楊磊 李秀玲 張波 王強

摘? 要? 針對高等職業(yè)教育的特點，進行通信電路課程教學(xué)改革與實踐，將BOPPPS模型與任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)相結(jié)合并應(yīng)用到具體課堂實踐中。教學(xué)實踐結(jié)果表明：該教學(xué)方法可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性，取得良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞? BOPPPS模型；任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法；通信電路；思維導(dǎo)圖；包絡(luò)檢波器

中圖分類號：G642.0? ? 文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）21-0118-04

0? 引言

通信電路課程是通信工程和電子信息工程專業(yè)職業(yè)技術(shù)教育任職基礎(chǔ)核心課程，在人才培養(yǎng)方案課程體系中緊密銜接電路基礎(chǔ)、電子技術(shù)基礎(chǔ)等課程。通過本課程的教學(xué)，學(xué)生能夠了解無線電收發(fā)設(shè)備的工作流程，理解信號選擇電路、信號放大電路、信號產(chǎn)生電路、信號變換電路、信號控制電路等模塊的基本原理，為后續(xù)各專業(yè)設(shè)備操作使用和組網(wǎng)運用崗位能力形成奠定重要基礎(chǔ)[1]。本課程具有理論概念多、電路類型多、分析方法多和單元電路中信號頻率多的“四多”特點，對學(xué)生提出很高的要求。

通過綜合運用基礎(chǔ)課成績分析、問卷調(diào)查、座談交流等學(xué)情分析方法，對近五年學(xué)生統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行分析，從中可以看出學(xué)生普遍存在理論基礎(chǔ)薄弱、對專業(yè)理論知識學(xué)習(xí)缺乏學(xué)習(xí)興趣、運用理論解決實際問題能力不夠等問題。為調(diào)動學(xué)生的積極性，增強教學(xué)效果，進而為后續(xù)專業(yè)教學(xué)打下通信理論基礎(chǔ)，迫切需要進行課程教學(xué)改革與實踐探索。

1? 傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問題

在理論教學(xué)環(huán)節(jié)，以教師為主，強調(diào)教師的主導(dǎo)作用，主要采用PPT、板書等方式進行知識傳授，學(xué)生被動接受新知識。通信電路與基礎(chǔ)模擬電路不同，屬于高頻電子線路部分，元器件在高頻時的特性分析更為復(fù)雜，需要掌握高頻條件下分布參數(shù)的相關(guān)概念；電路類型以非線性電路居多，負(fù)載電路大多為選頻網(wǎng)絡(luò)而不是簡單的電阻，非線性電路的理論分析較為復(fù)雜抽象，公式推導(dǎo)及計算難度較大，多數(shù)學(xué)生存在畏難情緒，理論教學(xué)效果不理想。

在實驗教學(xué)環(huán)節(jié)仍以教師為主，教師給出實驗步驟、實驗注意事項等，學(xué)生多數(shù)處于被動學(xué)習(xí)狀態(tài)。通信電路主要涉及高頻電子線路知識、電路測試以及調(diào)試，難度較大，學(xué)生主要跟隨教師實驗步驟進行簡單的連線操作，對觀測的實驗現(xiàn)象不能進行理論解釋，理論知識和實驗操作存在脫節(jié)現(xiàn)象，缺乏分析思考，導(dǎo)致實驗過程中出現(xiàn)問題時不能進行有效討論，約束了分析問題、解決問題的主動性。

2? BOPPPS與任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法相結(jié)合的混合式教學(xué)設(shè)計

BOPPPS教學(xué)模型源于加拿大不列顛哥倫比亞理工學(xué)院，是以建構(gòu)主義和交際法為理論依據(jù)，以學(xué)生為中心的導(dǎo)學(xué)互動教學(xué)模式[2-3]。如圖1所示，BOPPPS模型將課堂教學(xué)過程分為引入（Bridge-in）、目標(biāo)（Objective）、前測（Pre-assessment）、參與式學(xué)習(xí)（Participatory Learning）、后測（Post-assessment）和總結(jié)（Summary）等六個環(huán)節(jié)。目前，基于BOPPPS模型的教學(xué)方法被逐步應(yīng)用到軍事教育課程的教學(xué)設(shè)計中[4]。

BOPPPS教學(xué)模型給出課堂教學(xué)的設(shè)計思路，需要結(jié)合具體的教學(xué)方法才能實現(xiàn)好的教學(xué)效果。任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法將以往傳授知識為主的傳統(tǒng)教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)榻鉀Q問題、完成任務(wù)為主的互動式教學(xué)，學(xué)生在探究式學(xué)習(xí)過程中運用已有知識和經(jīng)驗進行問題的分析與解決。本課程將BOPPPS教學(xué)模型與任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法相結(jié)合，通過布置相應(yīng)的任務(wù)清單，進行BOPPPS與任務(wù)驅(qū)動相結(jié)合的課程教學(xué)設(shè)計，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性。

導(dǎo)入環(huán)節(jié)，下發(fā)任務(wù)，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容進行課堂引入設(shè)計，創(chuàng)設(shè)與當(dāng)前學(xué)習(xí)內(nèi)容相關(guān)的學(xué)習(xí)情境，使得學(xué)習(xí)更直觀形象?？梢砸氚咐蛘呦鄳?yīng)的通信裝備；可以融入思政元素，進行課堂思政內(nèi)容設(shè)計；可以通過當(dāng)前熱點通信技術(shù)引出基礎(chǔ)原理知識，主要目的就是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

目標(biāo)環(huán)節(jié)，進行任務(wù)分析，根據(jù)相應(yīng)的情境下發(fā)任務(wù)，任務(wù)目標(biāo)應(yīng)當(dāng)與學(xué)生學(xué)情相適應(yīng)，根據(jù)學(xué)生自學(xué)情況統(tǒng)計，以學(xué)生為中心，具體列出3～5點學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)習(xí)目標(biāo)需要可操作、可量化，便于學(xué)生把握課程內(nèi)容的重難點。

前測環(huán)節(jié)，結(jié)合任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)方法，圍繞任務(wù)清單中布置的預(yù)習(xí)內(nèi)容展開，可以使用雨課堂等教學(xué)工具，快速有效地掌握學(xué)生的現(xiàn)有知識結(jié)構(gòu)以及薄弱點，針對性展開內(nèi)容教學(xué)。

參與式學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，結(jié)合任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)方法，可以將整個參與式學(xué)習(xí)階段分解為幾個子任務(wù)，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容實施多種教學(xué)方法，如可以采用模擬仿真實驗方法展開電路分析，也可以采用案例法展開原理討論。參與式學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)倡導(dǎo)學(xué)生自主分析討論，教師提供解決任務(wù)的線索，引導(dǎo)學(xué)生積極參與討論，主動式學(xué)習(xí)，進而解決每個子任務(wù)。

后測環(huán)節(jié)，可以采用雨課堂等教學(xué)工具進行選擇題、填空題測試，實時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，便于后續(xù)進行教學(xué)反思及改進。

總結(jié)環(huán)節(jié)，結(jié)合任務(wù)總結(jié)講評，布置課堂總結(jié)及課后習(xí)題測試等任務(wù)。鼓勵學(xué)生根據(jù)內(nèi)容進行思維導(dǎo)圖總結(jié)，思維導(dǎo)圖的繪制過程也是對課堂內(nèi)容的知識建構(gòu)整理過程，最終形成脈絡(luò)清晰的課程知識體系，激勵學(xué)生主動思考，提升其邏輯思維能力。

3? 以包絡(luò)檢波器為例進行課堂教學(xué)設(shè)計

下面則以包絡(luò)檢波器這一內(nèi)容為例，進行基于BOPPPS模型與任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法相結(jié)合的混合教學(xué)設(shè)計，如圖2所示。

3.1? 導(dǎo)入（Bridge-in）

在導(dǎo)入環(huán)節(jié)，以短波、超短波電臺為例，超短波電臺主要用于近距離通信，通信距離一般為數(shù)公里至數(shù)十公里，可以采用AM調(diào)幅、SSB調(diào)幅以及FM調(diào)頻等多種調(diào)制方式，通過裝備引入本次課內(nèi)容，結(jié)合任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)，課前下發(fā)包絡(luò)檢波預(yù)習(xí)任務(wù)，課堂導(dǎo)入時引導(dǎo)學(xué)生分析AM調(diào)幅如何進行解調(diào)。

3.2? 目標(biāo)（Objective/Outcome）

學(xué)習(xí)目標(biāo)需要以學(xué)生為主，從學(xué)生的角度分析本次課所達到的認(rèn)知水平、技能表現(xiàn)、情感態(tài)度等。結(jié)合任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)方法，設(shè)定教學(xué)情境：作為電臺接收方，如何有效對AM進行解調(diào)？引導(dǎo)學(xué)生進行本次課的任務(wù)目標(biāo)分析：說出包絡(luò)檢波器原理電路組成；分析包絡(luò)檢波器工作原理；討論包絡(luò)檢波器產(chǎn)生的兩種失真現(xiàn)象及其原因。引導(dǎo)學(xué)生分析并尋找解決方案。

3.3? 前測（Pre-assessment）

將BOPPPS教學(xué)模型與任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法相結(jié)合，在課前通過雨課堂布置線上學(xué)習(xí)包絡(luò)檢波器的微課學(xué)習(xí)任務(wù)，課堂上可以對預(yù)習(xí)任務(wù)進行課前摸底，了解學(xué)生的先備知識，找出認(rèn)知差距：為什么AM解調(diào)電路可以采用包絡(luò)檢波器進行解調(diào)？使用包絡(luò)檢波器進行解調(diào)需要對AM調(diào)制波形有什么限制？包絡(luò)檢波器的組成電路中二極管、電容分別有什么特性？

3.4? 參與式學(xué)習(xí)（Participatory Learning）

參與式學(xué)習(xí)是BOPPPS課程設(shè)計的重點與核心，更符合“以學(xué)生為中心”的教育理念。為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性、參與性，本次課充分利用現(xiàn)有Multisim仿真平臺，采用仿真實驗方式進行內(nèi)容教學(xué)，讓學(xué)生在做中學(xué)、練中想，及時進行總結(jié)分析。

參與式學(xué)習(xí)以任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)為主線進行牽引，將參與式學(xué)習(xí)過程細分為三個子任務(wù)。

子任務(wù)一：為分析包絡(luò)檢波原理，在仿真平臺上搭建包絡(luò)檢波器原理電路，如圖3所示。將已調(diào)波形和調(diào)制波形進行分析對比，可以看出調(diào)制信號和已調(diào)信號的包絡(luò)存在一一對應(yīng)關(guān)系，包絡(luò)檢波基本思想就是利用包絡(luò)和調(diào)制信號的對應(yīng)關(guān)系，通過提取包絡(luò)恢復(fù)調(diào)制信號。

由于包絡(luò)檢波是根據(jù)包絡(luò)和調(diào)制信號的對應(yīng)關(guān)系進行設(shè)計的，因此，包絡(luò)檢波方法只適用于對調(diào)制指數(shù)小于等于1的AM調(diào)幅信號進行檢波，不適用于DSB、SSB等調(diào)幅信號，引導(dǎo)學(xué)生分析其內(nèi)在原因。

包絡(luò)檢波器主要通過非線性器件實現(xiàn)信號非線性變換，進而采用低通濾波器保留其低頻成分，進而獲取AM已調(diào)信號的包絡(luò)。其非線性器件是由二極管組成的，利用二極管的單向?qū)щ娦詫崿F(xiàn)信號非線性變換，通過仿真實驗觀察電容充放電的過程，分析其電壓變化規(guī)律，強調(diào)電容在一個高頻周期內(nèi)導(dǎo)通一次，并在峰值附近具有記錄的功能，進而實現(xiàn)包絡(luò)檢波。

子任務(wù)二：改變可調(diào)電容參數(shù)，分析惰性失真現(xiàn)象，討論其產(chǎn)生的原因及避免方法，如圖4所示。為了讓包絡(luò)檢波器提取出調(diào)幅信號的包絡(luò)，對電容充放電速度是有要求的，要求其快充慢放。但是其放電速度是不是越慢越好呢？可以通過仿真實驗，調(diào)整可調(diào)電容參數(shù)，分析惰性失真現(xiàn)象。觀察得知：惰性失真出現(xiàn)在輸入信號的包絡(luò)下降時刻，產(chǎn)生惰性失真的原因是電容放電時間常數(shù)過大，其下降速度跟不上包絡(luò)的變化速率。那么，如何避免產(chǎn)生惰性失真？這就需要電容放電的速度大于包絡(luò)下降的速度。

子任務(wù)三：改變交流負(fù)載電阻參數(shù)值，分析負(fù)峰切割失真現(xiàn)象，討論相應(yīng)的原因及解決方法。在實際電路中，為隔離直流電壓，在檢波器后需接入一個大容量的電容，因此導(dǎo)致交流直流的負(fù)載不同，在負(fù)峰的幾個周期內(nèi)，二極管一直處于截止?fàn)顟B(tài)，從而導(dǎo)致出現(xiàn)負(fù)峰切割失真。

3.5? 后測（Post-assessment）

通過雨課堂進行簡單的選擇題、是非題等知識理解型題目測試，分析學(xué)生是否達到本次課的學(xué)習(xí)目標(biāo)。例如：包絡(luò)檢波器電路組成有哪些？惰性失真、負(fù)峰切割失真與哪些參數(shù)有關(guān)？后測題目不宜太難，主要通過測試讓學(xué)生掌握本次課的重難點部分。同時，教師也可以通過雨課堂掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，便于后續(xù)針對性地進行課程內(nèi)容深度設(shè)計。

3.6? 總結(jié)（Summary）

總結(jié)部分可以鼓勵學(xué)生進行一分鐘總結(jié)報告，學(xué)生可以分享本次課的學(xué)習(xí)收獲，也可以報告學(xué)習(xí)疑惑部分，更能體現(xiàn)以學(xué)為主體、教為主導(dǎo)的教學(xué)思路。

此外，可引導(dǎo)學(xué)生完成本次課的思維導(dǎo)圖任務(wù)，如圖5所示。學(xué)生繪制思維導(dǎo)圖，對內(nèi)容進行梳理，進一步提升思考總結(jié)能力，加深對課程內(nèi)容的理解。

4? 結(jié)束語

通過在通信電路課程中進行基于BOPPPS與任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法的教學(xué)改革，結(jié)合具體的實踐教學(xué)效果，可以看出：運用BOPPPS教學(xué)模型，以任務(wù)驅(qū)動為主，輔以思維導(dǎo)圖的混合教學(xué)模式，可以有效調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，學(xué)生的反饋情況較好，優(yōu)良率顯著提升，得到各級教學(xué)督導(dǎo)專家的認(rèn)可與肯定，取得顯著的教學(xué)效果。后續(xù)將進一步推廣到數(shù)字通信基礎(chǔ)等專業(yè)基礎(chǔ)課程中去，更好地提高教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻

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*項目來源：重慶市高等教育教學(xué)改革研究項目“職業(yè)技能鑒定下固定通信士官人才培養(yǎng)模式探索與實踐”（193599）。

作者：楊磊、李秀玲、張波、王強，陸軍工程大學(xué)通信士官學(xué)校（400035）。