量、项目方案的合理性和可行性、阐述PPT和回答问题的质量，评估各小组学习目标完成情况。

2 总结

教师带领学生对项目设计过程进行总结，对存在的问题进行反馈，对难点进行答疑解惑，提出修改意见，学生进一步反思和修正，确定最终方案。

四 项目方案的实施

子项目的实施是项目化教学的重点，是中心环节，教师根据植物生长的特点和课程需要提前规划和统筹实验的顺序[17]，学生在实验课堂完成实验操作，必须合理、高效地安排课堂时间，提高实验效率才能保证每次实验的效果。主要采取“学中做，做中学”的策略，将BOPPPS模型应用于子项目的实施过程中，并进行了适当调整，通过师生之间的有效互动实现教与学的同步。整个实施过程分为实验准备、课前预习、课中实践、课后提升四个环节。下面以超氧化物歧化酶（SOD）活性测定为例说明子项目实施中基于BOPPPS模型的教学设计。

（一） 实验准备环节

植物生理学实验的准备工作内容繁杂、环节较多，需要很好的条理性，但是操作难度不大，采取学生主持人+实验小组的方式，让学生全面参与并承担主要工作。学生主持人在教师的指导下制作实验讲解微视频、配制实验试剂、准备实验物品和对人员进行分工，为充分调动每个学生的积极性，主持人采取轮流制。实验小组负责本组实验材料的培养和处理。学生在准备实验的过程中，不仅有自主学习，还有知识传授、组织教学、小组合作等多种角色体验，有机会以教师的视角在较高层次上审视整个实验，可以引发学生更多的思考和感悟，还能培养学生的计划、协调、组织能力，提高团队合作意识和人际交往能力[18]。

（二） 课前预习环节

课前预习任务由教师通过雨课堂平台发布，其中包含阅读资料、观看微视频和课前测试。微视频中包括导入、学习目标、实验知识讲解等内容。

1 导入

复习前面丙二醛测定实验的知识：逆境时植物细胞产生大量的活性氧引起膜脂过氧化，丙二醛作为膜脂过氧化产物之一，能反映活性氧的危害程度。引入问题：植物能否清除过量的活性氧？是否有维持自身氧化还原状态平衡的自救机制呢？引起学生对植物抗氧化酶活性的关注，引出本节课题——植物生长调节剂对SOD活性的影响。

2 教学目标

知识目标：阐述SOD的生理作用，说明SOD活性测定原理和操作流程。技能目标：能独立进行SOD酶液提取和活性测定，能分析SOD的变化规律和蕴含的生物学机制[13]。情感与价值观目标：养成良好的实验素养。

3 前测

教师设置客观题通过雨课堂平台检查学生预习情况，对薄弱的部分线下课堂再补充讲解。针对实验的重点内容和注意事项设置思考题：①如何设置实验管、对照管、调零管？②如何消除光强、时间、温度、试管质地和研磨等因素对结果产生的影响？学生通过前测查缺补漏，通过钻研教材、查阅资料提出思考题的解决方案。

（三） 课中实践环节

本环节是以完成实验操作、获得有效数据为核心，教学活动需要学生的高度参与和师生的有效互动。

首先，教师围绕课前布置的思考题引导学生进行讨论，梳理实验步骤和计算方法，加深对实验原理、注意事项的理解[4]。

然后，学生以小组合作方式完成取材、酶液提取、酶活性测定等实验操作，对实验中的异常现象和遇到的问题首先小组讨论解决，不能解决的问题教师及时提供帮助。如实验中容易出现的吸光度值过高或过低、对照组和实验组吸光度值没有变化、数据重复性不好等问题，教师以这些问题为契机，从原理入手指导学生分析问题产生的原因，思考解决的办法。根据实验进程的需要穿插进行仪器使用、数据分析等培训。

同时，教师对学生的实验过程进行全程跟踪与管理[18]，重点关注取材部位、研磨程度、酶液保存、光暗处理等是否正确，以及分析天平、离心机、分光光度计和移液枪等仪器的使用是否规范，发现问题及时纠正，对学生的进步及时鼓励，并督促学生按时完成实验任务。

实验结束时，学生整理数据，进行初步计算和分析，在教师引导下梳理、反思本次实验的内容和注意事项，分析总结实验得失及其原因，提升综合实验技能[19]。

（四） 课后提升环节

1 后测

学生课后完成实验报告，教师根据内容完整性、实验数据的处理、实验结果的呈现和分析等评价学生对实验知识的掌握情况，以及综合利用所学知识对实验结果进行有效解析的能力。

2 总结

教师对实验报告反映的情况进行汇总，在下次实验课前进行反馈，组织学生对实验进行反思，比较SOD和过氧化物酶（POD）活性测定原理和实验设计、酶活性计算的异同点，归纳出一般规律和知识要点。

五 成果展示与评价

成果展示与评价是项目化教学的重要环节，也是培养学生反思和质疑能力的良好契机，教师制定关键节点的评价标准，采用多样化的评价方式来交流和评估学生在项目中的学习效果[5]。过程性评价重点关注学生在完成项目过程中的持续表现、学习成果、综合素质的发展和进步。期末评价采取论文和小组答辩相结合的方式，项目结束后要求学生把全部实验整理成一篇完整的科研论文，以训练学生初步的科技论文写作能力；每个实验小组将项目内容做成PPT进行汇报，小组成员共同回答教师和其他小组的提问。通过评价引发学生思考，正确认识自身不足，肯定自身成绩并获得满足感，增强合作交流意识与能力。教师对学习过程的监控和学习数据进行解读，为项目化教学的持续改进提供依据。

六 结束语

通过将BOPPPS模型规范的教学模块与项目式教学自由的学习过程相融合，根据不同阶段的目标和要求进行适当调整，营造自主性、开放性和有序性相结合的教学环境，设计明确的教学目标和多种形式的教学活动，有组织、有计划地开展项目式教学。通过高质量的体验引起积极的课堂参与[17]，学生在教师的引导下以不同角色充分参与项目式教学的全过程，教师通过教学反馈及时地调整教学进程和策略，实现了基于BOPPPS模型的项目式教学在植物生理学实验教学中的应用，有效解决了项目式教学管理过于宽泛的问题，提高了实验课堂的学习效率，也为BOPPPS教学模型的创新应用提供了新思路。

参考文献：

[1] 刘萍，纪芳，武文颖.项目式教学在广播电视专业实验课程中的应用[J].实验技术与管理，2016，33（11）：219-222.

[2] 齐卫，王文青.项目式教学过程与效果评价[J].河北师范大学学报（教育科学版），2020，22（6）：119-121.

[3] 邓春花，张蓉，易磊，等.基于工程思维的电气专业综合实验课程项目设计[J].实验室研究与探索，2024，43（8）：145-151.

[4] 闫春霞.借鉴康奈尔大学的教学经验推动我国高校植物生理学实验课的教学改革[J].创新创业理论研究与实践，2021，4（14）：45-47.

[5] 张红梅，武静茹.基于PBL教学模式的细胞生物学实验教学研究[J].中国细胞生物学学报，2023，45（11）：1680-1686.

[6] 胡华，罗明，解明镜.从驱动走向引领：项目式教学的当代发展[J].创新与创业教育，2024，15（3）：151-156.

[7] 金志远，郑亚力.“主导与主体”关系视域下的项目化学习论析[J].教育科学研究，2021（6）：60-65.

[8] 高艳宏，王宏丹，张明远，等.BOPPPS教学模式下冶金工程专业综合实验的教学设计与实践[J].实验室研究与探索，2024，43（2）：110-114.

[9] 郑刚，韩伟，李贞源.综合教学目标导向的课程教学体系创

新——基于BOPPPS方法的探索[J].高教学刊，2024，10（15）：63-66，71.

[10] 张亮，杜湘瑜，李德鑫，等.基于BOPPPS模型的一流课程教学设计与实践——以电子技术基础课程为例[J].高教学刊，2023，9（21）：95-98.

[11] 尹肖云，邹强，白晓瑞，等.BOPPPS模式下飞行原理课程虚拟仿真实验教学设计[J].实验室研究与探索，2023，42（2）：253-257.

[12] 张丽华，卫泽.能力本位教育：荷兰项目化教学模式及思考[J].教育理论与实践，2018，38（6）：26-28.

[13] 黎茵，张以顺，张志红，等.高校本科实验课程研究性项目教学实践与探索[J].实验室研究与探索，2018，37（6）：158-161.

[14] 王金晶，郑飞云，钮成拓，等.基于项目的体验式教学在酿酒工艺实验课程中的研究初探[J].食品与发酵工业，2022，48（17）：353-356.

[15] 崔姹，赵君彦，王卫国，等.BOPPPS教学模式下保险学课程考核改革研究[J].中国教育技术装备，2024（12）：79-84，88.

[16] 刘苗，成颖，刘道洲，等.BOPPPS模式下SRT融入药剂学实验的课程设计与实践[J].实验室研究与探索，2020，39（8）：210-213.

[17] 马小英，贾方兴，吕沫，等.“以学生为中心”的植物生理学实验教学设计初探[J].高校生物学教学研究（电子版），2022，12（1）：43-47.

[18] 丁生喜，殷颂葵，孙立霞.“区域经济学”课程课题式教学与考试改革研究[J].高教探索，2016（S1）：32-33.

[19] 汪洋堃，王自珍，张峰，等.BOPPPS教学模型在电子技术实验课堂的应用实践探究[J].实验室研究与探索，2022，41（10）：230-235.