基于BOPPPS教學模式的高職信號與系統課程教學改革初探

【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、后測及總結六個部分。文章以高職院校信號與系統課程教學融入BOPPPS教學模式的創新形式進行闡述，結合我國高職院校的課程教學實踐，對信號與系統課程教學改革進行了評價與反思。

【關鍵詞】 BOPPPS教學模式；信號與系統；教學改革

一、高職院校信號與系統教學存在的問題

信號與系統課程在高職院校電子通信專業中占有重要的地位，它是一門具有較強實踐背景的專業核心課程，在當前以培養實踐創新應用能力為主的高職通信專業中有著舉足輕重的地位。因該專業課存在“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課程教學過于注重數學計算公式證明過程，沒有深入講解信號通過系統變化在實際應用中的物理作用。在課堂教學總結環節上反饋力度不夠，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，結合高職高專院校應用型人才培養能力的要求，需對信號與系統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“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（Summary）。

這種教學模式有五個優點：教學時間短、教學內容較少、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課程教學改革實踐

信號與系統課程在焦作大學通信技術專業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。傳統的“教師只負責講，學生只負責聽”的課堂教學模式已經過時，不能適應應用型能力培養的教學理念，還一定程度阻礙了學生獨立自主思維的發展。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合起來，真正地實現分層次教學、翻轉式教學，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容。如在教學環節開始前先提出一個學生感興趣的“熱搜”話題。通信技術類專業課程教學體系層次性較強，各課程之間聯系密切，授課教師應客觀、全面地分析課程性質、目標、定位，逐步引領學生產生學習探索興趣。

信號與系統作為一門專業核心課程，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和現代數字化通信領域。導言應針對現代通信前沿技術領域，如無線通信、生物醫學、物聯網通信、移動網絡消費應用、移動通信系統、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，并對其最新技術發展前景進行展望，進而使學生更好地認識該課程在專業中的重要地位，激發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“可實現語音、圖片、視頻等信息快捷高效地實時傳輸的手機終端”，使學生深入了解手機不同的核心技術、網絡工作模式、流行趨勢等，并認識到正是基于信號分析與系統設計等技術的快速革新，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、功能強大化、應用人性化。第二，提出“人工智能的發展就是基于高效的信號處理與系統設計基礎上實現的”，當前市場應用前景非常廣泛的人工智能產品，正是通過高效的信號處理與系統設計，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、轉化方面有了更強大的功能展現，如生活中看到的“基于人工智能技術的兒童益智玩具或學習設計舞蹈、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容不是遙不可及的，而是和身邊的生活息息相關的。

（二）“目標”明確，注重實踐能力培養

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

根據學習內容的階段不同，配合河南省高職院校職業技能大賽“芯片檢測與維修及數據恢復”賽項、電子產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揮和應用。

（三）做好“前測”，了解學生需求

前測環節能反映學生的興趣點與能力值，通過反饋不斷調整相應教學內容的進度和深度，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。新時代背景下網絡功能強大，學生在學習和生活方面，都對網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”是不明智的做法，而應認真地考慮如何成功地引導、培養學生線上網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、新技術的第二課堂。充分利用現代網絡媒介、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“前測內容”，達到討論教學內容重難點的區分效果，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

參與式學習環節是BOPPPS教學模式的核心步驟，一堂課的教學質量高低主要取決于該環節的實施。參與式學習包含小組討論、師生角色轉換、隨堂指導等內容。具體從以下兩個方面開展。

一是在教學過程中淡化數學公式、定理等，主要強調其內在的物理意義和應用價值。高職院校主要培養應用型、技能型人才。信號與系統課程工科背景較深，因此不必把重點放在對每一個數學公式的推演和證明上，而應該更多地側重于理解其內在的物理意義，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“瞬間出現而又瞬間消失，卻產生一個無窮大的沖量” 的信號。例如當雷擊出現的時候，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。應用型人才培養更注重對學生良好職業道德和職業能力的培養，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出來，同時，信號與系統課程包含公式推導和邏輯推理的基礎內容，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、性質以及圖解機理，既涉及數學公式推導，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合進行教學，這樣會收到事半功倍的教學效果。信號與系統的初期教學內容以基本概念為主，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勢，只有多媒體與板書教學有機結合、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，它能更好地激發學生的學習積極性、主動性，實現角色互換，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，激發了學生的內在知識能力需求，進一步發揮了學生掌握知識的能動性和創造性。

（五）強調“后測”重要性，反饋學生學習效果

后測側重于通過多種手段檢測教學效果，進而反饋并適當調整前期學習方式比重，達到最優化學習效果。信號與系統課程中，后測主要通過實踐操作環節來檢驗學習的效果，高職院校的實踐教學更應貫徹好“專業理論是基礎，技能培養是核心”的教育理念。信號與系統實驗調試過程及程序相對煩瑣，有時候實驗效果不夠理想，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據上。學生自己設計電路和調試，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，也為后續的數字信號處理、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，根據后測進行分析，調整前期的各教學環節的比重和力度，進而總結，達到滿意的教學效果。

（六）“總結”要到位，助力考核評價創新

總結則重在梳理知識點，幫助學生復習章節內容的學習要點。通過線上或者線下布置相關聯的思考題，做出知識點思維導圖等方式協助學生反思所學內容，這里主要以考核評價過程為主。傳統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“創新型、應用型人才培養目標”有一定差距。這就需要對當前考核評價方式進行創新改革，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合，評價學生對專業知識的掌握程度，用實驗教學測評來考查學生“自我設計創新”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，最終達到培養專業化、技能型、實用型人才的目標。

四、結語

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

總之，BOPPPS模式在高職信號與系統課程教學的應用，對于學生基礎知識理解、引導自主思維、面向實際應用、啟發創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人才培養方案；更有利于培養學生的獨立學習意識和團隊合作精神，對于學生職業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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