基于BOPPPS模式和線上線下教學的理論力學課程思政融入方法

楊程　龍北川　李宇　袁萍　陳雙喜

摘 要：《理論力學》課程內容復雜、知識點分散、理論性強，針對傳統教學枯燥乏味、學生容易畏學厭學的情況，提出基于BOPPPS模式和線上線下教學的課程思政融入方法。該方法將思政內容融入BOPPPS教學過程中，結合線上線下的多種教學手段，降低課程學習難度，提高學生學習興趣和接受度，落實以學生為本的教學理念。

關鍵詞：理論力學 課程思政 BOPPPS模式 線上線下教學

1 序言

《理論力學》是機械類工程專業的學科基礎核心課程，為后續諸多力學課程的學習奠定基礎，比如《材料力學》、《結構力學》、《彈性力學》、《流體力學》等課程?！独碚摿W》課程內容復雜、知識點分散、理論性強，主要包含靜力學、運動學與動力學三大部分，共十四章六十余節，傳統教學方法枯燥乏味，公式推導連篇，容易使學生產生畏學厭學的情緒。

課程思政以構建全員、全程、全課程的“三全育人”為格局，將思想政治教育的理論知識、價值理念和精神追求融入到課程中，實現對學生思想意識和行為舉止潛移默化的影響[1]。 課程思政應當是立體多元的和科學創新的，需要隨著時代文化變化、學生思維方式和生活習慣變化而變化，隨時調整其融入方式和示例內容，以在滿足學生興趣的前提下潤物無聲。顯然，《理論力學》作為工科受眾極廣和極受師生重視的一門課程，其課程思政隨教學方式改變的調整尤為重要。

BOPPPS教學模式和線上線下混合的教學方式是后疫情時代高校教學的一大特點。BOPPPS 教學模式是指將課堂教學實施為6個步驟，依序分別是：課前導入（Bridge-in）目標指定（Objective）課堂前測（Pre-assessment）參與學習（Participatory Learning）課堂后測（Post-assessment）總結歸納（Summary）。在較長的疫情期間，線上教學方式逐漸成熟和普及，相應教學方式、手段、材料和內容有了很大的豐富，并逐漸為師生所共同接受和習慣。這種教學模式和方法的改變，使得課程思政也需要作出相應的調整[2-3]。

課程思政內容的融入，在弘揚社會主義核心價值觀和時代精神以外，還應適當考慮增加《理論力學》教學趣味性的功能。而當前的BOPPPS教學模式和線上線下混合的教學方式，天然地契合課程思政的融入和教學趣味性的增加。通過將思政內容分散在6段式的BOPPPS教學過程，并且通過線上材料在課前、課中、課后的傳遞和學習，可以很好地將思政內容分散在教學的整個過程，同時增加學習內容的趣味性，提高學生的學習興趣，消除或降低學生畏難厭學的情緒，實現教學效果的提升，體現以學生為本的教學理念。

2 《理論力學》知識結構特點

《理論力學》主要由靜力學、運動學和動力學三部分組成，均以剛體為假設條件。靜力學研究受約束剛體系在力系作用下的簡化與平衡，涉及力偶、平面力系、匯交力系、滾動滑動摩擦、桁架等知識點。運動學從質點在空間的運動出發，研究其位置、速度和加速度的表示，進而推廣到考慮尺寸的剛體的運動姿態，以相對運動的觀點通過運動合成，計算物體相對運動時的（角）速度和（角）加速度，其中，尤以牽連速度、牽連加速度、科氏加速度為難點，以簡單相對運動的判定為重點。第三部分的動力學以牛頓力學為基本原理，研究力與運動的關系，研究運動中動量（矩）和能量的守恒，通過運動分析以及計算得到的慣性力，可將動力學問題轉化為靜力學問題進行求解，使得三部分成為一個完整的知識體系[4]。

通常認為靜力學與運動學是兩個相對獨立的部分，而實際上，運動學教學中的重點—簡單相對運動的判定，完全可以通過靜力學中的約束觀點和約束分析進行判定，也即兩者具有幾何相通性，以這種觀點可以避免兩部分知識在前三分之二教學時間中的隔閡。

3 BOPPPS模式和線上線下教學特征與課程思政的融合

《理論力學》課程的內容體系復雜，涉及較多的力學概念、假設和理論，同時課程要求教學過程與實踐相結合，知識點錯綜復雜。學生常常很難理清知識體系主線，掌握主要內容，而在傳統的板書式教學方式中，教師較難激發學生的學習興趣和積極性，學生較難參與課堂教學，教學效果不理想。

當代大學生基本都配備了智能手機，甚至配備了個人便攜式電腦。大學上課不可能禁止學生攜帶手機，最多限制學生對智能端工具的使用。學生對智能端的操作和依賴程度，不比任何已經工作的人群少。刷各種自媒體的短視頻、長視頻、網站、帖子，占據學生相當可觀的一部分時間，這既是年輕人好奇心的體現，也是生活狀態節奏調節的需要。這是時代的特點，教師應當遵從時代規律，堵不如疏，融教于樂。

三年新冠疫情對國民經濟造成了極大的影響，但同時也促進了線上教育方式的成熟和發展，線上教育資源在質和量上有了突飛猛進的發展，教師和學生也逐漸習慣和接受了線上教育的形式，成為了當代大學教育的一大特點。即使疫情后，線上點名、線上布置作業、線上測試，依然給教學工作和學生帶來了極大的方便。既然線上教學形式或部分線上教學形式已經完全融入了我們的教學活動，當代教師應積極發掘通過線下與線上相結合的方式，利用好線上資源，促進教學效率、融教于樂、提高學生學習積極性，從而改善教學效果。

BOPPPS教學模式從某種方面而言是時代發展的必然趨勢。它以學生為教學中心，貼合人的學習規律，通過多段式的教學，體現以人為本思想，突出教學最終意圖。學生掌握知識、增加綜合素質能力，是每位教育工作者的本職目標。而課程思政的融入，是保證學生思想健康、能夠正確使用這份能力的前提[5]。

既然教學模式和方式隨著時代在改變，課程思政工作必然也需要跟隨著改變其融入方式。如圖1 所示為《理論力學》課程思政在BOPPPS模式和線上線下混合教學的融入方法。圖中，BOPPPS教學過程由課前導入、目標指定、課堂前測、參與學習、課堂后測和總結歸納六部分組成。教學過程通過線上方式進行的部分為黃底框圖，線下方式用灰底框圖表示，而線上線下結合的部分用灰底黃邊的框圖表示。從課程思政、MOOC慕課、學堂在線、學習通、雨課堂到BOPPPS各部分的連接線的粗度，代表了對應的融入程度或者說契合程度。

以課前導入部分為例對圖1進行說明。課前導入（Bridge-in）通過實際案例和已有知識進行導入，目的是激活學生的學習興趣，使得學生帶著好奇心進行學習。此部分所選實際案例可充分考慮思政因素，因為哲學和思想正是來源于生活。比如，在《理論力學》開課引入剛體和約束概念時，可以中國引以為傲的火箭和衛星的結構出發，參考MOOC慕課和學堂在線等學習平臺的豐富資源，通過學習通或雨課堂方式發布線上學習短視頻，展示火箭和衛星在姿態控制方面的結構，展現中國老一輩科學家在此方面的貢獻，從而理解剛體和約束的概念。而鑒于特定工程專業學生的教學，比如車輛專業，可以從車身剛體假設下的懸架結構出發，展現剛體和約束的力學概念。特別是針對家用轎車、貨運汽車、高性能跑車等不同類型的車輛的懸架差別出發，體現不同布局和不同約束形式下的懸架體現的性能和價格差異，給予一些震撼性的對比，這樣更能抓住學生的注意力。短視頻和輔助的文檔材料結構緊湊、長度較短，通過動畫和圖片，配以音頻和文字的簡述，能夠讓學生非?？旌洼p松愉快地接收這些枯燥的概念，提高學習興趣。此部分是最適合引入思政元素的，應當占課程思政設計最多的部分，因此圖1中從“課程思政”到“課前導入”的線條是最粗的。

課堂前測和課堂后測也可以通過學習通或雨課堂進行發布、統計和評講，即使是線下教室教學，也并不耽誤這些方便快捷工具的使用來提高教學效率和效果。線上練習多以選擇題、判斷題和填空題為主，通過預設的答案和系統自動判斷正誤，可以給教師實時地反饋練習題的正確率，學生也能夠立馬看到錯誤的是哪些題，正確的答案選項是什么。教師通過對錯誤率較高的習題進行講解，從而在“課堂前測”環節及時糾正學生的錯誤概念和理解，而在“課堂后測”環節可以作為下一節課對上一堂課的課前復習。對于課堂前測，由于其目的是對BOPPPS的第一階段“課前導入B”內容引出提示性的問題，因此可以設置相對多一些的思政內容相關題目，通過測試題的提問和選項提示，對學生進行引導。因此，從“課程思政”到“課堂前測”的連接線的粗度居于第三位，僅比“課前導入”和“參與學習”環節少一些。相比而言，課堂后測主要是對課程知識點內容的考核，應少設置或盡量不設置思政內容相關題目，而是把相關思政題目挪移到“課堂導入B”和“課堂前測P”環節中。因此，從“課程思政”到“課堂后測”環節沒有繪制連接線。相比而言，“目標指定O”環節可稍微提點但不宜多提及課程思政內容，需以知識點內容總結為主。因此，圖1中從“課程思政”到“目標指定O”環節的連接線粗度最細。

“參與學習”占據課堂教學的絕大部分時間，是課堂教學的主要過程。由教師進行導引，通過師生互動，學生參與其中，逐步呈現出課程的教學內容。學生在參與式學習中居于主體地位，教師居于引導地位。不同專業不同方向的學生，在《理論力學》課程中可以演繹出不同的課堂教學內容和過程。比如車輛專業的學生，根據以往其他專業課的學習和興趣點取向，會將教學內容往車輛方向的運動學、動力學方面進行演繹；而比如土木工程專業的學生，則也許會在此過程中將教學內容偏向于土木工程中的靜力學[6]。課程思政內容融入參與式學習的過程，是在教師對學生知識演繹過程中引導時，將價值觀作為一些方向選擇的部分依據和參考，從而實現對學生選擇習慣潛移默化的影響。其引導強度不大，但勝在于整個過程時間較長，所以總量較多。從“課程思政”到“參與學習”環節的連接線粗度位居第二，僅少于“課前導入”而多于“課堂前測”?！翱偨Y歸納”部分，不宜再對相關思政內容反復強調，因此圖1中未繪制從“課程思政”到“總結歸納”環節的連接線。

圖1中的“PPPS”部分，即“課堂前測P”、“參與學習P”、“課堂后測P”和“總結歸納S”四部分，均可以通過學習通、雨課堂等在線學習平臺來提高教學效率，提高學生的教學參與度和綜合能力。前面三個部分的線上融入不再贅述。對于“總結歸納S”部分，可以讓學生使用思維導圖軟件工具自行繪制相應知識框架，教師再對其進行查缺補漏，從而提高學生的綜合素質能力。因此，讓學生參與整個教學過程，融入現代技術手段，既鍛煉了學生，提高了其專注力、動手能力和參與感，又能獲得更好的教學效果。

4 總結

本文旨在探索一種基于BOPPPS模式和線上線下混合教學的理論力學課程思政融入方法。通過BOPPPS的分段任務設計、線上素材和工具的輔助，將思政內容融入教學的同時提高學生學習興趣，借助智能設備讓學生積極參與教學過程，提高學生綜合素質和提升學習效果。

[基金項目：教育部產學合作協同育人項目（202102046083，220504392300615）

成都大學人才培養質量和教學改革項目（cdjgb2022158，cdjgb2022228）。

參考文獻：

[1]王學儉， 石巖. 新時代課程思政的內涵，特點，難點及應對策略[J]. 新疆師范大學學報：哲學社會科學版， 2020， 41（2）：9.

[2]馮建有， 胡文鋒， 段士偉， 王彪. 理論力學課程思政教學設計與實施探索[J]. 安徽工業大學學報：社會科學版， 2022， 39（3）：77-79.

[3]袁曉娟， 趙敬芬， 步紅霞，等. BOPPPS教學模式在“理論力學”課堂教學中的運用與探索——以“角速度矢量”為例[J]. 齊魯師范學院學報， 2020， 35（1）：7.

[4]羅國宇. 基于核心公式誘導思維的理論力學知識網絡圖構建與應用[J]. 高教學刊， 2023， 9（7）：7.

[5]曾娟. 獨立學院開展《理論力學》課程思政的探索[J]. 產業與科技論壇， 2022， 21（21）：127-128.

[6]艾心熒劉良坤潘兆東潘美萍劉洪濤. 基于OBE的工程教育模式下土木工程專業理論力學教學設計改革與實踐[J]. 大學教育， 2022（9）：61-64.