论文部分内容阅读
摘要：火炸药学是兵器工程-舰炮弹药直通车专业学员的学科基础必修课程，课程知识点多，实践机会少，在采用传统的以教员讲解为主的教学模式时，学员难以建立对知识点的直观认识，容易出现注意力不集中现象。BOPPPS是一种六段式教学模式，便于帮助学员制定明确的教学目标，使用前测、后测手段便于教员及时掌握学员学习进度，参与式的学习方法有利于激发学员的学习兴趣，提高学员参与学习的程度。在火炸药学课程中的实践证明，它在加强教学互动性和提高教学效果方面有很好的作用。但对于学员课前准备、教员的现场组织也提出了更高的要求。
关键词：BOPPPS；火炸药学；参与式学习
中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）01-0218-03
一、引言
火炸药学是兵器工程-舰炮弹药直通车专业学员的学科基础必修课程，同时也是该专业学员接触的第一门专业基础课程。主要研究火炸药的主要热化学与爆炸性质、炸药爆轰理论与爆炸作用、火炸药的分类与组成，以及火炸药安定性与实验测试方法等有关问题，对学员了解兵器学科专业的基本知识，掌握海军武器装备构造、使用的基本知识和方法，培养创新意识与工程实践素养具有重要的作用。BOPPPS是近年来在欧美大学悄然兴起的一种新型教学模式和评估系统。实践证明，它在加强教学互动性和提高教学效果方面有很好的作用。因此，把BOPPPS引入火炸药学课堂教学，以提高课堂授课质量具有重要的实践意义。
二、火炸药学传统教学过程
火炸药学共40学时，传统课堂教学过程主要以课堂教学为主，另有6学时实验课和2学时习题课。课堂教学主要依靠教员讲解，通过板书、PPT、动画、视频等手段辅助教学；实验课主要通过学员上机，利用ANSYS/LS-DYNA软件进行炸药爆炸时的数值模拟（4学时），以及利用气相色谱仪对发射药的安定性进行分析（2学时）；习题课主要通过教员讲解和学员练习相结合的方式，进行炸药爆炸反应方程式及热化学性质的计算（2学时）。
火炸药学课程内容非日常所常见、比较晦涩，知识点多、信息量大；火炸药属于危险品，燃烧爆炸反应迅速，同时释放大量高温高压的气体产物，过程复杂；实验程序繁琐、较难掌握。由于教研室储存保管条件有限，出于安全考虑，目前只利用玻璃器皿存有少量发射药。学员实际接触火炸药的机会非常有限，有关炸药爆炸的两次实验课均为数值仿真，仅在發射药安定性实验中可接触到发射药，并不涉及火炸药的燃烧与爆炸，因此对炸药性质的直观体验非常有限。
在采用传统教学模式时，学员主要通过教员的讲解来完成对火炸药的认识，在课堂教学中扮演“听众”的角色。基于火炸药学课程的以上特点，他们难以对抽象的燃烧和爆炸反应过程建立起直观的认识，往往在一定的课时之后，部分学员便容易跟不上课程的节奏，注意力难以集中。而一旦缺乏了对前面理论基础的掌握，就更难理解后面难度较大的爆轰理论部分的内容，导致学习包袱越背越重。到了实验课等实践环节，也往往是机械地按照实验指导书所列步骤依样画葫芦地开展实验，无法有针对性地完成对实验内容从理论到应用的转换，达不到实验课预设的目的。
三、BOPPPS在火炸药学课程中的应用实践
（一）BOPPPS的基本理念
BOPPPS起源于北美地区，是一种六段式教学模式。BOPPPS是Bridge-in、Objective、Pre-assessment、Participatory Learning、Post-assessment、Summary等六个单词的首字母缩写，分别表示了课堂中的各个环节，即课堂的引入、课堂授课的目标、课程前测、参与式学习、课程后测，以及课程小结。如表1所示，看上去BOPPPS模型与普通授课过程中的课堂设计很类似，比如我们在备课过程中也要求一堂课应当有课程的引入、课程的回顾、本次课程的学习内容和重点、课堂中要有互动、最后要有小结。但在具体实施过程中相比较起来，BOPPPS模型首先制定了明确的教学目标，对于学习者的要求更具体；实施过程中利用多种方式激发学生的学习兴趣，使学员参与学习的程度更高，因而教学的效果也更明显；课程中有前测和后测，前测用于掌握学员当前水平，后测便于了解学员的学习情况，均有利于教员根据学员掌握情况灵活调整授课内容和方式。
BOPPPS不是一个孤立的模型，并非要求教员按固定的模式进行教学。其意义在于规范了课堂教学流程的组织，指出了课堂教学的重要环节。BOPPPS的核心在于参与式学习。围绕这一核心，教员在课程设计中需要注重突出学习者在课堂中的主导地位，这也是BOPPPS教学模式与传统教学模式的重要区别之处。因此教员需要当一名导演，首先要学会对知识体系进行分类，按照知识接收的三个层次，即认知层、感知层、行为层制定学习的目标；然后时刻以学习者为中心，从BOPPPS模型的每一个环节都进行精心的设计，要让学员充分参与到教学过程中。当然，任何的技巧必须建立在一个基础上，那就是对课程内容的充分熟练和深入了解。
（二）BOPPPS在火炸药学课程中的实施
基于BOPPPS的教学理念，课前准备阶段对火炸药学课程重新进行了梳理。从内容上，火炸药学主要包括火炸药的热化学与爆炸性质、炸药爆轰理论与爆炸作用、火炸药的分类与组成，以及火炸药安定性与实验测试方法等四大部分。火炸药的热化学与爆炸性质主要包括氧平衡、爆炸反应方程式、炸药的爆热、爆温、比容等能量参数、炸药的感度等知识点，概念性知识点比较多，且涉及公式计算，是学员了解炸药、了解爆炸的基础内容，需要学员反复阅读、大量练习；炸药爆轰理论与爆炸作用主要包括冲击波、爆轰波的概念、雨贡钮方程的物理意义、炸药在水、空气、土壤等不同介质中的爆炸作用等内容，过程复杂，经验公式多，需要学员深刻理解爆轰波的形成过程，结合实际加以运用；火炸药的分类和组成主要包括猛炸药、发射药与推进剂、起爆药与火工品、烟火剂等记忆性内容，相对简单，但知识点多、信息量大，需要学员理清头绪、分类记忆；火炸药安定性与实验测试方法主要包括火炸药安定性的概念和意义、安定性测试方法和实作，需要学员将前面所学综合应用，加强主动性。 针对这四部分内容的特点，在课堂实施过程中主要采取了以下做法：
一是采用BOPPPS模型进行备课。即课件按照BOPPPS模型分成六段，课程开始有引入，搜集视频动画和相关素材，充分激发学员的学习兴趣；每次课开始時设定具体、可观察、可衡量的学习目标，便于学员明确学习目的；课程设置前测和后测，采用便利贴作答的方式了解学员掌握的程度，并以此适时适当调整教学内容；对学员进行分组，课堂中采取多种互动的方式激励学员参与学习；最后对课程进行总结，同时对学员的表现进行简单点评。
二是在课程设计时对部分授课内容进行了调整。将可以举一反三的内容分类合并，重点突出某一部分内容的学习，其他内容留给学员自学。例如讲解猛炸药时，重点针对梯恩梯的制作过程、理化特性、爆炸性质等进行介绍，而黑索今、奥克托金、泰安等炸药则简要带过，这样节约了时间便于课堂组织学员参与互动，避免的低层次内容的重复。
三是采取了多种方式鼓励学员的参与。比如在课程中设置多个问题引导学员思考；针对特定的问题，比如炸药爆热的计算、天津大爆炸中爆炸当量的换算和影响等组织学员上讲台进行讲解；每一部分课程结束后组织学员上台讲述课程概要和重点，进行回顾和讨论等；以分组竞争的方式培养他们的协作精神和竞争意识。通过以上方式激励学员积极思考、锻炼他们的内容组织和口头表达能力，培养他们团队意识和进取精神。
（三）存在问题
通过将BOPPPS教学模式应用于火炸药学课程，极大地调动了学员学习的积极性，课堂中打瞌睡、走神的明显减少，对于课程学习的热情大大增加，不少学员在课堂中展示了较强的表达能力和团队精神。但在实施过程也还暴露了一些问题：一是由于学员平时课程和训练内容安排较充实，课后自习时很少有足够的时间进行相关资料查阅、消化和组织，预习、复习的时间较少，因此往往学员的准备还不够充分、参与不够深入，在组织讨论时团队内部的分工协作、组与组之间的竞争还没有办法进一步展开；二是参与式学习过程中互动手段还有欠缺，不够丰富。回顾整个课程授课，主要是以启发式为主，通过提问、学员回答、点评的方式较多，小组讨论、个人或小组报告较少；三是具体对于火炸药学这门课而言，受到场地和条件的限制，实践内容偏少、尚未开展案例式教学，实战化效果不明显，这些都制约了火炸药学课程授课效果更上一个层次，需要进一步展开研究与实践。
四、结束语
火炸药学课程的目的是要在学员学习火炸药理论、性能与应用等知识体系的同时，锻炼、培养学员开展武器弹药技术工作严谨细致的作风和综合运用所学知识分析解决问题的能力。BOPPPS式教学模式可以克服传统教学过程中教员“讲课”学员“听课”模式所存在的弊端，使学生的学习兴趣和动力得到很好的激发，促进其发现问题、分析问题和解决问题能力的提高。教员在组织实施过程中，需要精心做好课程设计，以适当的方式引导学生，把握好设BOPPPS各个环节的灵活运用，以切实提高教学效果。
参考文献：
[1]Instructional Skills Workshop Handbook For Participants[M].2006.
[2]乌云娜，胡艳宇，宋彦涛，等.BOPPPS式教学在生态学课程中的设计与实践[J].科技创新导报，2015，（13）：172-173.
[3]袁恩，刘鹏，齐望东等.基于BOPPPS模式的计算机网络原理教学改革[J].计算机教育，2015，（6）：26-29.
[4]李臻.浅析参与式教学方法[J].科技信息，2007，（9）：159.
The Application of BOPPPS Model in Propellants and Explosives Course and Reflection about It
TAN Bo1，YAN Ping1，LIANG Yue2
（1.Naval University of Engineering，Department of Weaponry of Engineeeing，Wuhan，Hubei 430033，China；
2.Naval University of Engineering Department of Training，Office of Educational Administration，
Wuhan，Hubei 430033，China）
Abstract：All students of Weaponry of Engineering are required to take the course of propellants and explosives，which covers various aspects of knowledge，and yet with very few opportunities for students to practice. The traditional way of teaching emphasizes the teacher’s instructions，making it difficult to visualize the knowledge and leading to poor attention during class. As a six-stage teaching method，BOPPPS model helps teachers develop a specific goal and keep track of the learning progress through pretests and after-tests. Besides，the participatory teaching method motivates students to learn and increases their involvement in the learning process. The application of BOPPPS model in the propellants and explosives course has proved its effectiveness in encouraging interactivity and enhancing the teaching results；but meanwhile，it demands a higher level of preparation before class for students and on-site organization for teachers.
Key words：BOPPPS；propellants and explosives course；participatory teaching
关键词：BOPPPS；火炸药学；参与式学习
中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）01-0218-03
一、引言
火炸药学是兵器工程-舰炮弹药直通车专业学员的学科基础必修课程，同时也是该专业学员接触的第一门专业基础课程。主要研究火炸药的主要热化学与爆炸性质、炸药爆轰理论与爆炸作用、火炸药的分类与组成，以及火炸药安定性与实验测试方法等有关问题，对学员了解兵器学科专业的基本知识，掌握海军武器装备构造、使用的基本知识和方法，培养创新意识与工程实践素养具有重要的作用。BOPPPS是近年来在欧美大学悄然兴起的一种新型教学模式和评估系统。实践证明，它在加强教学互动性和提高教学效果方面有很好的作用。因此，把BOPPPS引入火炸药学课堂教学，以提高课堂授课质量具有重要的实践意义。
二、火炸药学传统教学过程
火炸药学共40学时，传统课堂教学过程主要以课堂教学为主，另有6学时实验课和2学时习题课。课堂教学主要依靠教员讲解，通过板书、PPT、动画、视频等手段辅助教学；实验课主要通过学员上机，利用ANSYS/LS-DYNA软件进行炸药爆炸时的数值模拟（4学时），以及利用气相色谱仪对发射药的安定性进行分析（2学时）；习题课主要通过教员讲解和学员练习相结合的方式，进行炸药爆炸反应方程式及热化学性质的计算（2学时）。
火炸药学课程内容非日常所常见、比较晦涩，知识点多、信息量大；火炸药属于危险品，燃烧爆炸反应迅速，同时释放大量高温高压的气体产物，过程复杂；实验程序繁琐、较难掌握。由于教研室储存保管条件有限，出于安全考虑，目前只利用玻璃器皿存有少量发射药。学员实际接触火炸药的机会非常有限，有关炸药爆炸的两次实验课均为数值仿真，仅在發射药安定性实验中可接触到发射药，并不涉及火炸药的燃烧与爆炸，因此对炸药性质的直观体验非常有限。
在采用传统教学模式时，学员主要通过教员的讲解来完成对火炸药的认识，在课堂教学中扮演“听众”的角色。基于火炸药学课程的以上特点，他们难以对抽象的燃烧和爆炸反应过程建立起直观的认识，往往在一定的课时之后，部分学员便容易跟不上课程的节奏，注意力难以集中。而一旦缺乏了对前面理论基础的掌握，就更难理解后面难度较大的爆轰理论部分的内容，导致学习包袱越背越重。到了实验课等实践环节，也往往是机械地按照实验指导书所列步骤依样画葫芦地开展实验，无法有针对性地完成对实验内容从理论到应用的转换，达不到实验课预设的目的。
三、BOPPPS在火炸药学课程中的应用实践
（一）BOPPPS的基本理念
BOPPPS起源于北美地区，是一种六段式教学模式。BOPPPS是Bridge-in、Objective、Pre-assessment、Participatory Learning、Post-assessment、Summary等六个单词的首字母缩写，分别表示了课堂中的各个环节，即课堂的引入、课堂授课的目标、课程前测、参与式学习、课程后测，以及课程小结。如表1所示，看上去BOPPPS模型与普通授课过程中的课堂设计很类似，比如我们在备课过程中也要求一堂课应当有课程的引入、课程的回顾、本次课程的学习内容和重点、课堂中要有互动、最后要有小结。但在具体实施过程中相比较起来，BOPPPS模型首先制定了明确的教学目标，对于学习者的要求更具体；实施过程中利用多种方式激发学生的学习兴趣，使学员参与学习的程度更高，因而教学的效果也更明显；课程中有前测和后测，前测用于掌握学员当前水平，后测便于了解学员的学习情况，均有利于教员根据学员掌握情况灵活调整授课内容和方式。
BOPPPS不是一个孤立的模型，并非要求教员按固定的模式进行教学。其意义在于规范了课堂教学流程的组织，指出了课堂教学的重要环节。BOPPPS的核心在于参与式学习。围绕这一核心，教员在课程设计中需要注重突出学习者在课堂中的主导地位，这也是BOPPPS教学模式与传统教学模式的重要区别之处。因此教员需要当一名导演，首先要学会对知识体系进行分类，按照知识接收的三个层次，即认知层、感知层、行为层制定学习的目标；然后时刻以学习者为中心，从BOPPPS模型的每一个环节都进行精心的设计，要让学员充分参与到教学过程中。当然，任何的技巧必须建立在一个基础上，那就是对课程内容的充分熟练和深入了解。
（二）BOPPPS在火炸药学课程中的实施
基于BOPPPS的教学理念，课前准备阶段对火炸药学课程重新进行了梳理。从内容上，火炸药学主要包括火炸药的热化学与爆炸性质、炸药爆轰理论与爆炸作用、火炸药的分类与组成，以及火炸药安定性与实验测试方法等四大部分。火炸药的热化学与爆炸性质主要包括氧平衡、爆炸反应方程式、炸药的爆热、爆温、比容等能量参数、炸药的感度等知识点，概念性知识点比较多，且涉及公式计算，是学员了解炸药、了解爆炸的基础内容，需要学员反复阅读、大量练习；炸药爆轰理论与爆炸作用主要包括冲击波、爆轰波的概念、雨贡钮方程的物理意义、炸药在水、空气、土壤等不同介质中的爆炸作用等内容，过程复杂，经验公式多，需要学员深刻理解爆轰波的形成过程，结合实际加以运用；火炸药的分类和组成主要包括猛炸药、发射药与推进剂、起爆药与火工品、烟火剂等记忆性内容，相对简单，但知识点多、信息量大，需要学员理清头绪、分类记忆；火炸药安定性与实验测试方法主要包括火炸药安定性的概念和意义、安定性测试方法和实作，需要学员将前面所学综合应用，加强主动性。 针对这四部分内容的特点，在课堂实施过程中主要采取了以下做法：
一是采用BOPPPS模型进行备课。即课件按照BOPPPS模型分成六段，课程开始有引入，搜集视频动画和相关素材，充分激发学员的学习兴趣；每次课开始時设定具体、可观察、可衡量的学习目标，便于学员明确学习目的；课程设置前测和后测，采用便利贴作答的方式了解学员掌握的程度，并以此适时适当调整教学内容；对学员进行分组，课堂中采取多种互动的方式激励学员参与学习；最后对课程进行总结，同时对学员的表现进行简单点评。
二是在课程设计时对部分授课内容进行了调整。将可以举一反三的内容分类合并，重点突出某一部分内容的学习，其他内容留给学员自学。例如讲解猛炸药时，重点针对梯恩梯的制作过程、理化特性、爆炸性质等进行介绍，而黑索今、奥克托金、泰安等炸药则简要带过，这样节约了时间便于课堂组织学员参与互动，避免的低层次内容的重复。
三是采取了多种方式鼓励学员的参与。比如在课程中设置多个问题引导学员思考；针对特定的问题，比如炸药爆热的计算、天津大爆炸中爆炸当量的换算和影响等组织学员上讲台进行讲解；每一部分课程结束后组织学员上台讲述课程概要和重点，进行回顾和讨论等；以分组竞争的方式培养他们的协作精神和竞争意识。通过以上方式激励学员积极思考、锻炼他们的内容组织和口头表达能力，培养他们团队意识和进取精神。
（三）存在问题
通过将BOPPPS教学模式应用于火炸药学课程，极大地调动了学员学习的积极性，课堂中打瞌睡、走神的明显减少，对于课程学习的热情大大增加，不少学员在课堂中展示了较强的表达能力和团队精神。但在实施过程也还暴露了一些问题：一是由于学员平时课程和训练内容安排较充实，课后自习时很少有足够的时间进行相关资料查阅、消化和组织，预习、复习的时间较少，因此往往学员的准备还不够充分、参与不够深入，在组织讨论时团队内部的分工协作、组与组之间的竞争还没有办法进一步展开；二是参与式学习过程中互动手段还有欠缺，不够丰富。回顾整个课程授课，主要是以启发式为主，通过提问、学员回答、点评的方式较多，小组讨论、个人或小组报告较少；三是具体对于火炸药学这门课而言，受到场地和条件的限制，实践内容偏少、尚未开展案例式教学，实战化效果不明显，这些都制约了火炸药学课程授课效果更上一个层次，需要进一步展开研究与实践。
四、结束语
火炸药学课程的目的是要在学员学习火炸药理论、性能与应用等知识体系的同时，锻炼、培养学员开展武器弹药技术工作严谨细致的作风和综合运用所学知识分析解决问题的能力。BOPPPS式教学模式可以克服传统教学过程中教员“讲课”学员“听课”模式所存在的弊端，使学生的学习兴趣和动力得到很好的激发，促进其发现问题、分析问题和解决问题能力的提高。教员在组织实施过程中，需要精心做好课程设计，以适当的方式引导学生，把握好设BOPPPS各个环节的灵活运用，以切实提高教学效果。
参考文献：
[1]Instructional Skills Workshop Handbook For Participants[M].2006.
[2]乌云娜，胡艳宇，宋彦涛，等.BOPPPS式教学在生态学课程中的设计与实践[J].科技创新导报，2015，（13）：172-173.
[3]袁恩，刘鹏，齐望东等.基于BOPPPS模式的计算机网络原理教学改革[J].计算机教育，2015，（6）：26-29.
[4]李臻.浅析参与式教学方法[J].科技信息，2007，（9）：159.
The Application of BOPPPS Model in Propellants and Explosives Course and Reflection about It
TAN Bo1，YAN Ping1，LIANG Yue2
（1.Naval University of Engineering，Department of Weaponry of Engineeeing，Wuhan，Hubei 430033，China；
2.Naval University of Engineering Department of Training，Office of Educational Administration，
Wuhan，Hubei 430033，China）
Abstract：All students of Weaponry of Engineering are required to take the course of propellants and explosives，which covers various aspects of knowledge，and yet with very few opportunities for students to practice. The traditional way of teaching emphasizes the teacher’s instructions，making it difficult to visualize the knowledge and leading to poor attention during class. As a six-stage teaching method，BOPPPS model helps teachers develop a specific goal and keep track of the learning progress through pretests and after-tests. Besides，the participatory teaching method motivates students to learn and increases their involvement in the learning process. The application of BOPPPS model in the propellants and explosives course has proved its effectiveness in encouraging interactivity and enhancing the teaching results；but meanwhile，it demands a higher level of preparation before class for students and on-site organization for teachers.
Key words：BOPPPS；propellants and explosives course；participatory teaching