基于BOPPPS教学模式的医学院校动物生物学课堂教学探索.pdf

2023年第20期总第596期No.20,2023Sum No.596Journal of Science and Education党的二十大报告强调“实施科教兴国战略，强化现代化建设人才支撑”，“要坚持教育优先发展、科技自立自强、人才引领驱动，加快建设教育强国、科技强国、人才强国”。目前，我国高等教育的课程教学改革已被提上日程。课程是人才培养的核心要素，课程质量直接决定人才培养质量。动物生物学是杭州医学院生物技术专业的一门专业基础课。依据生物技术专业培养方案，该门课程属于生物技术专业的基础理论课。不同于农林类高校对动物生物学课程的教学要求，医学院校对该课程的教学要求更偏重于医学相关内容。本文从教学方案、教学设计案例和教学评价三个方面总结 BOPPPS（Bridge-in,Objective,Pre-assessment,Participatory learning,Post-assessment,and Summary）教学模式1在动物生物学特色课堂中的教学探索。1 教学方案1.1 动物生物学课程特点动物生物学是生物技术专业基础课之一。生物技术是利用生物学知识，开发、利用和改造生物资源，为人类服务的技术。这一技术存在和发展的必然条件就是遵循生命活动规律，而动物生物学是针对动物开展生命规律研究的一门科学，其特点是动物种类繁多、名词多，易理解、难掌握，记忆困难、容易混淆。1.2 医学院校生物技术专业动物生物学教学特点杭州医学院生物技术专业具备医学特色。在实际的教学过程中，主讲教师以教材为基础，并侧重医学特色。例如，在讲授原生动物门时，除了介绍原生动物门的生物学特征、分类、代表动物之外，还要着重介绍寄生虫对人类的影响，包括流行性、生活史、致病性、防治措施等，如我国重点防治的五大寄生虫病之一杜氏利什曼原虫。在讲授扁形动物门时，引入学校科研人员血吸虫病防治工作取得的重大成就。代表性的成果包括：（1）土埋灭螺法，为我国消灭血吸虫病发挥了重要作用，成果获得1978年全国科学大会奖。（2）进行青蒿琥酯预防血吸虫病系列研究，获得中华医学科技二等奖（2001基于BOPPPS教学模式的医学院校动物生物学课堂教学探索陶 薇 杨亚冬 屠凌岚（杭州医学院检验医学院、生物工程学院生物技术教研室 浙江 杭州 310013）摘要：杭州医学院生物技术专业教学团队经过两年的动物生物学课堂教学探索和实践，在紧密联系医学院校生物技术专业人才培养方案的基础上，改革传统的“以教为主”的教学模式，引入“以学为主”的BOPPPS教学模式，极大地调动了课堂教学中学生的积极性和主动性，提高了医学院校动物生物学课程课堂教学的有效性和教学质量，提升了人才培养质量。关键词：医学院校；生物技术专业；BOPPPS；动物生物学中图分类号：G642.0 文献标识码：A DOI：10.16871/ki.kjwh.2023.20.028作者简介：陶薇（1979），女，本文通信作者，硕士，副研究员，研究方向为免疫佐剂，E-mail:ripple_；杨亚冬（1976），女，硕士，副教授，研究方向为干细胞与再生医学；屠凌岚（1981），女，硕士，助理研究员，研究方向为抗肿瘤药物研究。106教改教法年）、浙江省科技进步二等奖（2001年）、国家科学技术进步二等奖（2002年）、杜邦科技创新奖（2002年），在血吸虫病预防药物研究上取得重大突破。（3）建立敏感高效的检测体系，被评为“2016年度浙江省预防医学与公共卫生十件大事”之一。（4）消除血吸虫病策略、关键技术和监测体系的创新研究获得浙江省科学技术奖二等奖（2017年）。介绍这些内容，一方面能够让学生认识到寄生虫的危害，另一方面也激发了学生的科研热情。1.3 授课对象、学情分析和学习风格调查动物生物学面向杭州医学院生物技术专业一年级本科生开设，无先选课程要求。教学团队设计问卷表，分别对2021级（30人）和2022级（54人）学生进行学情和学习风格调查。结果两个年级的学情和学习风格基本一致。课前问卷调查结果显示：超过半数的学生具备一定的生物学基础知识，包括生物分界、动物生物学基本概念等；约70%的学生有课后复习的习惯，并关注教师推送的拓展内容，同时对感兴趣的内容进行自学；超过半数的学生自学资源选择线上课程。以上问卷调查结果说明，大部分大一学生主要还是沿袭中学时代的学习风格，学习以教师讲授为主，结合教材进行复习。此外，学生在课堂上回答问题被动，讨论积极性不高，知识点输出效果差。1.4 BOPPPS教学模式的应用BOPPPS教学模式源于20世纪70年代加拿大英属哥伦比亚大学教学与学术发展中心1。它是为实现教学目标而构建的教学过程和理论框架，形成了系统的闭环教学单元，更加注重教学目标的实现和教学方法的多样性2。该模式强调以学生为中心的教学理念，使课堂教学过程模块化。BOPPPS教学模式将教学过程分为六个不同的步骤：导言（Bridge-in）、教学目标（Objective/Outcome）、前测（Pre-assessment）、参与式学习（Participatory learning）、后测（Post-assessment）和总结（Summary）。教师可以根据这六个步骤来设计教学内容，评价和修改教学过程。近年来，这一模式得到了我国教育机构和高校的广泛认可，并逐渐被应用于各学科的教学实施3-5。基于“以学生为中心”的教学理念，教学团队对生物技术专业2022级学生采用BOPPPS教学模式进行教学，引导学生自主学习和合作学习，激发学生学习兴趣，发展学生合作学习的能力，并结合多种教学技术和资源，帮助学生梳理逻辑框架和知识点网络。同时，以一条思政主线“人与自然是生命共同体”融入和贯穿其中，践行新时代生态观和发展观。2 以 教 学 内 容“海 绵 动 物”为 例 的 基 于BOPPPS教学模式的课程设计案例海绵动物门是动物生物学课程中重点内容“动物的类群”中的一节，是理解动物演化历程时不可或缺的内容。“动物的类群”这一章知识点多且杂，学生容易混淆，教师可以根据动物的演化规律，利用思维导图进行梳理，构建逻辑结构，帮助学生理清新旧知识点。在教学过程中，教师要引导学生根据动物类群演化规律，准确找到海绵动物在动物进化过程中的位置，并通过图片对比和短视频，帮助学生加深对侧生动物概念的认识，学会区分侧生动物和真后生动物。在介绍海绵动物的主要特征时，教师要注意提醒学生关注主要动物类群特有的结构特征，引导学生把握动物生物学的学习方法。由于教材缺乏海绵动物研究新进展，教师还要加入具有代表性的研究前沿内容对教学内容进行补充。下面以40分钟的课堂教学设计为例，展示BOPPPS教学模式在海绵动物教学中的应用实践。2.1 导言（Bridge-in）（1）教学方法。通过展示学生感兴趣的视频、图片或案例引入本节课的学习动机。（2）教学步骤。为吸引学生的注意力和提高学生的学习兴趣，播放一段学生熟悉的动画片 海绵宝宝 视频，并介绍动画片 海绵宝宝 的诞生由来。海绵宝宝 是美国海洋生物学家、动画师史蒂芬 海伦伯格（Stephen Hillenburg,19612018）在1986年为来奥兰海洋研究所参观的儿童设计的一套介绍海洋生物的科普漫画。通过视频引入本节课的教学主题海绵动物门，并让学生知晓课堂主题。2.2 教学目标（Objective）（1）教学方法。采用归纳法和讲授法让学生明确本节课的学习目标（知识目标、技能目标、素质目标）、教学内容、重点和难点，以便他们能够有的放矢地进行学习。（2）教学步骤。依次从知识目标、技能目标、素质目标、教学内容、重点和难点几个方面展示本节课的教学目标。知识目标。通过本节课的学习，学生能够描述海绵动物水沟系类型和进化意义；以钙质海绵为例，能够说明海绵动物胚胎发育过程中的逆转现象，并准确说出侧生动物的概念；能够说出海绵动107教改教法物门的分类和重要代表动物。技能目标。根据形态特征，能够认出几种重要的海绵动物门代表动物。素质目标。根据案例，引导学生树立不畏艰难、勇攀高峰的科学家精神；根据案例预警，使学生能够认识到动物多样性保护、生态环境保护和动物资源合理利用的重要性，理解“人与自然是生命共同体”的内涵，践行新时代生态观和发展观。教学内容。海绵动物门主要特征、海绵动物的进化地位和海绵动物门分类。重点和难点。海绵动物水沟系类型和进化意义（重点）和海绵动物胚胎发育过程中的逆转现象（重点、难点）。2.3 前测（Pre-assessment）（1）教学方法。设计问题考查学生两方面能力：一是了解学生对海绵动物的知识储备，以便授课教师调整后续的课堂教学难易度和进度；二是考查学生对已学知识点的灵活运用能力和分析问题的能力，培养学生提出问题和解决问题的能力。（2）教学步骤。教学过程可以采用问卷星、雨课堂或智慧树等应用程序，请学生线上扫码回答问题。2.4 参与式学习（Participatory learning）2.4.1 海绵动物的特征：体制、体壁结构（1）教学方法。通过回顾、复习旧知识点，组织学生课堂讨论，应用基本理论分析问题。通过讲授法、图片演示法和课堂讨论法相结合，让学生直观认识海绵动物的外形、结构，加深印象，记忆持久。（2）教学内容和步骤。利用图片演示，跟学生一起回顾、复习体制的概念。展示几种海绵动物图片，组织学生进行讨论，请学生根据体制的概念，概括出海绵动物的体制（参与式学习）。动态演示海绵动物体壁模式图，根据从外到内的顺序讲解构成海绵动物体壁结构的细胞种类和功能。组织学生进行课堂分组讨论：为什么海绵动物是处于细胞水平的多细胞动物？给出提示：原生动物门提到一类以多细胞群体形式存在的原生动物，如空球藻；动物生物学的基本理论中学到关于组织的概念（参与式学习）。2.4.2 海绵动物的特征：水沟系（1）教学方法。通过视频演示，让学生更直观地认识海绵动物特殊结构水沟系，及其如何完成海绵动物各项生理功能。通过对比、归纳、讲授的方法比较三种水沟系类型，使学生直观地认识三种水沟系的区别，容易记忆三种水沟系类型，从而完成知识目标。通过介绍我国科学家在海绵动物化石方面最近的研究进展，引导学生传承科学家精神。（2）教学步骤。利用网络视频资源，让学生认识水沟系和水沟系的水流流动方向；利用模式图比较三种水沟系类型的结构和功能特点。总结上述结构特点，分析营固着生活的海绵动物水沟系的进化意义。引入思政案例：2015年，中国科学院南京地质古生物研究所朱茂炎课题组发现6亿年前的贵州始杯海绵化石。这一体积只有23立方毫米的微小化石保存了精美的细胞结构和完好的单沟型水沟系，是迄今为止全球发现的最古老的可靠海绵成体化石。在这之前，课题组在贵州瓮安生物群磷矿进行了大量艰苦的标本采集和研究工作。此前，古生物学界认定可靠的海绵化石出现在寒武纪（5.41亿5.2亿年前）早期5.35亿年前，贵州始杯海绵化石的发现，将这一时间向前推进了6000万年，这也意味着所有动物的共同祖先出现应该早于6亿年前6。根据这个案例引入法国著名化学家、微生物学家路易斯巴斯德（Louis Pasteur,18221895）的一句名言“My strength lies solely in my tenacity.”（我唯一的力量来自我的坚持精神。），希望学生在今后的学习和工作中也具备这种科学家的坚持精神。2.4.3 海绵动物的胚胎发育（1）教学方法。采用讲授法、图片演示法和比较法相结合，并且结合板书，让学生更直观地认识海绵动物早期胚胎发育过程的逆转现象和侧生动物的概念，从而完成知识目标。（2）教学步骤。采用图片演示法和比较法，向学生展示侧生动物和真后生动物胚胎发育过程的不同之处，帮助学生理解胚胎发育逆转和侧生动物的概念。2.4.4 海绵动物的进化地位（1）教学方法。利用动物类群演化的思维导图，帮助学生明确海绵动物在动物演化中的位置。（2）教学步骤。向学生展示动物类群演化的思维导图（图1）。抓住成对的重要概念：原生动物和后生动物；侧生动物和真后生动物。根据海绵动物的主要特征，让学生找到海绵动物门在动物演化中的位置，从而完成知识目标。2.4.5 海绵动物的分类（1）教学方法。采用归纳法、比较法、图片演示法、讲授法和案例法，让学生明确海绵动物门三个108教改教法纲分纲依据和代表动物，从而完成知识目标和技能目标。引入“人与自然是生命共同体”这一思政主线，完成思政目标。（2）教学步骤。通过归纳法和比较法，介绍海绵动物门三个纲分纲依据和代表动物。通过案例法，如海绵动物门六方海绵纲代表动物偕老同穴和俪虾的偏利共生，帮助学生认识几种重要的海绵动物代表动物，从而完成技能目标。引入2019年一篇题为“评估佛兰德斯角地区海底拖网打捞深海海绵对生态和经济影响”的文章。科学家利用现有数据分析发现，在佛兰德斯角，海绵过滤海水会影响深海底栖生态系统的平衡。它所带来的经济价值是渔业价值的两倍7。通过该案例，学生能够认识到动物多样性保护、生态环境保护和动物资源合理利用的重要性，理解“人与自然是生命共同体”的内涵，树立践行新时代生态观和发展观的意识，思政目标得以完成。2.5 后测（Post-assessment）（1）教学方法。设计重点、难点相关问题进行教学效果评价。（2）教学步骤。利用智慧树发起线上课内练习题。2.6 总结（Summary）（1）教学方法。利用归纳法，如思维导图，帮助学生总结知识框架和重点、难点（图2）。布置与课程相关的课后作业，使学生养成课后思考的习惯。结合本节课内容布置拓展资料，使学生养成阅读文献的习惯，自主认知更深层次的知识，激发学生学习兴趣。（2）教学步骤。总结该课程的重点、难点，并对本节课知识进行系统性回顾；再次强调关键知识点的重要性，引起学生重视。布置思考题：为什么说海绵动物是多细胞动物进化的一个侧支？提供拓展内容：为什么海绵动物是击败环境危机的重要生物体？3 教学效果评价教学团队通过比较生物技术专业 2021 级和图1 海绵动物的进化地位图2 海绵动物门知识点总结1092022级学生本节课的后测成绩进行课堂教学效果评价。结果在采用BOPPPS教学模式教学后，2022级学生的后测成绩在考分分布前段（90100分和8089 分）比例明显高于 2021 级（表 1）。这说明BOPPPS教学模式提高了课堂教学的有效性。表1 教学后测考试成绩分布考分分布（分）901008089707960695059人数（人）2021级（30）11014412022级（54）12221082比例2021级3.33%33.33%46.67%13.33%3.33%2022级22.22%40.74%18.52%18.41%3.70%4 思考与展望以往的动物生物学课堂以讲授法为主，学生课堂积极性不高。而以学生为中心的 BOPPPS教学模式激发了学生的学习兴趣，调动了学生的发言积极性。特别是分组讨论环节，学生不仅没有局限在查阅教科书上的知识点，还积极通过网络查阅最新文献，为自己的论点提供依据。不足之处是，讨论环节时间不好掌控，容易超时。教师今后在设计过程中要注意一节课讨论话题最好控制在12个。多种授课方法的运用，如视频演示法、归纳法、比较法、思维导图等，使得教学内容整体逻辑性更强，学生可以有的放矢地进行学习。另外，对于科学家精神的思政融入点，学生表现出了极大的兴趣，并查阅相关文献和报道，他们一致认可“坚持精神”的重要性。参考文献1 PATTISON P,RUSELL D.Instructional skills workshop handbookZ.Vancouver,Canada:UBC Centre for Teaching and Academic Growth,2006.2 MA X,MA X,LI L,et al.Effect of blended learning with BOPPPS model on Chinese student outcomes and perceptions in an introduction course of health services managementJ.Adv Physiol Educ,2021,45(2):409-417.3 CHEN L,TANG X J,CHEN X K,et al.Effect of the BOPPPS model combined with case-based learning versus lecture-based learning on ophthalmology education for five-year paediatric undergraduates in Southwest ChinaJ.BMC Med Educ,2022,22(1):437.4 HU K,MA R J,MA C,et al.Comparison of the BOPPPS model and traditional instructional approaches in thoracic surgery educationJ.BMC Med Educ,2022,22(1):447.5 徐福江.高校应用 BOPPPS 教学模式的问题与对策J.宿州教育学院学报,2022,25(5):34-38.6 YIN Z,ZHU M,DAVIDSON E H,et al.Sponge grade body fossil with cellular resolution dating 60 Myr before the CambrianJ.Proc Natl Acad Sci U S A,2015,112(12):E1453-E1460.7 PHAM CK,MURILLO F J,LIRETTE C,et al.Removal of deep-sea sponges by bottom trawling in the Flemish Cap area:conservation,ecology and economic assessmentJ.Sci Rep,2019,9(1):15843.Exploration on the Classroom Teaching of Animal Biology in Medical Colleges and Universities Based on the BOPPPS Teaching ModelTAO Wei,YANG Yadong,TU LinglanAbstract:After two years of exploration and practice in Animal Biology classroom teaching,the teaching team of the biotechnology major of Hangzhou Medical College reformed the traditional“teaching-oriented”teaching model on the basis of closely connecting with the talent training programs of the biotechnology major of medical colleges and universities,and introduces the“learning-oriented”BOPPPS teaching model,which has greatly mobilized the enthusiasm and initiative of students in classroom teaching,improved the effectiveness and teaching quality of Animal Biology classroom teaching in medical colleges and universities,and improved the quality of talent training.Key words:medical colleges and universities;biotechnology major;BOPPPS;Animal Biology编辑：顾 杰教改教法110