基于BOPPPS模型与任务驱动式教学的通信电路课程教学改革与实践

杨磊 李秀玲 张波 王强

摘  要  針对高等职业教育的特点，进行通信电路课程教学改革与实践，将BOPPPS模型与任务驱动式教学相结合并应用到具体课堂实践中。教学实践结果表明：该教学方法可以激发学生学习的主动性、积极性，取得良好的教学效果。

关键词  BOPPPS模型；任务驱动教学法；通信电路；思维导图；包络检波器

中图分类号：G642.0    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2022）21-0118-04

0  引言

通信电路课程是通信工程和电子信息工程专业职业技术教育任职基础核心课程，在人才培养方案课程体系中紧密衔接电路基础、电子技术基础等课程。通过本课程的教学，学生能够了解无线电收发设备的工作流程，理解信号选择电路、信号放大电路、信号产生电路、信号变换电路、信号控制电路等模块的基本原理，为后续各专业设备操作使用和组网运用岗位能力形成奠定重要基础[1]。本课程具有理论概念多、电路类型多、分析方法多和单元电路中信号频率多的“四多”特点，对学生提出很高的要求。

通过综合运用基础课成绩分析、问卷调查、座谈交流等学情分析方法，对近五年学生统计数据进行分析，从中可以看出学生普遍存在理论基础薄弱、对专业理论知识学习缺乏学习兴趣、运用理论解决实际问题能力不够等问题。为调动学生的积极性，增强教学效果，进而为后续专业教学打下通信理论基础，迫切需要进行课程教学改革与实践探索。

1  传统教学模式存在的问题

在理论教学环节，以教师为主，强调教师的主导作用，主要采用PPT、板书等方式进行知识传授，学生被动接受新知识。通信电路与基础模拟电路不同，属于高频电子线路部分，元器件在高频时的特性分析更为复杂，需要掌握高频条件下分布参数的相关概念；电路类型以非线性电路居多，负载电路大多为选频网络而不是简单的电阻，非线性电路的理论分析较为复杂抽象，公式推导及计算难度较大，多数学生存在畏难情绪，理论教学效果不理想。

在实验教学环节仍以教师为主，教师给出实验步骤、实验注意事项等，学生多数处于被动学习状态。通信电路主要涉及高频电子线路知识、电路测试以及调试，难度较大，学生主要跟随教师实验步骤进行简单的连线操作，对观测的实验现象不能进行理论解释，理论知识和实验操作存在脱节现象，缺乏分析思考，导致实验过程中出现问题时不能进行有效讨论，约束了分析问题、解决问题的主动性。

2  BOPPPS与任务驱动教学法相结合的混合式教学设计

BOPPPS教学模型源于加拿大不列颠哥伦比亚理工学院，是以建构主义和交际法为理论依据，以学生为中心的导学互动教学模式[2-3]。如图1所示，BOPPPS模型将课堂教学过程分为引入（Bridge-in）、目标（Objective）、前测（Pre-assessment）、参与式学习（Participatory Learning）、后测（Post-assessment）和总结（Summary）等六个环节。目前，基于BOPPPS模型的教学方法被逐步应用到军事教育课程的教学设计中[4]。

BOPPPS教学模型给出课堂教学的设计思路，需要结合具体的教学方法才能实现好的教学效果。任务驱动教学法将以往传授知识为主的传统教学转变为解决问题、完成任务为主的互动式教学，学生在探究式学习过程中运用已有知识和经验进行问题的分析与解决。本课程将BOPPPS教学模型与任务驱动教学法相结合，通过布置相应的任务清单，进行BOPPPS与任务驱动相结合的课程教学设计，激发学生学习的主动性、积极性。

导入环节，下发任务，根据教学内容进行课堂引入设计，创设与当前学习内容相关的学习情境，使得学习更直观形象。可以引入案例或者相应的通信装备；可以融入思政元素，进行课堂思政内容设计；可以通过当前热点通信技术引出基础原理知识，主要目的就是激发学生的学习兴趣。

目标环节，进行任务分析，根据相应的情境下发任务，任务目标应当与学生学情相适应，根据学生自学情况统计，以学生为中心，具体列出3～5点学习目标，学习目标需要可操作、可量化，便于学生把握课程内容的重难点。

前测环节，结合任务驱动式教学方法，围绕任务清单中布置的预习内容展开，可以使用雨课堂等教学工具，快速有效地掌握学生的现有知识结构以及薄弱点，针对性展开内容教学。

参与式学习环节，结合任务驱动式教学方法，可以将整个参与式学习阶段分解为几个子任务，根据教学内容实施多种教学方法，如可以采用模拟仿真实验方法展开电路分析，也可以采用案例法展开原理讨论。参与式学习环节倡导学生自主分析讨论，教师提供解决任务的线索，引导学生积极参与讨论，主动式学习，进而解决每个子任务。

后测环节，可以采用雨课堂等教学工具进行选择题、填空题测试，实时掌握学生的学习情况，便于后续进行教学反思及改进。

总结环节，结合任务总结讲评，布置课堂总结及课后习题测试等任务。鼓励学生根据内容进行思维导图总结，思维导图的绘制过程也是对课堂内容的知识建构整理过程，最终形成脉络清晰的课程知识体系，激励学生主动思考，提升其逻辑思维能力。

3  以包络检波器为例进行课堂教学设计

下面则以包络检波器这一内容为例，进行基于BOPPPS模型与任务驱动教学法相结合的混合教学设计，如图2所示。

3.1  导入（Bridge-in）

在导入环节，以短波、超短波电台为例，超短波电台主要用于近距离通信，通信距离一般为数公里至数十公里，可以采用AM调幅、SSB调幅以及FM调频等多种调制方式，通过装备引入本次课内容，结合任务驱动式教学，课前下发包络检波预习任务，课堂导入时引导学生分析AM调幅如何进行解调。

3.2  目标（Objective/Outcome）

学习目标需要以学生为主，从学生的角度分析本次课所达到的认知水平、技能表现、情感态度等。结合任务驱动式教学方法，设定教学情境：作为电台接收方，如何有效对AM进行解调？引导学生进行本次课的任务目标分析：说出包络检波器原理电路组成；分析包络检波器工作原理；讨论包络检波器产生的两种失真现象及其原因。引导学生分析并寻找解决方案。

3.3  前测（Pre-assessment）

将BOPPPS教学模型与任务驱动教学法相结合，在课前通过雨课堂布置线上学习包络检波器的微课学习任务，课堂上可以对预习任务进行课前摸底，了解学生的先备知识，找出认知差距：为什么AM解调电路可以采用包络检波器进行解调？使用包络检波器进行解调需要对AM调制波形有什么限制？包络检波器的组成电路中二极管、电容分别有什么特性？

3.4  参与式学习（Participatory Learning）

参与式学习是BOPPPS课程设计的重点与核心，更符合“以学生为中心”的教育理念。为了激发学生的学习主动性、参与性，本次课充分利用现有Multisim仿真平台，采用仿真实验方式进行内容教学，让学生在做中学、练中想，及时进行总结分析。

参与式学习以任务驱动式教学为主线进行牵引，将参与式学习过程细分为三个子任务。

子任务一：为分析包络检波原理，在仿真平台上搭建包络检波器原理电路，如图3所示。将已调波形和调制波形进行分析对比，可以看出调制信号和已调信号的包络存在一一对应关系，包络检波基本思想就是利用包络和调制信号的对应关系，通过提取包络恢复调制信号。

由于包络检波是根据包络和调制信号的对应关系进行设计的，因此，包络检波方法只适用于对调制指数小于等于1的AM调幅信号进行检波，不适用于DSB、SSB等调幅信号，引导学生分析其内在原因。

包络检波器主要通过非线性器件实现信号非线性变换，进而采用低通滤波器保留其低频成分，进而获取AM已调信号的包络。其非线性器件是由二极管组成的，利用二极管的单向导电性实现信号非线性变换，通过仿真实验观察电容充放电的过程，分析其电压变化规律，强调电容在一个高频周期内导通一次，并在峰值附近具有记录的功能，进而实现包络检波。

子任务二：改变可调电容参数，分析惰性失真现象，讨论其产生的原因及避免方法，如图4所示。为了让包络检波器提取出调幅信号的包络，对电容充放电速度是有要求的，要求其快充慢放。但是其放电速度是不是越慢越好呢？可以通过仿真实验，调整可调电容参数，分析惰性失真现象。观察得知：惰性失真出现在输入信号的包络下降时刻，产生惰性失真的原因是电容放电时间常数过大，其下降速度跟不上包络的变化速率。那么，如何避免产生惰性失真？这就需要电容放电的速度大于包络下降的速度。

子任务三：改变交流负载电阻参数值，分析负峰切割失真现象，讨论相应的原因及解决方法。在实际电路中，为隔离直流电压，在检波器后需接入一个大容量的电容，因此导致交流直流的负载不同，在负峰的几个周期内，二极管一直处于截止状态，从而导致出现负峰切割失真。

3.5  后测（Post-assessment）

通过雨课堂进行简单的选择题、是非题等知识理解型题目测试，分析学生是否达到本次课的学习目标。例如：包络檢波器电路组成有哪些？惰性失真、负峰切割失真与哪些参数有关？后测题目不宜太难，主要通过测试让学生掌握本次课的重难点部分。同时，教师也可以通过雨课堂掌握学生的学习情况，便于后续针对性地进行课程内容深度设计。

3.6  总结（Summary）

总结部分可以鼓励学生进行一分钟总结报告，学生可以分享本次课的学习收获，也可以报告学习疑惑部分，更能体现以学为主体、教为主导的教学思路。

此外，可引导学生完成本次课的思维导图任务，如图5所示。学生绘制思维导图，对内容进行梳理，进一步提升思考总结能力，加深对课程内容的理解。

4  结束语

通过在通信电路课程中进行基于BOPPPS与任务驱动教学法的教学改革，结合具体的实践教学效果，可以看出：运用BOPPPS教学模型，以任务驱动为主，辅以思维导图的混合教学模式，可以有效调动学生学习的主动性和积极性，学生的反馈情况较好，优良率显著提升，得到各级教学督导专家的认可与肯定，取得显著的教学效果。后续将进一步推广到数字通信基础等专业基础课程中去，更好地提高教学质量。

参考文献

[1] 张肃文.高频电子线路[M].5版.北京：高等教育出版社，2009.

[2] JANICE B J. Instructional skills workshop hand-book for participants [M].ISW Advisory Committee，2006.

[3] 李爽，付丽.国内高校BOPPPS教学模式发展研究综述[J].林区教学，2020（2）：19-22.

[4] 李香宇，张亚周，张静，等.BOPPPS在军校“电子技术”课程教学的应用[J].电气电子教学学报，2019，41（4）：69-72.

*项目来源：重庆市高等教育教学改革研究项目“职业技能鉴定下固定通信士官人才培养模式探索与实践”（193599）。

作者：杨磊、李秀玲、张波、王强，陆军工程大学通信士官学校（400035）。