BOPPPS模式在“电路原理”课程中的应用

摘  要：在当前“新工科”与“金课”的建设背景下，为更好地提高教学质量与成效，在“电路原理”课程教学中引入智慧教学工具“雨课堂”，以中国大学MOOC、学堂在线等平台上的优质在线课程资源为参考，建设基于BOPPPS模式的线上线下混合式“金课”。通过教学实践证明，这种教学方法有效加强了学生理论知识的学习，提高了学生的学习兴趣，为后续相关课程的学习奠定了良好的理论基础。

关键词：新工科;金课;电路原理;BOPPPS模式

中图分类号：TM13;G424 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2021）06-0054-03

Application of BOPPPS Mode in “Circuit Principle” Course

WANG Yuhan

（School of Electrical and Electronic Engineering，Chongqing University of Technology，Chongqing  400054，China）

Abstract：Based on the current background of the construction of “new engineering” and “golden course”，in order to better improve the quality and effectiveness of teaching，the intelligent teaching tool “Yuketang” is introduced in the teaching of “Circuit Principle” course，taking the high-quality online curriculum resources on the China University MOOC and XuetangX and other platforms as reference，the online and offline blended “gold course” based on BOPPPS mode is constructed. Through teaching practice，it is proved that this teaching method effectively strengthens studentslearning of theoretical knowledge，increases studentsinterest in learning，and lays a good theoretical foundation for follow-up study of related courses.

Keywords：new engineering;golden course;circuit principle;BOPPPS mode

0  引  言

電路原理课程是高等院校电气与信息类专业的主干学科基础课程之一，在电气与信息类专业学生的人才培养计划和课程体系中起着承前启后的重要作用，主要培养学生掌握电路的基本理论、分析计算电路的基本方法[1]。基于当前“新工科”与“金课”的建设背景[2-5]，课题组坚持采用多种教学方法与手段，推进教学改革，以更好地提高教学质量与成效。本文主要介绍在“电路原理”课程教学中引入BOPPPS模式，建设基于BOPPPS模式的线上线下混合式“金课”[6]。

1  构建BOPPPS模式下“电路原理”分知识点课堂

BOPPPS教学模式起源于20世纪70年代加拿大教师教学技能工作坊Instruc-tional Skill Workshop（ISW）项目，以建构主义和交际法为理论依据，强调教学过程中以学生为中心，有效提高学生在课堂教学中的参与度[6]。

有效的课堂教学模式——BOPPPS模式，将教学过程划分为6个部分，如图1所示[6]。将“电路原理”课程内容分为四个模块，分别为直流电阻电路分析、直流暂态电路分析、正弦交流电路分析、二端口电路分析。每个模块下再细分为各个知识点，按照图1针对各个知识点以BOPPPS模式设计教学过程。

2  BOPPPS模式实施举例——“一阶电路初值求解”

以一阶电路初值求解为例，按照图1设计教学过程的六个部分，介绍BOPPPS有效课堂教学模式的实施过程。

2.1  由仿真“引入”初始值的求解

引入“知识点”。通过实例、仿真或作业安排预习内容，针对每个知识点设置不同级别的预习任务，解决现有课程学习中学生课前预习不充分，个别学生参与度不高等问题，充分调动学生的学习积极性，提高学生参与度，进而提升课程的学习效果与含金量。

本知识点课前布置仿真作业如图2所示，令us=12 V，R=1 kΩ，C=1 μF，让学生课前完成一阶RC电路仿真，多次拨动A、B之间的开关S，并观察记录波形，总结初值在换路前后的变化，完成表1预习作业与问题，所有同学都要完成基础预习任务，有能力的同学可同时完成中级预习任务，学有余力的同学还可以完成高级预习任务。

2.2  给出知识点学习“目标”

制定“教学目标”。围绕本校建设高水平应用型大学的定位，基于工程专业认证的理念，面向通信、电子信息等市级一流专业人才培养需求，结合学生的实际情况，从知识、能力、情感三个方面制定课程各知识点的教学目标。

一阶电路初值求解知识目标：了解一阶电路的定义;理解一阶电路分析中计算初值的必要性;掌握如何分析计算一阶电路的初值。能力目标：培养学生的科学探究意识，提高学生分析能力、解决问题能力、逻辑思维能力;培养学生独立思考、理论联系实际、学以致用的意识和思维;培养学生的实践与创新能力[5，6]。情感目标：拓展学生思维，激发学生对电路原理学习的兴趣，增强学生对专业学习的兴趣;树立求实创新的科学精神和人生观[7，8]。

2.3  通过雨课堂推送“课前测”

引入智慧教学工具“雨课堂”，以中国大学MOOC、学堂在线等平台上的优质在线课程资源为参考，通过雨课堂推送课前测，检验学生的预习情况与效果。课堂上针对课前测情况，对错误较多的知识点进行着重讲解。

2.4  引导学生“参与”课堂学习

引领学生带着问题积极参与到课堂学习之中。首先讲解求解一阶电路初值的必要性。为方便体现多次换路，将输入电压用方波替代且方波持续时间足够长，足以保证电路的暂态过程可以完成，观察如图3所示的仿真波形，有的初值在换路前后跃变，而有的不会跃变，需要我们总结求解方法，针对不同的初始值采用不同的求解方法。然后讲解一阶电路普适的方法——列方程法，采用KCL和元件伏安关系，即两类约束列方程，发现只含一个动态元件的电路，换路后的方程为一阶常系数非齐次微分方程，根据高等数学求解知识，可知方程的解有两部份，即通解和特解。通解是Aept，要确定系数A，就必须要知道初始值，因此从理论的角度分析，求解初值也很重要。最后理论联系实际，从实践的角度说明初值的重要性。生活中有很多常见的定时、延时电路的分析都需要用到本知识点，这些电路内部含有微积分电路、触发器电路等都有利于电容充放电计时，因此需要认真学习本节内容，掌握如何求解一阶电路的初始值。

从仿真、理论、应用的角度说明求解初值的必要性，激发学生的兴趣。然后重点讲解如何求解，将仿真中不能跃变满足换路定律的初始值定义为独立的初始值，不满足换路定律的初始值定义为非独立的初始值。从图3电容电压uc（t）波形图不难发现，波形是连续变化的，要计算换路时的初值，只需计算换路前的稳态值即可，因为换路前后值相等，满足换路定律。针对图3中电阻电压uR（t），换路时初始值会跃变，和换路前取值无关，则采用两类约束求解，列写换路后的KVL方程有：ui（t）=uR（t）+uc（t），其中电源电压与电容电压换路后的值已经确定，可以求解uR（t）的值。进而引导学生分析在求解初值的瞬间，该如何处理电容元件？电容电压值是定值吗？给出学生消化理解与归纳总结的时间。

课堂上一起完成求解初值的例题，使学生进一步加深对初值求解的理解。然后针对有代表性的例题，选用雨课堂“随机点名”功能，抽选学生在黑板上分步骤完成求解，了解学生对知识点的掌握情况，如果抽选学生出现错误，则邀请学生们一起发现问题并立刻指正，尤其是针对初始值的写法、初学者经常犯的错误等，多加强调与指引。最后将求解一阶RC电路初值的步骤通过PPT展示给学生，接着提出问题——若电路是一阶RL电路，求解初值的步骤与一阶RC电路的区别？统计预习阶段完成高级预习任务的学生人数，从这些学生中挑选一些学生，利用对偶性引导他们说出一阶RL电路初始值求解步骤，进而去完成一阶RL电路初值求解的例题，最后总结得到一阶电路求解步骤。

2.5  课后布置作业并通过雨课堂推送“后测”

课下布置书面作业，并通过雨课堂推送一些检测习题，让学生可以更好地巩固课堂所学。课后测试题型分为：记忆理解型——基本概念、方法、电路;客观题目、应用分析型——工程问题探究;非标准答案题目、评价创造型——设计和实现;仿真和實操。根据学生学习状况调整讲课的速度与进度，保证大部分学生跟上学习进度，提高学习效果。

2.6  学习结束及时“总结”

课堂教学已经总结一阶电路初始值求解的步骤，课下要求所有同学将求解步骤写到作业本上，再完成作业。并要求学有余力的同学给出知识点的引申求解，如图4所示，求解多次换路时，如何确定元件的初始值？

3   结  论

以“新工科”和“金课”建设为背景，课题组为更好地提升课堂教学质量和效果，在教学中引入BOPPPS模式，以“学生为中心”分知识点建立预习、目标、前测等六部分内容，形成一个有效的学习闭环，提高学生学习过程的参与度，增强学生学习的积极性，针对不同程度的学生布置完成不同的作业，培养学生自主学习的能力。教学实践证明，该方法切实提高了学生学习的积极性与参与度，注重每个同学的个性化发展，学生在自己的能力范围内尽可能好地掌握每节知识点，基础知识学习更加牢固，为后续相关课程的学习打下坚实的基础，同时提高了学生学习的自信心。

参考文献：

[1] 张霞.“电路理论”信息化教学改革探索 [J].电气电子教学学报，2020，42（3）：61-64.

[2] 邓忠波.大学课程中“水课”现象审视与“金课”建设进路 [J].中国电化教育，2020（4）：68-74.

[3] 余文森，宋原，丁革民.“课堂革命”与“金课”建设 [J].中国大学教学，2019（9）：22-28.

[4] 崔佳，宋耀武.“金课”的教学设计原则探究 [J].中国高等教育，2019（5）：46-48.

[5] 陈宝生.在新时代全国高等学校本科教育工作会议上的讲话 [J].中国高等教育，2018（Z3）：4-10.

[6] 曹丹平，印兴耀.加拿大BOPPPS教学模式及其对高等教育改革的启示 [J].实验室研究与探索，2016，35（2）：196-200+249.

[7] 张建勋，朱琳.基于BOPPPS 模型的有效课堂教学设计 [J].职业技术教育，2016，37（11）：25-28.

[8] 朱世敏，盛娟，王岩，等.基于移动学习的BOPPPS对分课堂教学研究与实践——以“C语言程序设计”课程为例 [J].工业和信息化教育，2021（1）：67-71.

作者简介：王玉菡（1981—），女，汉族，河北衡水人，副教授，硕士，研究方向：电子类基础课程理论、实验、实践教学和科研等。