基于BOPPPS教学模式的高职信号与系统课程教学改革初探

【摘" 要】 BOPPPS教学模式是以学生为主体、注重教学反馈的创新教学模式。它包含导言、学习目标、前测、参与式学习、后测及总结六个部分。文章以高职院校信号与系统课程教学融入BOPPPS教学模式的创新形式进行阐述，结合我国高职院校的课程教学实践，对信号与系统课程教学改革进行了评价与反思。

【关键词】 BOPPPS教学模式；信号与系统；教学改革

一、高职院校信号与系统教学存在的问题

信号与系统课程在高职院校电子通信专业中占有重要的地位，它是一门具有较强实践背景的专业核心课程，在当前以培养实践创新应用能力为主的高职通信专业中有着举足轻重的地位。因该专业课存在“理论性相对较强、定理公式多、部分概念有些抽象”等特点，使得部分学生认为此课程枯燥难懂，面对该课程的学习主动性差，提不起兴趣。

高职院校信号与系统课程教学过于注重数学计算公式证明过程，没有深入讲解信号通过系统变化在实际应用中的物理作用。在课堂教学总结环节上反馈力度不够，不能反向督导学生完成对重难点知识的掌握和理解。基于课程教学中存在的问题，结合高职高专院校应用型人才培养能力的要求，需对信号与系统课程教学模式进行深入改革。

二、BOPPPS教学模式概述

BOPPPS教学模式主要强调“以学生为中心”的教学思路，通过模块化分解课堂教学全过程，其核心思想是将具体的教学内容切割为独立的六个小单元：导言 （Bridge-in）—学习目标（Objective）—前测（Pre-assessment）—参与式学习（Participatory Learning）—后测（Post-assessment）—总结（Summary）。

这种教学模式有五个优点：教学时间短、教学内容较少、教学设计完整精致、反馈及时、针对性强。

三、基于BOPPPS教学模式的高职信号与系统课程教学改革实践

信号与系统课程在焦作大学通信技术专业开设时间点为大一下学期，当前高职院校新生高中阶段基础知识点积累不足，学习积极性普遍较差。传统的“教师只负责讲，学生只负责听”的课堂教学模式已经过时，不能适应应用型能力培养的教学理念，还一定程度阻碍了学生独立自主思维的发展。而基于BOPPPS的教学模式，打造“沉浸式课堂”，把课下自主学习、课堂理论教学、课后实践教学三者密切结合起来，真正地实现分层次教学、翻转式教学，兼顾理论与实践教学课时的比例，达到“以学生为中心”的目标，进而提升学习主动性。

（一）准备好“导言”，突出教学内容的意义

教案设计要求首先设计好“导言”，导言主要作用是抓住学生的兴趣点、注意力，使学生更专注于学习内容。如在教学环节开始前先提出一个学生感兴趣的“热搜”话题。通信技术类专业课程教学体系层次性较强，各课程之间联系密切，授课教师应客观、全面地分析课程性质、目标、定位，逐步引领学生产生学习探索兴趣。

信号与系统作为一门专业核心课程，其包含的理论知识与实践解决方法广泛应用于电子自动控制系统和现代数字化通信领域。导言应针对现代通信前沿技术领域，如无线通信、生物医学、物联网通信、移动网络消费应用、移动通信系统、自动控制仪表与仪器、人工智能等领域，进行深入详细地介绍，并对其最新技术发展前景进行展望，进而使学生更好地认识该课程在专业中的重要地位，激发学生对本课程的强烈兴趣。

还可以通过生活当中的应用实例，使学生更易于接受书本上的理论定理。从以下两个方面举例：第一，可以提到“可实现语音、图片、视频等信息快捷高效地实时传输的手机终端”，使学生深入了解手机不同的核心技术、网络工作模式、流行趋势等，并认识到正是基于信号分析与系统设计等技术的快速革新，才使人们生活中离不开的手机科技感越来越强，如体积最小化、音效高品质、功能强大化、应用人性化。第二，提出“人工智能的发展就是基于高效的信号处理与系统设计基础上实现的”，当前市场应用前景非常广泛的人工智能产品，正是通过高效的信号处理与系统设计，才使得人工智能机器人在实时处理与控制能力方面，以及触觉、视觉信息的获取、转化方面有了更强大的功能展现，如生活中看到的“基于人工智能技术的儿童益智玩具或学习设计舞蹈、踢足球等文体活动”等应用。通过当前工作、生活、学习中这些真实的案例，使学生感觉到教学理论内容不是遥不可及的，而是和身边的生活息息相关的。

（二）“目标”明确，注重实践能力培养

明确的教学目标，有助于学生把握课程章节的重点和难点。当前，专业人才培养方案突出以就业为导向，注重培养学生的实践动手能力。要给学生灌输 “专业理论是基础，技能培养是核心”的教育理念，进而达到“知识—能力—素质”的培养目标，不断提高学生运用专业知识解决工作生活中实际问题的能力。

根据学习内容的阶段不同，配合河南省高职院校职业技能大赛“芯片检测与维修及数据恢复”赛项、电子产品设计与制作大赛等对学生实践技能的要求导向，基于高职类学生学习主动性不强的情况，在实验设计上注重理论指导实践，使学生通过动手实践操作对理论知识点有更加直观、深入的认识和理解。同时要鼓励有一定动手能力的学生，自己设计调试实验。这样学生的主观能动性在实验实践过程中就能得到发挥和应用。

（三）做好“前测”，了解学生需求

前测环节能反映学生的兴趣点与能力值，通过反馈不断调整相应教学内容的进度和深度，比如可通过线上学习平台布置提问，开展线上问卷调查，进行课前知识储备能力测试等多种手段。新时代背景下网络功能强大，学生在学习和生活方面，都对网络都有很强的依赖性。如果仅仅为了维护课堂教学秩序而采取“断网”是不明智的做法，而应认真地考虑如何成功地引导、培养学生线上网络教学资源学习的主动性，做好课程“前测”工作，进而成为获取新知识、新技术的第二课堂。充分利用现代网络媒介、平台、终端设备等各种多媒体沟通手段，通过有针对性的布置“前测内容”，达到讨论教学内容重难点的区分效果，这对不同层次的学生知识能力提升效果显著，也有力地提升了学生的自主学习意识。

（四）注重“参与式学习”过程，打造沉浸式课堂

参与式学习环节是BOPPPS教学模式的核心步骤，一堂课的教学质量高低主要取决于该环节的实施。参与式学习包含小组讨论、师生角色转换、随堂指导等内容。具体从以下两个方面开展。

一是在教学过程中淡化数学公式、定理等，主要强调其内在的物理意义和应用价值。高职院校主要培养应用型、技能型人才。信号与系统课程工科背景较深，因此不必把重点放在对每一个数学公式的推演和证明上，而应该更多地侧重于理解其内在的物理意义，用其来解决实际工程问题。

例如在讲解单位冲激信号δ（t）的概念时，教师应尽量结合生活中的实际应用来说。冲激信号是对强度甚大而作用时间极短的物理量的理想模型，它是“瞬间出现而又瞬间消失，却产生一个无穷大的冲量” 的信号。例如当雷击出现的时候，虽然电压很高，但是因为时间极短，电压和时间的乘积UΔt是雷击的冲量，该冲量却是个有限值。此时，如果要用一个物理信号来描述雷击的情况，则看成电压无限大而时间无限短，二者的乘积为有限值。这就是冲激信号，而冲激的大小用冲量UΔt表示。

二是运用多种教学模式，提升学生对参与式教学的兴趣。应用型人才培养更注重对学生良好职业道德和职业能力的培养，更需要多种教学方式更新和拓展知识面。

首先，多媒体播放与板书相融合，引导学生沉浸式思考。多媒体教学很容易将一些较抽象的概念生动有效地展现出来，同时，信号与系统课程包含公式推导和逻辑推理的基础内容，利用板书能更有效地对学生进行指引，进而提升学生主动思考的能力。如卷积的概念、性质以及图解机理，既涉及数学公式推导，又需要动画展示卷积图形扫描法的过程，这就需要多媒体播放与板书相结合进行教学，这样会收到事半功倍的教学效果。信号与系统的初期教学内容以基本概念为主，需要引领学生循序渐进地认知、理解基本理论。板书对于公式定理推导、分析和演算过程有得天独厚的优势，只有多媒体与板书教学有机结合、相互依托，才能引导学生沉浸式思考问题，紧跟教师的教学思路，共同完成推导证明或演算，达到熟练掌握所学知识点的目的。

其次，教学过程中要增加研讨型教学方式。传统课堂教学中，教师处于主导地位，学生处于被动，缺乏思考，缺少对问题的自主判断和分析。这就需要增加研讨式教学，它能更好地激发学生的学习积极性、主动性，实现角色互换，使学生真正地成为课程主体，教师耐心倾听学生剖析，同时要充分相信学生的自学能力，尊重并鼓励学生的创新精神，不断提升学生在学习中的成就感和学习动力。教与学的密切配合是研讨式教学的特点，正是在研究和讨论的过程中，激发了学生的内在知识能力需求，进一步发挥了学生掌握知识的能动性和创造性。

（五）强调“后测”重要性，反馈学生学习效果

后测侧重于通过多种手段检测教学效果，进而反馈并适当调整前期学习方式比重，达到最优化学习效果。信号与系统课程中，后测主要通过实践操作环节来检验学习的效果，高职院校的实践教学更应贯彻好“专业理论是基础，技能培养是核心”的教育理念。信号与系统实验调试过程及程序相对烦琐，有时候实验效果不够理想，主要受制于各分立器件本身的运行状况是否良好。这需要学生深入理解实验的原理、步骤，不需把更多的注意力放在精准数据上。学生自己设计电路和调试，实验课教师辅助进行答疑解惑，既锻炼了学生运用计算与分析方法解决实际问题的能力，也为后续的数字信号处理、通信原理、自动控制等课程设计实训和课题式研究奠定了坚实的基础。后测更多的是反馈前期教学的效果，根据后测进行分析，调整前期的各教学环节的比重和力度，进而总结，达到满意的教学效果。

（六）“总结”要到位，助力考核评价创新

总结则重在梳理知识点，帮助学生复习章节内容的学习要点。通过线上或者线下布置相关联的思考题，做出知识点思维导图等方式协助学生反思所学内容，这里主要以考核评价过程为主。传统的教学评价考核方式不能全面、准确地考查学生最终的学习效果，和当前高职院校提出的“创新型、应用型人才培养目标”有一定差距。这就需要对当前考核评价方式进行创新改革，如引入知识、能力和学风综合评定的评价理念，用不同的方法评价不同的能力。也可以将期末试卷考试和平时考核成绩相结合，评价学生对专业知识的掌握程度，用实验教学测评来考查学生“自我设计创新”能力。这样才能更有效地评价每一位学生的学习效果，以点带面，最终达到培养专业化、技能型、实用型人才的目标。

四、结语

实践证明，BOPPPS教学模式在高职高专院校信号与系统课程教学中有一定的创新。该模式利用有趣的导入和前测环节吸引学生的注意力，淡化了信号与系统枯燥理论公式的特征，然后通过参与式学习激发学生主动思考，进入沉浸式学习状态，再通过后测检验学生专业知识点的掌握程度，最后通过总结环节梳理课堂讲授的知识点，并提出思考题等方式协助学生开展反思。整个教学设计过程完整，构思理念先进。但在具体的专业实践教学过程中也存在一些问题，值得专业课教师认真思考，比如受学生一节课的专注度时间长短，实验环节设备、测试调节力度大小等因素制约，需要考虑并修正、细化环节。因而，BOPPPS教学模式不能适用于所有电子通信类专业课程教学，相应地要结合各高等职业院校不同教学的实际环境而灵活运用。

总之，BOPPPS模式在高职信号与系统课程教学的应用，对于学生基础知识理解、引导自主思维、面向实际应用、启发创新意识等方面起到了重要的促进作用。该模式有利于督促师生主动改进教与学的方式方法，更好地应用于电子通信类专业人才培养方案；更有利于培养学生的独立学习意识和团队合作精神，对于学生职业应用能力和动手实践技能的提升都有很大的作用。

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