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基于 BOPPPS 教学模型的“通信原理”课程混合式分层教学实践论文

发布时间：2025-04-15 10:29:18 文章来源：SCI论文网我要评论

　　摘要：为了提高“通信原理”课程教学效果和质量，文章首先从教学资源、教学过程、课程思政三个方面阐述了基于BOPPPS教学模型的“通信原理”课程混合式分层教学实践，然后分析了基于BOPPPS教学模型的“通信原理”课程混合式分层教学成效。

　　关键词：“通信原理”课程,混合式分层教学,BOPPPS教学模型

　　党的二*大报告指出，要“实施科教兴国战略”，“加快建设高质量教育体系”。构建高质量教育体系，在教育教学观念、内容、方法和目标上要不断改革创新。基于此，引入以学生为中心的教学理念，依据BOPPPS教学模型，在专业课中开展混合式教学改革极为必要[1-2]。“通信原理”课程是电子信息类专业的专业核心课，也是各所高校研究生入学考试的必考课。先修课程为“高等数学”“概率论与数理统计”“线性代数”“信号与系统”“信息论”等课程，要求学生有坚实的数学基础和专业基础。该课程本身知识点繁多，应用性强，内容复杂且有难度。学生在该课程的学习中存在以下问题。①学生数学基础和专业课基础参差不齐。学生本身的数学基础是有差异的，加之进入大学以后部分学生自律性差，学习劲头松懈，造成对先修课程的学习基础不牢。②学生对该课程的学习需求不同。作为研究生入学考试的必考课程，考研和不考研的学生，考不同学校的学生，对本门课程的学习需求都不同。③课程的知识点繁多，内容复杂，学生学习的积极主动性弱。④学生工程实践能力和创新思维能力不足。⑤专业能力培养与价值能力培养脱节。针对学生学习存在的这些问题，笔者在“通信原理”课程教学中开展了一系列的教学改革，制定了以学生为中心的混合式分层教学策略。这里分别从研究对象和方法、基于BOPPPS教学模型的“通信原理”课程混合式分层教学实践、基于BOPPPS教学模型的“通信原理”课程混合式分层教学成效三个方面进行阐述。

　　一、研究对象和方法

　　第一，研究对象。选取通信工程专业2019级78名学生参与基于BOPPPS教学模型的“通信原理”课程混合式分层教学，设为实验班。选取通信工程专业2018级74名学生参与传统授课为主的教学，设为对照班。同专业的两个年级学生高考招生分数基本一致，生源专业课素养相差不多，课程安排一致，学习时间相同。两者差异无统计学意义，具有可比性[3]。

　　第二，研究背景。“通信原理”是一门数学性强且研究生入学考试必考的核心专业课程。针对课堂沉闷且学生学习积极性不高的问题，可采用BOPPPS教学模型教学。BOPPPS教学模型依据人的注意力集中时间，对课堂教学内容有效分配，体现了以学生为中心的教学理念，调动了学生学习积极性。针对部分学生学习基础薄弱，最基础的微积分运算都有一定的困难；部分学生基础扎实，学科竞赛经验丰富，有考研需求，需要对一些具有挑战度的内容进行进一步学习的不同需求，可开展分层教学，为学习基础薄弱的学生和学习基础扎实的学生提供精准服务。由于课时限制，课程中的星座图、FM、PM及PCM编译码等内容不会详细讲解，但这是一流高校的考研重难点，对此，可以通过开展混合式教学，于线上第二课堂解决这个难题。

　　第三，研究方法。基于“通信原理”课程及学生的上述情况，课程坚持德育为先、夯实基础、能力导向，构建“三位一体”（课上与课下、过程与结果、知识与能力）的教学目标，实现高素质高技能人才培养目标。课程采用了以下几种方法来实现这一目标。

　　为体现课程以学生为中心的理念，采用了BOPPPS教学法。BOPPPS教学法以建构主义为理论基础，强调以学生为中心的教学理念，突出学生在教学过程中的主体地位。教师引导课堂教学，以课程目标为核心，根据人的注意力集中时间规律，将课堂教学分为六个模块。六个模块依次如下：导入（Bridge-in）、学习目标（Objective/Outcome）、前测（Pre-assessment）、参与式学习（Participatory Learning）、后测（Post-as-sessment）和总结（Summary）。通过教师引导、学生主动，及时反馈并精心设计教学环节，尽量不为学生增加学习负荷，提高学生学习效率[4-6]。

　　开展了混合式教学，尊重学生的个体差异和不同学习需求。线下传统课堂内容和线上必修章节是每个学生都要学习和掌握的内容。能力稍弱的学生可以反复学习重点知识点解析，学有余力的学生可以学习难点知识点和拓展知识点。根据学情分析，重构教学内容，将传统课堂讲授的56个课时分为学生自学16课时、课堂授课及讨论40学时。根据章节学习需求，录制了48个课程重难点解析视频。

　　通过分类指导，满足了不同层次学生需求。围绕线上预习+线下教学+讨论+线上作业答疑互动+线上拓展+线上重难点解析展开。学生通过线上第二课堂进一步深入学习重难点知识。如图1所示，基础差的学生可以通过线上预习和第二次听课吃透难点；学有余力的学生可以学习拓展内容，提高学习的挑战度[7-8]。

　　二、基于BOPPPS教学模型的“通信原理”课程混合式分层教学实践

　　（一）教学资源

　　“通信原理”课程教学资源分为线下教学资源和线上教学资源。线下教学资源为多媒体教室和开放式实验室。线上教学资源有基于OBE理念的教学大纲、实验大纲、教案、课件、试题库，课程评价体系，目标达成度分析报告，课程拓展资料，课程思政案例库等。线上视频资源有重难点解析视频48个，课程实录视频32个，通信原理Flash小动画56个。线上试题库包含各种类型试题872题。

　　（二）教学过程

　　依据BOPPPS教学法与混合式分层教学的特点，重构教学设计，构建基于BOPPPS教学法的混合式分层教学模型，如图2所示。该模型分为课前、课中、课后三个阶段，线上和线下两个渠道，教师和学生两条主线。在学生这条主线上，突出了“学优生”和“学困生”的分层教学，凸显了学生的主体地位，通过教师的引导，开展参与式讨论式学习，激发了学生学习的积极主动性和创造性思维，提升了教学效果。具体来说，课前发布学习资料、前测试题等，完成模型中的前三个教学模块（课程导入、课程目标、课程前测）。课中主体教学完成第四个模块（参与式学习）。课后第二课堂完成最后两个模块（课程后测、课程总结）。课前准备阶段和课后第二课堂在线上进行，课中实施阶段在线下进行，开展混合式教学。通过课后第二课堂“学优生”和“学困生”学习内容的不同，实现分层教学。

　　以“AM模拟调制系统的调制和解调”这节课为例，阐述该模型的教学过程。

　　1.课前准备阶段。第一，课程导入。教师端：在学习通、微信群、QQ群等平台提前上传一些相关学习资料。同时，通过学习通、QQ群，在上次课结束时发布学习任务。这次课提出了两个问题，供学生思考，以便了解学生的学习情况。问题1：日常生活中用到的调制方式？问题2：为什么要进行调制？调制的目的是什么？学生端：根据教师发布的内容在线上平台自主学习。

　　第二，课程目标。知识目标：了解调制系统的各种分类，理解幅度调制的一般模型，掌握AM调制的具体调制解调过程，熟练掌握AM调制解调的特性、优缺点，以及如何对比引入DSB调制。能力目标：能够自主查阅文献、预习课程，学习并总结各种调制方式的不同及其在生活中的具体应用，能够根据各种调制方式的特点合理利用调制方式。价值目标：通过分析北斗定位系统的调制技术，了解科技前沿，增强国家荣誉感和使命感。以促进学生思考、分析和研究的方式，培养学生追求卓越的奋斗精神、认真负责的工作态度，在潜移默化中培育社会主义核心价值观。

　　第三，课程前测。教师端：线上发布课程前测内容，包括一套测试题和课前思考问题。课程前测分为必做和选做两部分，体现分层教学。必做是所有学生必须完成的试题和思考题，以了解大多数学生的学习情况和学习需求，选做部分供“学优生”深度学习。学生端：线上自行完成测试，并完成调查问卷（需要教师重点讲解的内容和学习困惑），提出课堂中需要解决的问题。

　　2.课中实施阶段。实施参与式学习。开课前5分钟：讲述本次课的主要内容、重难点。本次课程以调制在生活中的应用引入调制（用货物搬运比喻调制技术），拉近理论知识和生活应用的距离（用步行、骑车、坐汽车、坐飞机等交通方式的对比，引入调制系统），注重从生活体会的角度来理解各种调制方式（通过时域和频域的对比，以及在5G中的应用，形象地描述为什么要进行调制），调动学生学习的积极主动性。

　　课堂讨论15分钟：通过选人、抢答及分组等形式开展。分别讨论课前导入的两个问题和课堂主体讨论的四个问题。记录讨论开展情况，根据回答情况对回答问题的学生和小组酌情加分，实现过程考核。课前导入的两个问题通过选人和抢答的形式展开讨论。引导学生了解调制系统的应用，如收音机的AM、FM频道，尤其是提到四六级考试用到FM调制，让学生知道AM、FM在传输距离、传输质量等方面的不同。又如，电视机、音响设备用到了VSB调制方式，要让学生知道VSB大致的应用范围。通过这些直观的展示，拉近课本与实际生活的距离，激发学生的学习积极性。课堂主体讨论的四个问题通过分组回答的形式展开讨论。将参加本轮教学的78名学生分成10组，根据课前对讨论问题的研究情况，每次抽取两组回答，其他组补充说明。对于仍不明白的知识点，教师补充讲解。问题1：AM、DSB、SSB、FM等调制方式的不同之处。问题2：国防保密系统用到了哪种调制方式。（这部分讨论到扩频通信，体现了课程的高阶性和挑战度）。问题3：5G通信中我国用到的调制技术、北斗定位系统用到的调制技术。通过数据介绍和课前查阅资料，让学生了解我国的科技前沿，融入课程思政。问题4：根据收发简单和功率利用率低之间的关系，讨论事物的主要问题和次要问题，融入课程思政。

　　教师授课20分钟：针对课堂讨论情况和课程前测情况，教师开展突出重点解决困惑的讲解。

　　课程最后5分钟：对课程进行总结，学生提出仍存在的困惑，教师给出解决方案。

　　3.课后第二课堂阶段。第一，课程后测。教师端：线上发布课程后测，同时发布重难点解析视频，学生复习使用，通过学习通答疑专区、QQ群、微信群等平台答疑及提供线下专题答疑。学生端：学生根据自己的需要自行开展第二课堂的学习，不懂之处和同学讨论或找教师答疑解惑。针对学习基础不好的学生，发布课堂实录视频供其二次学习，并在学习通讨论区开设专题，让学生自愿分享教材中基础知识点的详细推导过程。针对学习基础不错的学生，在作业库和资料库中单独发布具有高阶性和挑战性的题目供其二次学习，同时提供与课程相关的科研课题，引导学生参与。

　　第二，课程总结。分析本次课程目标的达成情况，如已做到的部分、未做到的部分，并给出改进措施。具体来说，对于已达成的课程目标，总结经验，继续执行。对于未达成的课程目标，要调查研究，分析原因，给出改进措施，并应用到下一轮的课程教学中。

　　（三）课程思政

　　立德树人是教育的根本任务，“通信原理”课程中蕴含着思政基因，故而教师要挖掘思政元素，重塑教学内容，开展课程思政。落实到实践中，教师可以“通信原理”课程当节内容为立足点，从祖国的科技发展史、最新的科技创新、各类现代通信技术的研究进展等方面入手挖掘思政元素，然后用好课堂教学，循序渐进、润物无声地将思政元素渗透“通信原理”课堂教学，将知识传授、能力培养与价值引领有机融合，以此提高学生的学习兴趣和主动性，培养学生的个人品德和职业素养[9-10]。

　　从“通信原理”课程教学内容来看，北斗组网、烽火通信、AVS视频压缩标准、芯片危机等均是进行思政教育的重要素材，有可挖掘的思政点，具体如下。思政点1：通过介绍5G通信中我国用到的调制技术、北斗定位系统用到的调制技术，一方面使学生了解我国最新通信技术中的调制技术，紧跟科技前沿，另一方面借此进行爱国主义教育，使学生了解我国的先进科技，增强学生的自豪感、荣誉感，以及为国奋斗的使命感。思政点2：通过介绍AM的优缺点，引入辩证唯物主义，在教学中使学生明白，如果想要设备简单，就可以采用AM调制技术，但是功率利用率较低，通信质量一般；如果功率受限，则需要考虑其他调制方式。借此进行思政教育，引导学生在日常学习和生活中坚持实事求是，从实际出发，提高科学思维能力，要用变化的眼光看待事物。

　　三、基于BOPPPS教学模型的“通信原理”课程混合式分层教学成效

　　对2019级学生基于BOPPPS教学模型的“通信原理”课程混合式分层教学模式的实施情况进行分析，并以2018级学生该门课程的学习情况做参照，发现采用基于BOPPPS教学模型的混合式分层教学方法后，实验班学生在学习积极主动性、学习兴趣、学习有效性及学习成绩等方面都优于对照班学生。该模式将以学生为中心的理念落到实处，从学生的角度思考教学设计，让学生从课前到课后全程参与教学，学生的独立思考、发现问题、查阅文献、解决问题、团队合作等方面的能力有明显的提高，证实了该模式在教学改革中的有效性，可以长期在课程中应用。两班学生学习情况、期末分数情况如表1、表2所示。

　　由表1可知，基于BOPPPS教学模型的混合式分层教学模式对学生的学习有明确的要求，给予了学生足够的探讨、交流和协作的机会，能调动学生的学习主动性。教师在教学过程中作为课堂教学的引导者，辅助学生学习，答疑解惑，使得课后能够认真完成作业及有效展开第二课堂学习的人数有明显增加。

　　本次针对学生的学习体验和感受进行了走访，80%以上的学生都认为相对于传统教学，新的教学模式更能激发其学习的积极主动性，学习效果更好，且课后分层的第二课堂满足了不同学生的个性化要求。考虑到数据的真实性和公平性，在相同的试卷难度和知识点分布的情况下，可以看出实验班中高分段的学生人数更多。

　　与传统单一的标准化考核方式不同，该教学模式还给出了侧重多元化过程化的平时分考核体系，如表3所示。通过实施新的教学模式，可以看出学生课下和课上学习积极性明显提高，课下作业能及时完成且完成质量高，上课积极性高，2021—2022年度第2学期实现了0旷课。学生的个人素养和职业素养得到了明显提高，获得了就业单位的一致好评。