基于BOPPPS与教研相长理念的《先进制造技术》教学模式探索
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摘 要：随着工业制造技术的发展以及新的教学理念的出现，《先进制造技术》课程的教学模型遇到了新的挑战。该文针对传统教学模式下学生兴趣不足、主动性低的普遍问题，以BOPPPS教学模式为载体，结合教研相长理念，提出基于BOPPPS与教研相长結合的《先进制造技术》教学模式。将“增材制造技术”教学环节分为6个阶段进行教学实践，可有效激发学生的主动性，拓展学生视野，提高教学效果。
关键词：BOPPPS 先进制造技术 教研相长
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）07（b）-0102-02
根据《中国制造2025》强国战略的行动纲领，我国要加快从制造大国向制造强国的转变。作为制造业的基础学科专业，机械设计制造及其自动化专业是普通理工科院校的热门专业，其培育的机械设计制造人才是国家工业进程的重要组成部分。《先进制造技术》课程是理工科院校机械类专业的一门专业必修课[1]，主要讲授现代设计方法及先进制造工艺技术。高校的传统教学模式常以课堂讲授和教材为中心，以教师理论讲授与学生被动接受为主，一方面无法体现学生参与式的主体学习地位，另一方面难以掌握先进制造技术的最新科研发展动态。因此，传统模式的教学活动降低了课程的教学效率，限制了学生参与课堂的主动性。
在制造业不断转型升级的时代，高校教师需不断更新自身知识，把握学科专业前沿动态，将新型制造工艺技术融入教学环节，探索新型教学模式。该文将BOPPPS教学方法和模块化教研相长的教学策略结合，以期调动学生的学习积极性，并掌握前沿制造工艺技术的研究成果。
1 BOPPPS教学模式
BOPPPS教学模式强调面向学习目标的评价体系，在教学过程中引导学习者主动思考、参与，通过教学反思评价学习者的目标达成度。BOPPPS教学模式将课堂教学划分为6个阶段，即导言（Bridge-in）、教学目标（Objective）、前测（Preassessment）、参与式学习（Participatory Learning）、后测（Post assessment）、总结（Summary）[2，3]。各阶段课堂组织如下。
（1）导言（Bridge-in）。通过将与学生生活相关的兴趣案例引入教学内容，如生活中的常识、国家重大新闻与政策、该领域知名高水平学术成果等，可有效吸引学生的注意力，激发学生的好奇心和主动学习的兴趣。
（2）教学目标（Objective）。在导言引起学生主动学习驱动力的基础上，教师明确地指出此次课程的学习目标，包括需要达到的知识目标、能力和素质目标。
（3）前测（Preassessment）。该教学阶段首先进行前序评价，回顾与该堂课学习目标相关的前序知识。从教师引导前序知识回顾中，由学生主动思考如何才能实现教学任务，并由学生阐述解决问题的途径和方法。教师可有效掌握学生对前序知识的掌握情况，以便对新知识的讲解进行调整，达到有效教学。
（4）参与式学习（Participatory Learning）。该阶段是整个教学进程的核心，该实施过程中要考虑让学生先行展开实际学习、探索，教师观察学生参与学习情况，进行指导，师生互动，保证课堂学习有效性。
（5）后测（Post assessment）。针对参与式学习阶段的新知识传授，由教师提出问题，学生通过个人陈述、小组互助的形式展示解答问题的步骤，并进行演示，以此测试学生是否已达到课程的教学目标。
（6）总结（Summary）。再次带领学生回顾“导言（Bridge-in）”中提出的问题以及教学目标，对提出问题的进行有效解答，概述此次课程的知识点，强调重点、难点，布置作业，并告知下次课的教学内容。
2 教研相长模块化教学理念
站稳讲台是一名高校教师的基本素质，某些高校考核机制往往造成“重科研，轻教学”的现象，作为高等教育的两大职能，教学和科研不能简单割裂，应有机结合。钱伟长院士曾指出“教学没有科研做底蕴，就是一种没有观点的教育”，具有科研学术背景的教师，对专业课程教学内容的理解更为透彻，对知识的把握也更为全面、准确，可使教学组织富有逻辑性，专业知识的讲解易做到深入浅出，有助于学生的理解。此外，教研相长模式下教学内容不局限于既定教材内容，教师能将与教学内容相关的最新研究成果充实到课堂，弥补原有知识的断层，创造教学知识的第一时效性，有助于与实际工业生产技术接轨，极大地引起学生的兴趣。不仅传授知识，也拓展学生的视野，以及培养其思考问题的方式[4，5]。
模块化教学是指将课程中几个并行的授课环节采用专题报告的形式开展教学组织，如《先进制造技术》课程中的“先进制造工艺技术”内容部分，其包含“高速加工技术”“增材制造技术”“微细加工技术”“表面工程技术”等，针对该部分内容的教学组织，可把每项技术点作为一个专题模块，结合BOPPPS教学模式和教研相长理念，实现“教学带科研、科研促教学”，提升教学质量。
3 基于BOPPPS与教研相长理念的教学模式实施
现以《先进制造技术》课程中的“增材制造技术”为例，进行教学设计，力求体现目标导向和教研相长的教学目的。该部分内容是先进制造工艺技术的重要组成部分，颠覆了传统的减材（如车削、铣削、磨削等）和等材（如锻造、铸造）制造工艺模式，是一种革命性的新型制造工艺技术，学生掌握该部分内容，能建立起新的设计思维，为增材制造工艺路线的制定打下坚实基础。
（1）导言（Bridge-in）。教学内容导入伊始，首先结合国家重大战略需求和国家重大事件，如嫦娥四号登月计划、国产大飞机项目，引出其中所用到的关键复杂零部件，即航空发动机的喷油嘴，并介绍该零件的功能，及其对整个航空发动机的重要性。在此基础上，提出问题——制造该零部件的工艺技术，快速获取学生对新知识的注意力，引起共鸣。 （2）教学目标（Objective）。教师在该阶段明确提出此次课的学习目标，以及所要掌握的技能。学习目标：运用分层技术解释增材制造的基本原理;掌握增材制造常用工艺方法的加工原理和特点;了解典型应用领域。技能目标：基于一种增材制造工艺方法能够完成产品的快速制样设计。
（3）前测（Preassessment）。该阶段主要回顾与此次教学相关的前序知识，并评价学生的掌握情况。回顾常用的机加工方法，如车削、铣削、磨削、刨削、钻削、铸造、锻造，并依据材料去除特性对其进行分类。回顾激光熔覆技术的工作原理，并让学生确认材料的增减性。由此掌握学生对相关前序知识的掌握情况，以便调控教学过程。
（4）参与式学习（Participatory Learning）。教师通过包含图片和动画的PPT课件，首先讲解“增材制造的基本原理”，然后结合讲解的分层制造原理，由学生陈述4种常见的增材制造工艺方法（立体光固化成型、分层实体制造、选择性激光烧结、熔融沉积制造）的各自加工原理。教师针对学生的表述，对每种工艺方法补充实际应用案例，并引导学生对比不同工艺方法的特点，概要国内外学者的研究情况和典型应用领域。最后，给出综述性参考文献，加深学生的认识，极大地提高课堂的互动性。
（5）后测（Post assessment）。该阶段主要是案例测试，巩固所学新知识，并評价学生的掌握情况，进行教学反思。教师提供一个复杂零部件的制造需求，让学生基于选择性激光烧结的工艺方法，制定该零件的基本加工工艺路线，根据学生的陈述，教师可掌握学生对增材制造工艺方法的学习效果。
（6）总结（Summary）。再次回顾“导言（Bridge-in）”阶段提出的喷油嘴零件的加工方法，并解释增材制造技术对该零件加工的有效性。再次明确此次课程学习目标，概要核心知识点，布置作业（以一种增材制造工艺方法为例，探讨影响成型加工的工艺因素及其影响规律，小组进行，撰写论文，PPT汇报）。最后，延伸出下次课的教学内容。
4 结语
教学实践环节证明，基于BOPPPS与教研相长理念的教学模式可有效提高课堂教学效率，激发学生参与课堂的主动性和兴趣。教师和学生在教学进程中能达到教学目标一致性，教学环节协同进行、重点突出。学生在主动获取教学知识中，通过研究案例拓展视野，有助于学生形成科学的思维方式，激发教师的科研灵感。因此，基于BOPPPS于教研相长理念的教学模式能够有效提高《先进制造术》课程的教学效果，对学生的高质量培养具有重要意义，也对其他理工课程教学起到良好的借鉴作用。
参考文献
[1] 霍逸飞.先进制造技术的应用与发展趋势[J].南方农机， 2018，49（23）：195-197.
[2] 杨昔阳，姚承佳.基于BOPPPS教学模型的数学实践课堂教学[J].教育教学论坛，2019（7）：201-202.
[3] 陈元.基于BOPPPS模式的《网络美工》有效教学设计[J].科技资讯，2019，17（2）：188-190.
[4] 肖井华，杨胡江，李海红.探索课程教学与科学研究的融合，促进教研相长[J].大学物理，2014，33（6）：33-40.
[5] 王金发，王宏斌.寓教于研做学问 教研相长站讲台[J].中国高等教育，2014（7）：34-36.
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