尹肖云 邹强 白晓瑞

海军工程大学 武汉 430033

0 引言

飞行原理课程是海军工程大学一门专业背景主干课程，主要研究飞行器在大气层内的运动规律，涵盖数学、物理学、理论力学、材料力学、自动控制原理等学科知识，是制导控制系统等课程的核心理论基础，也是任务规划、总体课程设计以及毕业设计的重要基础课程，在专业课程体系中起着承上启下的作用。课程教学目标是培养学生具备综合运用原理知识和技能解决飞行器飞行工程实践常见问题的能力，为岗位任职和继续深造奠定良好的基础。

1 飞行原理课程教学现状

1.1 模块化课程教学内容

飞行原理课程教学内容主要包括空气动力学基础、气动特性分析、六自由度运动模型、方案与导引轨迹模型、扰动运动模型及传递函数等，知识综合性强、辐射性强、逻辑性强，是一门学习难度较大的专业课程。为了帮助学生建立对课程的系统认识和进行重难点把握，教学内容采用以专题为牵引的模块化设计，注重体现教学专题与知识模块之间的内在逻辑递进关系，强调教学内容的基础性、连贯性和实用性，如表1 所示。

表1 飞行原理课程教学内容设计

1.2 混合式课程教学模式

多年来，课程教学经历了教学内容调整优化、教学方法吸收应用、教学手段拓展升级等几个阶段的教学改革，逐渐形成线上线下混合式教学模式。混合式教学既利用了线上教学在时间、地点上不受限制，能够通过视频、语音、图片和动画等数字资源进行学习的优势[1]；又利用了传统教学对知识结构的整体性讲解较好的优势，具有一定的科学性和可行性，能够在一定程度上激发学生的潜能，培养学生的理论与实践结合能力，在后续的课程学习和毕业设计中得到了较好的应用与展现。但同时，也有相当一部分学生存在畏难情绪和学习打折扣的现象：课堂学习积极性不高，没有按照要求完成线上资源学习，从而导致了课程总评成绩优良率较低，整体教学效果与教学目标达成存在较大差距。

通过开展座谈和调查问卷发现，飞行原理课程混合式教学主要存在三点需要改进的问题：1）线上教学与线下教学相对独立，没有能够建立有机衔接；2）线下教学多采用传统讲授法，学生缺乏主动思考的过程，主观能动性差；3）教学设计缺少有效互动和反馈环节，教师无法及时获取整体教学目标的达成度。

在专业课程已经实现小班化教学的情况下，如果能及时准确地掌握学生整体和个体的学习差异，就能够因材施教，及时调整并优化课程教学内容的深度与组织形式，使得存在畏难情绪的学生体会到课程学习的乐趣与意义，从而提升整体教学效果。因此，飞行原理课程教学需要一种教学环节联系紧密、激发学生主动思考、有效开展互动和反馈的教学模式指导。

2 BOPPPS 教学模式内涵

现代脑科学和教育心理学研究表明，学生的课堂专注力最多持续10 分钟左右，大约每10 分钟需要适当调整教学方法和教学手段以保证教学效果[2]。加拿大教学技能培训工作坊（Instructional Skills Workshop，ISW）基于此提出了BOPPPS 教学模式[3]，将课堂教学过程有机切分为起承转合的六个环节：课程导入B（Bridge-in）、教学目标O（Objective）、前测P（Pre-assessment）、参与式学习P（Participatory Learning）、后测P（Post-assessment）和小结S（Summary），各环节之间的逻辑关系如图1 所示。

图1 BOPPPS 教学模式各环节逻辑关系图

以建构主义为理论依据提出的BOPPPS 教学模式，是对教学过程进行标准化和流程化设计，以课程目标为导向，以学生参与为中心，注重教学互动和反思的闭环反馈。BOPPPS 模式自创建以来，已经在全球100 多所大学和教育机构得到广泛应用。2011 年，我国引入BOPPPS 教学模式，引起国内高等教育界的持续关注，诸多高校纷纷围绕该模式开展课程教学改革探索研究。例如，清华大学的德语教学改革、中北大学与湖北师范大学的大学物理教学改革、西安交通大学的内科学临床实践教学改革、军队院校的舰艇动力维修组织与实施教学改革等。大量课程教学改革应用实践证明，BOPPPS 教学模式能够很好地激发学生的学习积极性，在目标导向、能力养成、效果评估等方面比传统课堂讲授式教学更具优势，对学生目标达成和能力提升有重要作用。

3 飞行原理课程教学模式设计

BOPPPS 教学模式针对课堂教学有效性，关注学生的发展需求，提出以学生为中心，强调课堂学习的深度参与和教学过程的全面反思。飞行原理课程作为一门内容饱满、学习难度较大的专业背景课程，如果仅仅依靠BOPPPS 模式下六个课堂教学环节教条式地生搬硬套教学内容的话，教学就会显得刻板和死板，使原本生机勃勃的教学内容失去吸引力[4]。而且，基于BOPPPS 模式的课堂教学中，学生课堂参与度的加大会消耗学时，从而减少课堂教学内容量。因此，飞行原理课程运用BOPPPS 时需要量体裁衣。

3.1 “BOPPPS+”教学模式设计

从建立联系紧密的教学环节、引导全体学生主动参与教学、开展高效互动和形成有效反馈的目的出发，结合飞行原理课程教学的一般过程和学生的认知规律，提出“BOPPPS+”三阶段教学模式设计思路。将课程教学设计为“课前导学—课上助学—课后帮学”三个阶段，按照“复习沉淀+课前热身”—“前测考查+参与学习+后测反馈”—“总结闯关+定向辅导”展开，各阶段层层递进，步步反馈，同时将学习成果数字化，采用以分促学[5]的考评机制激发学生的学习动力。

1）课前导学：复习沉淀+课前热身。教师批改作业，汇总作业错误共性问题补充错题库，利用线上智慧教室开展“课前一刻钟温故纠错”，帮助学生积累并沉淀知识。将BOPPPS 模式中的“课程导入”环节与“教学目标”环节放置课堂教学之前的“课前热身”阶段，引导学生利用碎片化时间学习智慧教室推送的资源，明确教学主题和教学目标。

2）课上助学：前测考查+参与学习+后测反馈。为了保证开展参与式教学的同时，不减教学内容量，课上教学保留BOPPPS 模式中的“前测”“参与式学习”和“后测”三个环节。将作业中的共性错误和针对课前热身的基础问题作为前测考查内容，考查学生的知识掌握能力和自觉学习能力。把握参与学习环节的推进节奏，借助多种方法和手段引导学生积极参与教学，有重点地关注学生的学习状态。通过后测反馈检验课程教学设计的有效性和评估教学效果的成效性，引导学生进一步固本强基。布置基础作业与拓展作业。

3）课后帮学：总结闯关+ 定向辅导。将BOPPPS 模式中的“小结”环节放在课后帮学阶段，利用线上智慧教室推送课堂总结思维导图，强调课堂内容的重难点，并设计课后乐探究大闯关题目。开展“课后一刻钟温故知新”活动，根据课堂教学状态和后测反馈以及闯关答题情况重点帮扶学习困难学生，帮助他们梳理学习重点、点拨学习疑点、解决学习难点，克服课程学习的畏难情绪。

3.2 “BOPPPS+”教学模式实例

表2 为飞行原理课程“运动学模型建立”一节的“BOPPPS+”模式具体教学设计。“运动学模型建立”属于第二专题“飞行器运动模型建立与仿真实现”中的核心内容，教学主题是用数学模型描述飞行器的空间运动学规律，即建立飞行轨迹模型与飞行姿态模型，具有较强的逻辑性和知识综合性，也是学生普遍感到学习吃力的章节。此前，学生已经学习了用坐标系转换方法建立动力学模型，用以描述作用在飞行器上的力与其运动之间的关系，这节课要求学生从地面观察者的角度分别描述两类飞行器的飞行过程，并运用坐标系转换方法建立运动学模型。

表2 运动学模型建立“BOPPPS+”模式教学设计

3.3 教学模式改革实施效果

“BOPPPS+”教学模式已经连续应用于学校多届多个专业飞行原理课程的教学。通过教学实施发现，改革后的“BOPPPS+”教学模式的三阶段教学设计利用了线上教学的优势，将课程知识点迁移到课前学习，将课堂小结迁移到课后补充，保证了线上教学与线下教学的有机衔接；思考题与互动题的以分促学机制能促使学生主动思考，激发学生的自我提高意识；学生课堂参与的时间更充分，保证了教学内容量不缺失，也有利于开展多样化的教学组织形式，激发学生教学主体的认同感，得到有效的教学效果反馈。

从课堂表现与课外表现情况看，对比单纯讲授式的传统课堂教学模式，采用“BOPPPS+”教学模式的课堂教学气氛更加活跃，学生的课堂参与度达到了100%，学习积极性有了显著改善，许多学生还利用课间时间与教师和同学展开热烈讨论，表明学生能够自主思考，能够从参与教学中获得成就感；课后作业与仿真实验报告独立完成度提高，雷同率大幅度下降，表明学生的自学能力、独立思考能力和手脑结合能力得到提升；学生课余时间主动联系教师的频次明显增多，讨论的问题也不再局限于课本，表明学生的探究意识和求知意识逐渐加强。

从课程综合考核结果看，连续两届学生飞行原理课程综合成绩优良率增长了将近20%；多名学生具备了科研意识和创新意识，主动申请并参与了相关科研项目的研究、教材和学术论文的撰写以及微课制作，为后续课程、毕业设计、岗位任职等工作的开展奠定了良好基础。

4 结束语

文章基于BOPPPS 教学模式，探索了飞行原理课程教学模式改革的方向，提出了“BOPPPS+”三阶段教学设计，并以“运动学模型建立”一节为例进行了具体的教学设计。实践证明，“BOPPPS+”教学模式设计能够有效调动学生的课堂积极性与课后自觉性，其中“课前一刻钟”和“课后一刻钟”的灵动设计，课堂“前测考查”“参与学习”“后测反馈”的链路设计，以及以分促学机制的引入都体现课程教学的趣味性与激励性，在很大程度上帮助学生对知识的理解与吸收，能够激发学生持久的学习动力。任何教学模式固化后往往会走向教条化和僵化，而教学模式与教学效果提升高效契合的关键在于“导”，即要善于引导学生保持良好的学习状态，不断挖掘自身潜力，不断完成自我价值提升。如何实现一门课程的全程有效引导式教学是对教师教学能力的考验，要求教师必须精心设计每一节课的每一个课堂教学环节，灵活运用各种资源，不断学习、吸收更多的先进教法训法，并将其融入教学实践，推陈出新，让教学设计真正服务课程教学。