基于BOPPPS教學模式的高職信號與系統(tǒng)課程教學改革初探

【摘" 要】 BOPPPS教學模式是以學生為主體、注重教學反饋的創(chuàng)新教學模式。它包含導言、學習目標、前測、參與式學習、后測及總結(jié)六個部分。文章以高職院校信號與系統(tǒng)課程教學融入BOPPPS教學模式的創(chuàng)新形式進行闡述，結(jié)合我國高職院校的課程教學實踐，對信號與系統(tǒng)課程教學改革進行了評價與反思。

【關(guān)鍵詞】 BOPPPS教學模式；信號與系統(tǒng)；教學改革

一、高職院校信號與系統(tǒng)教學存在的問題

信號與系統(tǒng)課程在高職院校電子通信專業(yè)中占有重要的地位，它是一門具有較強實踐背景的專業(yè)核心課程，在當前以培養(yǎng)實踐創(chuàng)新應用能力為主的高職通信專業(yè)中有著舉足輕重的地位。因該專業(yè)課存在“理論性相對較強、定理公式多、部分概念有些抽象”等特點，使得部分學生認為此課程枯燥難懂，面對該課程的學習主動性差，提不起興趣。

高職院校信號與系統(tǒng)課程教學過于注重數(shù)學計算公式證明過程，沒有深入講解信號通過系統(tǒng)變化在實際應用中的物理作用。在課堂教學總結(jié)環(huán)節(jié)上反饋力度不夠，不能反向督導學生完成對重難點知識的掌握和理解?；谡n程教學中存在的問題，結(jié)合高職高專院校應用型人才培養(yǎng)能力的要求，需對信號與系統(tǒng)課程教學模式進行深入改革。

二、BOPPPS教學模式概述

BOPPPS教學模式主要強調(diào)“以學生為中心”的教學思路，通過模塊化分解課堂教學全過程，其核心思想是將具體的教學內(nèi)容切割為獨立的六個小單元：導言 （Bridge-in）—學習目標（Objective）—前測（Pre-assessment）—參與式學習（Participatory Learning）—后測（Post-assessment）—總結(jié)（Summary）。

這種教學模式有五個優(yōu)點：教學時間短、教學內(nèi)容較少、教學設計完整精致、反饋及時、針對性強。

三、基于BOPPPS教學模式的高職信號與系統(tǒng)課程教學改革實踐

信號與系統(tǒng)課程在焦作大學通信技術(shù)專業(yè)開設時間點為大一下學期，當前高職院校新生高中階段基礎知識點積累不足，學習積極性普遍較差。傳統(tǒng)的“教師只負責講，學生只負責聽”的課堂教學模式已經(jīng)過時，不能適應應用型能力培養(yǎng)的教學理念，還一定程度阻礙了學生獨立自主思維的發(fā)展。而基于BOPPPS的教學模式，打造“沉浸式課堂”，把課下自主學習、課堂理論教學、課后實踐教學三者密切結(jié)合起來，真正地實現(xiàn)分層次教學、翻轉(zhuǎn)式教學，兼顧理論與實踐教學課時的比例，達到“以學生為中心”的目標，進而提升學習主動性。

（一）準備好“導言”，突出教學內(nèi)容的意義

教案設計要求首先設計好“導言”，導言主要作用是抓住學生的興趣點、注意力，使學生更專注于學習內(nèi)容。如在教學環(huán)節(jié)開始前先提出一個學生感興趣的“熱搜”話題。通信技術(shù)類專業(yè)課程教學體系層次性較強，各課程之間聯(lián)系密切，授課教師應客觀、全面地分析課程性質(zhì)、目標、定位，逐步引領學生產(chǎn)生學習探索興趣。

信號與系統(tǒng)作為一門專業(yè)核心課程，其包含的理論知識與實踐解決方法廣泛應用于電子自動控制系統(tǒng)和現(xiàn)代數(shù)字化通信領域。導言應針對現(xiàn)代通信前沿技術(shù)領域，如無線通信、生物醫(yī)學、物聯(lián)網(wǎng)通信、移動網(wǎng)絡消費應用、移動通信系統(tǒng)、自動控制儀表與儀器、人工智能等領域，進行深入詳細地介紹，并對其最新技術(shù)發(fā)展前景進行展望，進而使學生更好地認識該課程在專業(yè)中的重要地位，激發(fā)學生對本課程的強烈興趣。

還可以通過生活當中的應用實例，使學生更易于接受書本上的理論定理。從以下兩個方面舉例：第一，可以提到“可實現(xiàn)語音、圖片、視頻等信息快捷高效地實時傳輸?shù)氖謾C終端”，使學生深入了解手機不同的核心技術(shù)、網(wǎng)絡工作模式、流行趨勢等，并認識到正是基于信號分析與系統(tǒng)設計等技術(shù)的快速革新，才使人們生活中離不開的手機科技感越來越強，如體積最小化、音效高品質(zhì)、功能強大化、應用人性化。第二，提出“人工智能的發(fā)展就是基于高效的信號處理與系統(tǒng)設計基礎上實現(xiàn)的”，當前市場應用前景非常廣泛的人工智能產(chǎn)品，正是通過高效的信號處理與系統(tǒng)設計，才使得人工智能機器人在實時處理與控制能力方面，以及觸覺、視覺信息的獲取、轉(zhuǎn)化方面有了更強大的功能展現(xiàn)，如生活中看到的“基于人工智能技術(shù)的兒童益智玩具或?qū)W習設計舞蹈、踢足球等文體活動”等應用。通過當前工作、生活、學習中這些真實的案例，使學生感覺到教學理論內(nèi)容不是遙不可及的，而是和身邊的生活息息相關(guān)的。

（二）“目標”明確，注重實踐能力培養(yǎng)

明確的教學目標，有助于學生把握課程章節(jié)的重點和難點。當前，專業(yè)人才培養(yǎng)方案突出以就業(yè)為導向，注重培養(yǎng)學生的實踐動手能力。要給學生灌輸 “專業(yè)理論是基礎，技能培養(yǎng)是核心”的教育理念，進而達到“知識—能力—素質(zhì)”的培養(yǎng)目標，不斷提高學生運用專業(yè)知識解決工作生活中實際問題的能力。

根據(jù)學習內(nèi)容的階段不同，配合河南省高職院校職業(yè)技能大賽“芯片檢測與維修及數(shù)據(jù)恢復”賽項、電子產(chǎn)品設計與制作大賽等對學生實踐技能的要求導向，基于高職類學生學習主動性不強的情況，在實驗設計上注重理論指導實踐，使學生通過動手實踐操作對理論知識點有更加直觀、深入的認識和理解。同時要鼓勵有一定動手能力的學生，自己設計調(diào)試實驗。這樣學生的主觀能動性在實驗實踐過程中就能得到發(fā)揮和應用。

（三）做好“前測”，了解學生需求

前測環(huán)節(jié)能反映學生的興趣點與能力值，通過反饋不斷調(diào)整相應教學內(nèi)容的進度和深度，比如可通過線上學習平臺布置提問，開展線上問卷調(diào)查，進行課前知識儲備能力測試等多種手段。新時代背景下網(wǎng)絡功能強大，學生在學習和生活方面，都對網(wǎng)絡都有很強的依賴性。如果僅僅為了維護課堂教學秩序而采取“斷網(wǎng)”是不明智的做法，而應認真地考慮如何成功地引導、培養(yǎng)學生線上網(wǎng)絡教學資源學習的主動性，做好課程“前測”工作，進而成為獲取新知識、新技術(shù)的第二課堂。充分利用現(xiàn)代網(wǎng)絡媒介、平臺、終端設備等各種多媒體溝通手段，通過有針對性的布置“前測內(nèi)容”，達到討論教學內(nèi)容重難點的區(qū)分效果，這對不同層次的學生知識能力提升效果顯著，也有力地提升了學生的自主學習意識。

（四）注重“參與式學習”過程，打造沉浸式課堂

參與式學習環(huán)節(jié)是BOPPPS教學模式的核心步驟，一堂課的教學質(zhì)量高低主要取決于該環(huán)節(jié)的實施。參與式學習包含小組討論、師生角色轉(zhuǎn)換、隨堂指導等內(nèi)容。具體從以下兩個方面開展。

一是在教學過程中淡化數(shù)學公式、定理等，主要強調(diào)其內(nèi)在的物理意義和應用價值。高職院校主要培養(yǎng)應用型、技能型人才。信號與系統(tǒng)課程工科背景較深，因此不必把重點放在對每一個數(shù)學公式的推演和證明上，而應該更多地側(cè)重于理解其內(nèi)在的物理意義，用其來解決實際工程問題。

例如在講解單位沖激信號δ（t）的概念時，教師應盡量結(jié)合生活中的實際應用來說。沖激信號是對強度甚大而作用時間極短的物理量的理想模型，它是“瞬間出現(xiàn)而又瞬間消失，卻產(chǎn)生一個無窮大的沖量” 的信號。例如當雷擊出現(xiàn)的時候，雖然電壓很高，但是因為時間極短，電壓和時間的乘積UΔt是雷擊的沖量，該沖量卻是個有限值。此時，如果要用一個物理信號來描述雷擊的情況，則看成電壓無限大而時間無限短，二者的乘積為有限值。這就是沖激信號，而沖激的大小用沖量UΔt表示。

二是運用多種教學模式，提升學生對參與式教學的興趣。應用型人才培養(yǎng)更注重對學生良好職業(yè)道德和職業(yè)能力的培養(yǎng)，更需要多種教學方式更新和拓展知識面。

首先，多媒體播放與板書相融合，引導學生沉浸式思考。多媒體教學很容易將一些較抽象的概念生動有效地展現(xiàn)出來，同時，信號與系統(tǒng)課程包含公式推導和邏輯推理的基礎內(nèi)容，利用板書能更有效地對學生進行指引，進而提升學生主動思考的能力。如卷積的概念、性質(zhì)以及圖解機理，既涉及數(shù)學公式推導，又需要動畫展示卷積圖形掃描法的過程，這就需要多媒體播放與板書相結(jié)合進行教學，這樣會收到事半功倍的教學效果。信號與系統(tǒng)的初期教學內(nèi)容以基本概念為主，需要引領學生循序漸進地認知、理解基本理論。板書對于公式定理推導、分析和演算過程有得天獨厚的優(yōu)勢，只有多媒體與板書教學有機結(jié)合、相互依托，才能引導學生沉浸式思考問題，緊跟教師的教學思路，共同完成推導證明或演算，達到熟練掌握所學知識點的目的。

其次，教學過程中要增加研討型教學方式。傳統(tǒng)課堂教學中，教師處于主導地位，學生處于被動，缺乏思考，缺少對問題的自主判斷和分析。這就需要增加研討式教學，它能更好地激發(fā)學生的學習積極性、主動性，實現(xiàn)角色互換，使學生真正地成為課程主體，教師耐心傾聽學生剖析，同時要充分相信學生的自學能力，尊重并鼓勵學生的創(chuàng)新精神，不斷提升學生在學習中的成就感和學習動力。教與學的密切配合是研討式教學的特點，正是在研究和討論的過程中，激發(fā)了學生的內(nèi)在知識能力需求，進一步發(fā)揮了學生掌握知識的能動性和創(chuàng)造性。

（五）強調(diào)“后測”重要性，反饋學生學習效果

后測側(cè)重于通過多種手段檢測教學效果，進而反饋并適當調(diào)整前期學習方式比重，達到最優(yōu)化學習效果。信號與系統(tǒng)課程中，后測主要通過實踐操作環(huán)節(jié)來檢驗學習的效果，高職院校的實踐教學更應貫徹好“專業(yè)理論是基礎，技能培養(yǎng)是核心”的教育理念。信號與系統(tǒng)實驗調(diào)試過程及程序相對煩瑣，有時候?qū)嶒炐Ч粔蚶硐?，主要受制于各分立器件本身的運行狀況是否良好。這需要學生深入理解實驗的原理、步驟，不需把更多的注意力放在精準數(shù)據(jù)上。學生自己設計電路和調(diào)試，實驗課教師輔助進行答疑解惑，既鍛煉了學生運用計算與分析方法解決實際問題的能力，也為后續(xù)的數(shù)字信號處理、通信原理、自動控制等課程設計實訓和課題式研究奠定了堅實的基礎。后測更多的是反饋前期教學的效果，根據(jù)后測進行分析，調(diào)整前期的各教學環(huán)節(jié)的比重和力度，進而總結(jié)，達到滿意的教學效果。

（六）“總結(jié)”要到位，助力考核評價創(chuàng)新

總結(jié)則重在梳理知識點，幫助學生復習章節(jié)內(nèi)容的學習要點。通過線上或者線下布置相關(guān)聯(lián)的思考題，做出知識點思維導圖等方式協(xié)助學生反思所學內(nèi)容，這里主要以考核評價過程為主。傳統(tǒng)的教學評價考核方式不能全面、準確地考查學生最終的學習效果，和當前高職院校提出的“創(chuàng)新型、應用型人才培養(yǎng)目標”有一定差距。這就需要對當前考核評價方式進行創(chuàng)新改革，如引入知識、能力和學風綜合評定的評價理念，用不同的方法評價不同的能力。也可以將期末試卷考試和平時考核成績相結(jié)合，評價學生對專業(yè)知識的掌握程度，用實驗教學測評來考查學生“自我設計創(chuàng)新”能力。這樣才能更有效地評價每一位學生的學習效果，以點帶面，最終達到培養(yǎng)專業(yè)化、技能型、實用型人才的目標。

四、結(jié)語

實踐證明，BOPPPS教學模式在高職高專院校信號與系統(tǒng)課程教學中有一定的創(chuàng)新。該模式利用有趣的導入和前測環(huán)節(jié)吸引學生的注意力，淡化了信號與系統(tǒng)枯燥理論公式的特征，然后通過參與式學習激發(fā)學生主動思考，進入沉浸式學習狀態(tài)，再通過后測檢驗學生專業(yè)知識點的掌握程度，最后通過總結(jié)環(huán)節(jié)梳理課堂講授的知識點，并提出思考題等方式協(xié)助學生開展反思。整個教學設計過程完整，構(gòu)思理念先進。但在具體的專業(yè)實踐教學過程中也存在一些問題，值得專業(yè)課教師認真思考，比如受學生一節(jié)課的專注度時間長短，實驗環(huán)節(jié)設備、測試調(diào)節(jié)力度大小等因素制約，需要考慮并修正、細化環(huán)節(jié)。因而，BOPPPS教學模式不能適用于所有電子通信類專業(yè)課程教學，相應地要結(jié)合各高等職業(yè)院校不同教學的實際環(huán)境而靈活運用。

總之，BOPPPS模式在高職信號與系統(tǒng)課程教學的應用，對于學生基礎知識理解、引導自主思維、面向?qū)嶋H應用、啟發(fā)創(chuàng)新意識等方面起到了重要的促進作用。該模式有利于督促師生主動改進教與學的方式方法，更好地應用于電子通信類專業(yè)人才培養(yǎng)方案；更有利于培養(yǎng)學生的獨立學習意識和團隊合作精神，對于學生職業(yè)應用能力和動手實踐技能的提升都有很大的作用。

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