OBE视域下BOPPPS教学模式在“自然科学概论”课程教学中的探索实践

摘    要：随着智能化技术的发展，教育信息化进入以“融合”与“创新”为主要特征的2.0时代，持续探索传统课堂教学变革和教学流程重构的方法是新时代高等教育的重要研究课题。文章就传统课堂学习目标不明确、参与积极性低、学习效果不理想等问题，结合OBE（Outcome Based Education，成果导向教育）理念设计了BOPPPS[导入（Bridge-in）、目标（Objective）、前侧（Pre-assessment）、参与式学习（Participatory Learning）、后侧（Post-assessment）、总结（Summary）]教学模式，并在“自然科学概论”课程中进行了实践。结果表明，该教学模式下的学生课堂参与率和课程目标达成的满意度较高，教学效果良好。

关键词：OBE理念；BOPPPS教学模式；“自然科学概论”课程

中图分类号：G642.0      文献标识码：A      文章编号：1002-4107（2024）08-0067-04

一、引言

随着教育4.0时代的到来，以及教育改革的不断深入，越来越多的新型教育模式被应用于课程改革之中，用以提高教学质量，培养高质量人才。2022年4月，教育部等八部门印发《新时代基础教育强师计划》，对作为培养师范生主阵地的高等院校提出了更高要求，将培养高素质的教师作为师范教育的核心目标[1-2]。“自然科学概论”是小学教育专业开设的一门重要的专业基础必修课，内容涉及物理、化学、生物、地理等多学科的知识，课程以综合性、联系性带领学生探索自然，加深学生对自然规律的理解，为未来小学教师提高自身科学素养和实施素质教育奠定基础。课程的大观念包含宇宙及天体层级系统、物质结构及相互作用、运动和稳定、能量、生态系统、遗传、生物演化等。目前，课程的主要痛点体现在3方面。一是学时少且知识点繁多，常规教学不足以完成全部教学内容及突破难点内容；二是学术观点庞杂且理论性较强，学生因知识结构参差不齐导致在学习上出现了一定困难；三是应用性不突出，课程的部分内容更新较快，学生往往难以消化抽象的理论知识，从而造成理论联系实际不足，不能将所学理论应用到实际生活中，难以完成培养目标。因此，为了提高学生学习的积极性和主动性、课堂参与率和学习效果，克服传统课堂中学生学习目标不清晰、参与积极性不高、教学效果不理想等问题，文章结合OBE理念，在“自然科学概论”课程教学中实施了BOPPPS教学模式，并从课程设计、教学实施环节、课程评价等方面进行了教学改革实践。

二、OBE理念与BOPPPS教学模式

OBE理念即成果导向教育、产出导向教育、需求导向教育，强调根据社会发展的需求来确定学习成果，即关注学生的最终学习成果，尤其是学生核心素养的形成。OBE理念强调以学生为本、以成果为导向、以持续改进为重点，其与师范专业认证的学生中心、产出导向、持续改进的3大理念相契合，因此，OBE理念对小学教育师范生的培养具有重要的价值和指导意义[3-4]。

BOPPPS教学模式包括“导入→目标→前测→参与→后测→总结”6个环节，强调以学生为中心，将师生互动作为核心，其凭借层次感、逻辑性和简洁易操作等优势被学者广泛关注，并被陆续引入教学实践中。相关文献研究显示，BOPPPS教学模式对提高学习成绩、学习投入水平、参与度和学习态度具有推动作用，并在应用和发展中不断地与新教育理念、新教育模式、新教育技术融合，是教学设计有效性的评估工具[5-8]。BOPPPS教学模式的导入和

前测环节是对学生已有知识经验的考查，以确定教学的深度和广度，符合建构主义理论中主动建构知识意义的观点，即在新旧学习经验之间通过双向协商反复的建构知识意义；目标是让学生明确要达到的学习效果，避免学习过程中的迷航和低效；参与式学习环节贯彻以学生为本的理念，符合人本主义学习理论，关注学生更高级的心理活动，关注学生的需要、价值、情感等，为学生提供良好的参与氛围，注重学生创造潜能的启发；后测用于检验是否达到学习目标并根据反馈调整教学；总结有助于帮助学生形成系统知识结构，进一步加深对所学内容的理解[9]。

三、OBE视域下“自然科学概论”课程应用BOPPPS教学模式的教学实践

（一）基于OBE理念，优化课程目标

OBE理念强调反向设计，即根据学生的学习成果逆向评估学生的学习能力，根据未来社会的行业需求来确定学习成果，关注的是学生最终的学习成果，尤其是核心素养的形成，而不是浅层的知识记忆。BOPPPS教学模式强调学生的全程参与，其核心有3点，即明确的教学目标、全方位深度参与和及时反馈。对标OBE理念、《小学教育专业师范生教师职业能力标准（试行）》《义务教育课程方案和课程标准（2022年版）》及社会需求[10]，“自然科学概论”课程重点围绕学科素养、教学能力和综合育人3个指标点，培养学生具备一定的科学素养及较为系统的基础科学理论知识，以适应小学综合性教学的要求。

“自然科学概论”课程目标包括3个方面。在知识层面上，通过课程学习，学生能较为系统地掌握自然科学的基础理论、基本概念、基本方法、基本原理，了解自然科学发展的历史轨迹、自然科学的性质及近代自然科学发展的重要成就及意义。在能力培养方面，学生能运用科学认知解释和预测自然界中观察到的现象，掌握自然科学的基本研究方法，具有一定的科学探究能力；能根据相关原理解释自然现象及变化规律，根据力学体系知识和遗传规律等解决生活中的实际问题。在思政目标方面，学生能感悟自然科学沿着经验事实、假说、理论的途径不断发展的过程，培养求真务实的精神和态度；能认识到世界的普遍物质性和永恒运动性，感悟地球生命的共同特征，形成尊重生命、万物平等的基本观点；感悟资源和能源是人类生存、发展的物质基础，认识人、资源、环境的关系，了解国家当前资源战略、能源战略，以及“一带一路”“两山论”（绿水青山就是金山银山）等政策，树立初步的辩证唯物主义世界观，能使用辩证唯物主义的基本原理和方法认识问题。通过“OBE+BOPPPS”教学模式，将知识目标、能力目标和思政目标有机融合，重点培养学生的创新思维和解决问题的能力，在内容上形成连贯的知识体系，在导学上拓展延伸教材内容，引导学生深度学习，补充学科发展的前沿信息，在过程上使课堂更具有情境性和应用实践性。通过探究式、合作式、小组讨论式等教学方法促进学生的全方位深度参与，培养学生解决问题的高级思维和科学素养。

（二）OBE理念导向下的BOPPPS教学模式实践案例

文章以“自然科学概论”课程中的《宇宙及天体层级系统》和《植物的光合作用》2节知识点为例，阐释如何结合OBE理念对BOPPPS教学模式的6个教学环节进行教学设计及实践探索（表1、表2）。

第一阶段分为导入、学习目标和前测3个环节，由学生通过学习通在线上完成，其中，导入设计为与主题相关的内容，以激发学生的学习动机，引出课程内容。课程导入主要以案例、生活现象、故事、新闻热点、历史事件、时事等方式呈现，例如，在《宇宙及天体层级系统》章节中以学生熟悉的电影《流浪地球》导入，目的是引出本节课所学内容，即恒星的生命历程；采用童谣导入，与所学主题恒星的概念，恒星、行星和星云的区别与联系有关，最大程度地引发学生学习兴趣。在《植物的光合作用》中以学生最熟悉的生活现象秋天树叶的颜色变化导入，与所学主题叶的结构与光合色素紧密联系，对应毕业指标点学科素养，适应小学综合性教学的要求。导入环节必须紧扣主题，且短小精悍，切忌绕弯子、拖泥带水。

学习目标包括知识、能力和思政目标，且需明确、可达成、可测量。课程开始前，学生通过学习通查看学习目标，利于明确本节课的重难点。课程融合思政元素，从政治认同和品德修养2方面进行价值引领，培养学生辩证唯物主义和历史唯物主义的科学世界观。例如，《宇宙及天体层级系统》通过宇宙的起源、恒星和地球的演化历程，让学生认识到世界的本原是物质，形成唯物主义观点，坚持科学无神论。第五章《自然界的资源、能源及利用》紧密联系我国当前的水资源战略、能源战略、“一带一路”政策等，使学生保持高度的政治敏锐性，明确自己的职责和使命。《植物的光合作用》通过光合作用的能量转换，让学生认识到世界的永恒运动性，感悟资源是人类生存和发展的重要物质基础，能够正确处理人与自然的关系（表3）。

前测紧扣目标，要求全员参与，目的是了解学生的真实学情，便于后续进行教学调整。本课程一般以选择、填空、开放性问题、经验分享、匿名投票等形式在学习通进行前测（表4）。结果显示，天体层级系统相关知识前测正确率最低仅为20.7%，通过测试，教师明确了学生的知识薄弱点在恒星和行星的相对位置，使课程目标更聚焦；而植物的光合作用相关知识前测正确率最低为83.7%，教师了解到此部分内容大多数学生已经掌握，可及时调整后续课程内容的难易与进度。

第二阶段分为参与和后测2个环节，该阶段为线上和线下混合式模式。美国教育学家E.戴尔（E. Dale）提出的“学习金字塔”（The cone of learning）理论表明，课堂组织形式不同，学习效果不同，传统灌输被动式学习，学生学习效果最差，记忆力低于30%；而学习方式改变为团队学习、参与式学习或主动学习，学生的记忆力大于50%，学生学习效果更好。根据注意力曲线特征及学习金字塔理论，适当引入参与，适时变化学习方式，有利于学生集中注意力，提高学习效率。本课程参与环节一般以任务驱动、角色扮演、案例分析、提问讨论等形式进行。如以任务驱动和小组讨论的形式分析植物叶的结构，参与阶段需有明确的指令、任务、问题和分组，设置参与时间，及时进行展示分享和评价反馈。后测的目的一是检验是否达成学习目标，进而验收学习成果；二是检验有多少人达成了学习目标，即明确目标达成度（表5）。后测需紧扣学习目标，全员参与。教师通过学习通可以实时查看有多少人达成学习目标、多少个学习目标达成。表5显示大多数题目达成度均为90%以上，达成学习目标。教师只需重点关注个别未达成目标的知识点及未达成目标的学生即可。

第三阶段为总结环节，可在线上或线下进行，目的是总结本次课程内容，进行知识延伸和预告下节课内容，通常以内容复习、回馈活动或学生简短口头报告的形式完成，如让学生课后在线上以思维导图的形式总结本节课所学，或线上以意见纸片的形式进行反馈。总结需要紧扣学习目标且精炼直观。

四、教学有效性分析

课堂参与率提高。课程平时成绩由随堂测、小组任务、讨论、作业、考勤构成。如图1所示，学习通平台统计学生前测、后测及课堂活动数据，统计时段为一学期，结果显示，全班61人整体参与率较高，平均参与率为94%。学生平时课程积分主要来源于随堂测、小组任务、讨论和作业。统计结果显示，上述活动共发放36次，最高分206分，最低分114分，平均分193分，整体任务完成率较高，说明该模式下学生的积极性和兴趣较高，表现良好。

教学团队分别以2022年20级和2023年21级学生作为实验班和对照班（表6），从课程考核结果来看，实验班（n=61）与对照班（n=65）的平时成绩分别为85.59±7.13和82.98±5.59，p值0.008**，实验班与对照班的成绩呈现出显著性差异；具体对比中位数差异可知，实验班的中位数（87.000）明显高于对照班的中位数（84.000），说明

BOPPPS教学模式可提高学生的平时成绩。从课程综合成绩来看，实验班和对照班分别为83.75±6.81和82.92±5.12，实验班整体平均分高于对照班。从课程目标达成度来看，通过学习通向学生发放问卷的结果显示，课程3个目标达成的满意率为94.5%，说明采用“OBE+BOPPPS”教学模式有利于提高学生平时课程的主动参与性，有利于学生在知识学习、能力提升、思政引领3个方向上的目标达成，具有一定的推广价值。

注：*为p<0.05，**为p<0.01。

五、结束语

文章采用OBE理念对“自然科学概论”课程实施了BOPPPS教学模式改革。实践表明，结合智慧教育平台，采用BOPPPS教学模式能实现教学目标精准化、互动交流有效性、评价反馈及时性。该教学模式有利于提高学生的课堂参与性，发挥学生的积极性和主动性，调动学生的学习兴趣，在一定程度上提高了课程成绩。