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BOPPPS教学法在《结构力学》教学中的应用
作者：颜媛媛 王涛
来源：《科教导刊·电子版》2017年第31期
摘 要 笔者针对《结构力学》课程在当前独立学院教学中存在的问题，将国际前沿的教学理念—BOPPPS六步教学法运用到课程教学实践中，经过两学年的教学实践表明，该方法取得了良好的教学效果。
关键词 BOPPPS 教学模式 教学目标 零杆 中图分类号：G642.2 文献标识码：A 1当前独立学院《结构力学》 授课现状
独立学院是近年来出现的一种新型、独特的办学模式，它介于公办本科与专科之间，学生具有个性突出、自我意识强、自我管理能力弱等特点。此外，由于学生的学习习惯不良、学习方法也不科学，导致课堂学习效率不高。这一现象同样出现在《结构力学》的学习过程中：此门课程所涉及的问题复杂多变，有时甚至出人意料，而且解决的手段和方法并非唯一。学生刚开始可能怀着期盼的热情，随着时间的推移，理论知识逐渐增多，学习难度也增大，许多学生渐渐地“掉队了”。因此，传统的 “填鸭式” 被动教学模式不再适用，这要求在独立学院教学过程中需要进行尝试和创新，尽量使学生参与到教学活动中，形成一套符合学生特点的教学方法。
2 BOPPPS教学法简介
BOPPPS教学法主张将教学方案设计过程按照人们对事物的逐渐认识程度由了解到熟悉依次分为 B，O，P，P，P，S 6 个不同阶段，其中B（Bridge-in）为课程引入，在教学开始阶段选择合适的问题引入所学知识点；O（Objective）为学习目标，通过问题引入，让学生明白所学知识点要达到的目标；第一个P（Pre-Test）为课前测试，开讲前通过提问，了解学生课前预习所达到的效果；第二个P（Participatory Learning）为参与式学习，在教学过程中让学生参与互动，提升学习效率；第三个P（Post-assessment）为课后测试，在讲解完知识点后通过提出问题来检验教学效果；S（Summary）为总结，在课堂最后时间提出问题让学生取思考，也可以是为后期课程做铺垫。BOPPPS模式根据人的注意力大约只能维持15min的自然规律，将课堂教学内容切割为15min左右的小单元，不仅每个教学小单元内具有“起承转合”的功能，还要求所有小单元组合而成的课堂亦遵循“起承转合”的脉络。
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因此，可在 《结构力学》 课程的教学过程中运用BOPPPS教学法，激发学生学习兴趣，使学生主动参与课堂教学， 促进学生对所学的知识掌握和领会， 从而实现改善教学效果的目的。
3基于BOPPPS教学法的《结构力学》课堂设计
《结构力学》是土木工程及相关专业的一门重要的核心基础课程，它的教学目的是使学生掌握各类结构的受力性能，培养结构分析与计算（包括手算与电算）等方面的能力，为学习有关专业课程及进行结构设计和科学研究打下基础。笔者主要围绕静定平面桁架结构中的零杆判别这一知识点，按照BOPPPS教学法的模式，设计了一堂15分钟的课堂教学。 3.1课堂引入（1min）
此环节的目的是为了吸引大家的注意力，提高学生对这个知识点的兴趣，帮助学生专注即将要讲解的内容。笔者是这样引入问题的：上次课我给大家讲解了静定平面桁架的定义、特点及求解其内力的基本方法—结点法，同梁和刚架相比，桁架各杆截面上的内力只有轴力而无剪力及弯矩，内力较为简单单一，但它的杆件和结点的数目比较多，在用结点法求解它的内力时，要依次取单个结点为研究对象，工作量较大。我们一起看一下图1。抛出问题后，学生就会感叹这个例题有15个结点、27根杆，用结点法进行计算时工作量太大了，有没有简便省事的计算方法呢？于是大家带着这个疑问进入本堂课的学习内容-零杆判别。 3.2学习目标（1min）
教师言简意赅的阐明学习目的、传达教学目标，特别是课程的重点知识和学习价值，通过明确告知学生通过这节课能够懂得什么或者即将学会做什么，从而让学生明确掌握学习的方向。针对这堂课，笔者希望能达到的目标是：学生通过对结点法概念的理解，掌握特殊结点的平衡规律，结合零杆判别的方法，在受力分析前对桁架结构中的零杆进行判别拆除。 3.3课前测试（1min）
建立学习目标后对学生开展先测或摸底，有助于教师了解学生的兴趣和能力，协助调整讲课内容的深度与进度，也有助于学生向教师准确传达其基础能力和学习的愿望，促进教师授课方式的及时改进，通过师生双方的密切配合，奠定课堂教学目标的有效达成。针对这个环节，主要是以向学生提问的方式完成课前测试，例如：结点法求解桁架结构内力时用什么方程进行求解？平面汇交力系的平衡方程是什么？有几个表达式？假如桁架中有些杆件的内力正好为零，我们该如何称呼它？通过学生与老师的积极互动，充分体现了学生参与课堂活动。 3.4参与式学习（9min）
参与式学习作为课堂教学的核心，要求教师能够随机应变、灵活运用各种教学媒体和资源，创造一个轻松活泼的学习环境，鼓励更多的学生主动参与到教学环节，从而帮助学生达到
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既定学习目的，实现课堂教学目标。这堂课笔者采用了教师与学生互动的方式进入新课的讲解，并在讲解后让学生自主思考。
桁架结构中凡内力力为零的杆，称为零杆。如在受力分析前能直接判别出哪些杆件为零杆并拆除，可简化结构，将给计算带来很大的方便。零杆判别以结点法为基础，结合桁架中常有的一些特殊形状的结点类型，根据适当的投影平衡方程得出，常见的特殊结点如下所示： （1）L形结点。这是两杆结点。当结点上无外载时两杆内力皆为零（图2所示）；有 外载且与其中一杆共线时，共线的杆件内力等于外载，另一杆内力为零（图3所示）。 （2）T形结点。这是三杆汇交的结点且其中两杆共线。当结点上无外载时，共线两杆内力相等，第三杆必为零杆（图4所示）。
（3）X形结点。这是四杆结点且两两共线。结点上无外载时，则共线两杆内力相等（图5所示）。
（4）K形结点。这也是四杆结点，四杆中两杆共线，另外两杆在此直线同侧且交角相等。结点上如无外载，非共线两杆内力大小相等而符号相反（图6所示）。
上述四条结论，学生根据教师引导均可采用适当的平面汇交力系平衡方程，自行思考证明得出。讲完判别方法之后，回到前面的例题，让学生通过所学知识解决课堂引入中提出的问题，达到师生交互式学习的真正效果。 3.5课堂课后测试（2min）
在课堂快要结束之际，通过有针对性的测评方式检验学生的学习状况，了解学生本次课的学习效果是否达成上课时既定的教学目标。应用以上结论，学生不难发现结点1为T形结点，14杆为零杆，拆除零杆后结点4又变为T形结点，杆42为零杆，依次类推，不难判断出例题中共有19根零杆，8根非零杆（图7所示），且8根非零杆四四共线，共线四杆内力相等且符号相同，本题中真正需要受力分析的只有2根杆（图8所示），计算工作大为简化。 图7 图8
3.6课堂总结（1min）
课堂总结起着承前启后的作用，任课教师通过用简练的语言总结课堂内容，整合学习要点、布置课后作业、预告下次课的教学内容并对下一次课堂教学所需要准备的工作提出要求。针对这堂课，主要以提问及做题等方式进行小结。如：什么叫零杆？零杆有哪些类型？如何判别零杆？通过引导学生回忆概念，总结出解题的关键，并布置相应地课后作业进行巩固。