基于BOPPPS教学模式的软件应用课程教学探讨

［摘 要］ 随着我国经济的飞速发展，软件应用也在不断进步。针对软件应用课程教学中存在的一些问题，包括轻实践、重理论，学生积极性不高，教学目标不明确，等等。通过引入BOPPPS教学模式，同时结合“地下结构分析及软件应用”课程的特色，从教学导入、学习目标、教学前测、参与式学习、教学后测及课后总结等六大模块探讨了该课程的具体教授过程，以期更好地组织教学内容和过程，提高学生的学习效果和参与度，也为软件应用类课程提供一种教学改革思路和方向。

［关键词］ BOPPPS；教学模式；数值模拟；地下结构；软件应用

［基金项目］ 2020年度西南交通大学教改项目“依托轨道交通优势学科，探索学科交叉、跨界融合的研究生培养新模式”（YJG4-2020-Z001）

［作者简介］ 杨文波（1985—），男，四川成都人，哲学博士，西南交通大学土木工程学院教授，博士生导师，主要从事隧道工程研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）32-0132-04 ［收稿日期］ 2023-03-27

随着我国经济的飞速发展，土地资源日益宝贵，地下结构工程以其特有的优势发挥着越来越重要的作用，应用也更加广泛。地下结构工程面临的地形条件非常复杂，利用计算机技术辅助地下结构的开发显得尤为重要。为增加隧道工程学生在地下结构分析及软件应用方面的知识储备，各大高校开设了相应的课程。但受制于现有的高校教学模式，课程往往过于侧重基础理论和基础知识的学习，授课方式也以课堂书面讲解为主，大部分时间学生处于被动学习的状态，学习的积极性不能被充分调动，综合运用知识的能力也得不到提升。特别是对于“地下结构分析及软件应用”这类偏实践的课程，学生在书面讲授下获取知识的效果甚微。

BOPPPS教学模型是由加拿大教师技能培训机构（Instructional Skills Workshop，ISW）创设的以学生为中心的新型教学模式，设计模块化的课堂教学过程，增强教学环节的练习强度，达成教学总体目标，进一步保障课程教学目标的实现［1］。BOPPPS教学模式将教学过程划分为六个模块，包括教学导入（bridge-in）、学习目标（objective）、教学前测（pre-assessment）、参与式学习（participatory learning）、教学后测（post-assessment）和课后总结（summary）［2］。BOPPPS教学模式的理论依据是认知理论和建构主义，如何使学生在课堂上最大限度地掌握知识是其关注的重点。本文旨在通过引入BOPPPS教学模式，同时结合“地下结构分析及软件应用”课程的特色，为软件应用类课程提供一种教学改革思路和方向。

一、“地下结构分析及软件应用”课程教学现状及存在的问题

地下结构的开发是一项程序复杂、风险源繁多的工程，其建设需要借助数值计算来优化程序、规避风险源。这就要求学生不仅要掌握地下结构的基本知识、了解现场的具体情况，还要能够融会贯通，将掌握的现场情况通过计算机软件应用来实现。但受制于现有的高校教学模式，课程教学目标往往很难高效达成，以往的数值模拟类课程往往存在以下问题。

（一）学生学习积极性不高

对于课程的教授，教师往往倾向于利用传统的PPT教案进行授课，授课模式缺乏创新，学生面对这种“填鸭式”教学及被动授课，缺乏足够的积极性。“地下结构分析及软件应用”是一门实践性相当高的课程，学生仅仅依靠课堂“填鸭式”教学获取知识的效果甚微。同时，由于课堂中缺乏对计算机的使用，学生很难从课程学习过程中体会到获得感和自豪感。这种传统的授课方式使得教师与学生缺乏足够的交流，学生在遇到问题时无法及时得到解决，导致学习信心降低，学习积极性也进一步降低。

（二）教学目标不够明确

目前，“地下结构分析及软件应用”课程最本质的教学目标是让学生通过该课程的学习后，具备一定的数值分析能力，并能利用这项能力尝试解决实际工程中的地下工程问题。但在实际教学过程中，教师往往会过于侧重软件应用方面的钻研，同时布置的数值分析问题往往脱离实际，无法有效依托实际工程。

（三）教学方案不够先进

“地下结构分析及软件应用”课程主要学习的软件为ANSYS，其参考的书目为2008年出版的《地下结构ANSYS有限元分析》，而经过多年的发展，ANSYS软件在不断进步升级，课程的教学方案也应该紧跟时代，推陈出新。

二、基于BOPPPS教学模式的“地下结构分析及软件应用”课程教学探讨

BOPPPS教学模式强调学生学习过程中的参与和互动，教师需要在备课阶段精心设计教学场景，明确学生需要达到的目标，并提供适合的学习材料和活动。在教学过程中，教师需要充分激发学生的学习兴趣和积极性，鼓励学生思考、提问和交流，并及时给予反馈和指导，促进学生的反思和自我评价。本文以“地下结构分析及软件应用”课程教学为例，具体探讨如何将BOPPPS教学模式植入该课程教学过程中，以期为软件应用类课程提供一个教学改革思路和方向。通过BOPPPS教学模式的运用，“地下结构分析及软件应用”课程的教学可以更加有效地提高学生的学习成果，培养学生的实际操作技能和解决问题的能力。

（一）基于BOPPPS教学模式的教学导入

在教学中，采用BOPPPS教学模式的教学导入可以帮助学生更好地了解课程主题和学习内容。教师在授课过程中可以通过引入“地下结构分析及软件应用”课程的主题和重要性，激发学生的学习兴趣。

首先，教师可以通过引入地下结构在城市建设中的应用，如地铁隧道、地下停车场和地下商场等，说明其重要性。例如，地铁隧道是现代城市交通中不可或缺的一部分，地下停车场和地下商场则解决了城市停车和商业空间不足的问题。这些实际应用场景可以帮助学生更好地理解课程的主题和重要性。

其次，我们可以介绍与之相关的地下结构分析软件，如ANSYS、FLAC、ABAQUS等。通过展示这些软件在地下结构分析中的应用，可以让学生更好地了解软件的重要性和功能，培养他们的实践能力。采用BOPPPS教学模式的教学导入可以帮助学生更好地了解课程主题和学习内容，激发他们的学习兴趣，提高实践能力，从而提升学习效果。

（二）基于BOPPPS教学模式的学习目标设置

在学习“地下结构分析及软件应用”这门课程时，首先要明确目标，使学习更加有针对性和有效性，从而更好地掌握所学知识和技能。在学习前，学生可以先了解本门课程的目标和要求，如表1所示，明确自己需要掌握的知识和技能。同时，可以根据自己的实际情况和学习目标，制订个性化的学习计划和策略，以便更好地达成目标。其次，还要关注学习过程中的目标。在学习过程中根据课程安排和自己的学习计划，有目的地阅读相关材料、观看视频、完成作业和实验等。同时，不断检查和评估自己的学习成果，以确保达到学习目标。最后，要将学习目标与实际应用联系起来。“地下结构分析及软件应用”是一门实践性很高的课程，在学习结束后，学生可以将所学的知识和技能应用于实际情景中，如在项目中运用所学的软件和工具进行地下结构的分析和设计，从而更好地达到学习目标。

（三）基于BOPPPS教学模式的教学前测

教学前测可以帮助学生了解自己在该课程所需要的知识和技能方面的现状和水平，以便更好地进行针对性学习。对于“地下结构分析及软件应用”课程来说，可以采用一些具体的测试项目，如以下几个方面。

1.基本地质知识。包括地质学基本概念、地质学分类、地质构造、地质力学等方面。

2.基本结构分析方法。包括地下结构分析基本方法、结构分析工具和软件、数据处理方法等方面。

3.地下结构设计能力。包括地下结构设计基本理论、设计流程、设计规范等方面。

通过进行教学前测，可以帮助教师了解学生的基本水平和需求，调整教学策略和计划，更好地满足学生的学习需要。同时，教学前测可以让学生了解自己的学习水平和缺陷，制订个性化的学习计划和策略，提高学习效率和效果。

（四）基于BOPPPS教学模式的参与式学习

参与式学习意味着学生将成为课程的积极参与者，不再仅仅是“填鸭式”教学下的听众。在课堂上，教师可以设计各种交互式的活动，如小组讨论、角色扮演、案例分析等，让学生参与其中，积极思考、探究和交流。

例如，在学习地下结构分析方面，教师可以设计小组讨论活动，让学生讨论和探究各种地下结构的分析方法和技术，共同探讨实际案例，这有利于学生理解和掌握地下结构的分析原理和方法，同时可以培养学生的批判性思维和分析能力。另外，通过软件应用，学生可以亲身参与到地下结构分析的实际操作中，如使用有限元分析软件进行模拟分析等，这种实践性的学习方式有利于学生深入理解和掌握所学知识，同时可以提高他们的技能和实践能力。

在参与式学习中，教师起到引导和促进作用。例如在小组讨论活动中，教师可以提出问题或引导讨论的方向，促进学生交流和思考，从而加深他们对地下结构分析的理解和认识。

（五）基于BOPPPS教学模式的教学后测

教学后测指教师可以通过测试、考试等方式检验学生对课程内容的掌握情况和学习效果。鉴于该门课程的性质及教学内容，最终以科研报告的形式进行考核。即学生需要运用所学的理论知识和实践技能，对具体工程案例进行深入分析和思考，提出自己的建设性意见和解决方案。

通过这种考核方式，既可以考查学生对本学期学习内容的理解程度，也能培养学生的论文写作能力，为其今后的科研工作打下基础。

（六）基于BOPPPS教学模式的课后总结

在概括总结环节中，要求学生用自己的话简单描述本节课讲授的主要内容。这种概括性总结可以有效地提高学生的学习效果，因为它要求学生在脑海中回顾所学知识，厘清思路，将散乱的知识点串联成一个完整的知识体系，从而更好地理解并记忆所学内容。

结合“地下结构分析及软件应用”课程的教学内容，如表2所示，在每一节课即将结束时，教师要带领学生对本节课所学知识进行总结。例如，总结地下结构分析及软件应用的发展状况和主要理论及假定，这能够帮助学生更深入地了解地下结构的工程特点和应用场景，提高工程实践能力和水平，为未来的工程实践奠定坚实的理论基础。总结有限元工程软件的安装、启动及基本菜单组成。同时，回忆一遍使用软件解题的全过程，学生可以更好地理解有限元分析的基本流程和方法，从而提高在工程实践中的应用能力和解决问题的能力。

结语

在教授“地下结构分析及软件应用”课程时，引入BOPPPS教学模式，包括教学导入、学习目标、教学前测、参与式学习、教学后测及课后总结六大模块。BOPPPS教学模式可以帮助教师更好地组织教学内容和过程，提高学生的学习效果和参与度。本文通过阐述BOPPPS教学模式，将其授课思想引入“地下结构分析及软件应用”课程，同时将该模型六大模块的具体实施过程导入课程中，为软件应用类课程提供了一种教学改革思路和方向，具体作用包括以下内容：（1）通过联系、目标、前置知识、提示、实践和反思等步骤，BOPPPS教学模式可以帮助学生更加深入地理解和掌握软件类课程单调的内容，从而提高学习效果。（2）强调学生的积极参与，通过提示和实践等步骤，可以让学生更加主动地参与软件的使用，提高他们的学习兴趣和动力。（3）鼓励学生在课堂上进行互动和合作，如通过小组讨论和合作实践等方式，可以让学生更好地交流和合作，提高他们的学习效果和团队合作能力。（4）帮助教师更加有针对性地设计教学内容和教学活动，提高教学效率和教学质量，同时能让教师更好地掌握课堂进度和学生学习情况。

随着地下工程结构的大力开发以及计算机技术在各行各业应用的深入，国家对于软件应用方面的人才也会更加需要。现有的教学模式有待改善，各种新型教学模式和教学理念也初展成效，通过建设教学资源库，能有效减轻教师备课压力，拓宽学生视野［3］；此外，梁本亮［4］介绍的逆向案例教学法有很大的参考价值；基于MOOC平台的慕课在线教学模式对传统教育的改革有着极为重要的意义［5］。“地下结构分析及软件应用”课程在这些方面的应用还需在教学过程中进行更多的探索。