李曉明 王延霞 鄧岳川 李 鵬 鄧 標(biāo)

（滁州學(xué)院地理信息與旅游學(xué)院 安徽·滁州 239000）

0 引言

GNSS（Global Navigation Satellite System，GNSS）接收機(jī)原理課為導(dǎo)航工程類相關(guān)專業(yè)所開設(shè)，旨在先修課程衛(wèi)星導(dǎo)航原理的基礎(chǔ)上進(jìn)一步掌握接收機(jī)內(nèi)部各定位模塊的原理，大致分為衛(wèi)星信號(hào)的捕獲、跟蹤、數(shù)據(jù)解調(diào)、偽距和載波相位等觀測(cè)量的提取以及定位解算。傳統(tǒng)的多媒體教學(xué)以文字、流程圖的形式為主，再者，封閉的接收機(jī)硬件內(nèi)部構(gòu)造無法即時(shí)展示，而且學(xué)生缺乏硬件設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，軟件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)薄弱，這將在教學(xué)過程中給學(xué)生造成一定程度的理解障礙。針對(duì)上述問題有必要針對(duì)此類課程教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)和教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題尋求更合適的教學(xué)設(shè)計(jì)模型。

BOPPPS模型于上世紀(jì)70年代由加拿大英屬哥倫比亞大學(xué)的Douglas Kerr提出，在2014年左右被引入國(guó)內(nèi)并得到一線教師的廣泛應(yīng)用，文獻(xiàn)參考也逐年增加，在加拿大ISW教學(xué)技能培訓(xùn)中被廣泛采用。其主要分為前導(dǎo)、學(xué)習(xí)目標(biāo)/結(jié)果、前側(cè)、參與式學(xué)習(xí)、后測(cè)、總結(jié)六個(gè)模塊，每個(gè)模塊相互銜接，教師也可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)以及學(xué)習(xí)者的反饋實(shí)時(shí)調(diào)整后續(xù)模塊的順序和具體的教學(xué)策略，實(shí)現(xiàn)有效教學(xué)，提升教學(xué)效果,讓學(xué)生在教師的導(dǎo)引之下提升專業(yè)認(rèn)知能力，從而達(dá)到對(duì)課程或者知識(shí)點(diǎn)的理解與融會(huì)貫通的教學(xué)目標(biāo)。

在導(dǎo)航工程專業(yè)開設(shè)的GNSS接收機(jī)原理教學(xué)中，涉及到衛(wèi)星信號(hào)數(shù)字轉(zhuǎn)換、捕獲、跟蹤及位置解算多個(gè)模塊，本文基于BOPPPS教學(xué)模式設(shè)計(jì)一個(gè)合理的課程進(jìn)度，調(diào)整授課技巧，以此來解決學(xué)生面對(duì)此類抽象工科課程如何具象化、軟件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)薄弱、教學(xué)效果差的問題。

圖1：BOPPPS教學(xué)模型

1 BOPPPS教學(xué)設(shè)計(jì)模式結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

BOPPPS教學(xué)模式包含類似鳳頭、豬肚、豹尾的設(shè)計(jì)元素，其中鳳頭部分包括 B（Bridge-in，引入/導(dǎo)言）、O（Objective，教學(xué)目標(biāo)）和P（Preassessment，課前測(cè)驗(yàn)）三個(gè)階段，豬肚部分包括P（Participatorylearning，參與式學(xué)習(xí)），豹尾部分包括P（Post assessment，后測(cè)）和S（Summary，課堂總結(jié)）兩個(gè)階段，考慮到人的注意力大約維持在15分鐘的自然規(guī)律，各階段所占課時(shí)均在較短的時(shí)間內(nèi)，以期達(dá)到一定的目標(biāo)和效果，且需注意各部分的“起承轉(zhuǎn)合”，結(jié)合相關(guān)教學(xué)理念和教學(xué)平臺(tái)，其大致流程如圖1所示。

第一階段（“B”）通過情景導(dǎo)入、闡述思想，引起學(xué)生對(duì)本堂課重、難點(diǎn)的學(xué)習(xí)興趣。教師在授課過程中應(yīng)該時(shí)刻關(guān)注學(xué)生的注意力是否集中，一方面需要學(xué)生自身的自覺性，一方面需要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容以視頻、圖片解讀或者討論的形式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，循序漸進(jìn)，此部分時(shí)間大致占課時(shí)長(zhǎng)度的10%。

第二階段（“O”）明確該課程要達(dá)到的學(xué)習(xí)目標(biāo)和要完成的任務(wù)。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容向?qū)W生明確闡述需要掌握的知識(shí)點(diǎn)，該環(huán)節(jié)教師的活動(dòng)主要為引導(dǎo)學(xué)生參與到課堂，明白這節(jié)課學(xué)什么，怎么學(xué)，而學(xué)生的活動(dòng)則主要是根據(jù)教師的思路對(duì)當(dāng)堂課的內(nèi)容有一個(gè)大致淺顯的認(rèn)識(shí)，有明確的方向便于后續(xù)展開思考或者討論，此部分時(shí)間大致占課時(shí)長(zhǎng)度的5%。

第三階段（“P”）進(jìn)行課堂前測(cè)，理解教學(xué)內(nèi)容涉及到的相關(guān)概念?；趯W(xué)習(xí)通、雨課堂等教學(xué)平臺(tái)以問卷、選擇題、填空題、討論題、現(xiàn)場(chǎng)提問的形式對(duì)學(xué)生進(jìn)行相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)掌握情況的測(cè)試，便于在后續(xù)參與式學(xué)習(xí)過程中調(diào)整教學(xué)策略和教學(xué)重點(diǎn)，還可以結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，在課下安排學(xué)生預(yù)先對(duì)所講內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)，課上對(duì)預(yù)習(xí)效果進(jìn)行測(cè)驗(yàn)，此部分時(shí)間大致占課時(shí)長(zhǎng)度的15%。

第四階段（“P”）為學(xué)生多方位參與教學(xué)、互動(dòng)環(huán)節(jié)，推動(dòng)“目標(biāo)”階段確定的教學(xué)目標(biāo)達(dá)成。通過老師的教即借助各類教學(xué)資源和平臺(tái)設(shè)置情景，激發(fā)學(xué)生圍繞知識(shí)點(diǎn)發(fā)散思維展開討論，在師生之間進(jìn)行互動(dòng)交流；以及通過學(xué)生的分組討論、實(shí)踐操作，在學(xué)生之間進(jìn)行互動(dòng)交流，營(yíng)造良好的參與式教學(xué)氛圍，此部分為BOPPPS模式的核心環(huán)節(jié)，時(shí)間大致占課時(shí)長(zhǎng)度的50%。

第五階段（“P”）對(duì)參與式教學(xué)的效果進(jìn)行檢測(cè)，在課堂接近尾聲時(shí)教師及時(shí)得到反饋。在此環(huán)節(jié)中同樣可以借助各學(xué)習(xí)平臺(tái)以不同形式進(jìn)行隨堂測(cè)試、思考發(fā)言，主要評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成度，分析學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)掌握的較好部分和薄弱部分，方便后續(xù)有針對(duì)性的強(qiáng)調(diào)、總結(jié)，此部分時(shí)間大致占課時(shí)長(zhǎng)度的15%。

第六階段（“S”）進(jìn)行本堂課的小結(jié)，在此基礎(chǔ)上拓展、創(chuàng)新。教師可通過思維導(dǎo)圖等方式梳理思路，提煉知識(shí)點(diǎn)中的關(guān)鍵詞概括重難點(diǎn)，也可引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我總結(jié)、分享，這將有助于促進(jìn)學(xué)生的記憶并為下一講的內(nèi)容鋪墊，此部分時(shí)間大致占課時(shí)長(zhǎng)度的5%。

上述六個(gè)階段即為BOPPPS教學(xué)模式的基本組成結(jié)構(gòu)，既適用于常規(guī)課時(shí)長(zhǎng)度的課堂也適用于短時(shí)的“袖珍課”教學(xué)設(shè)計(jì)，教師可根據(jù)實(shí)際情況對(duì)每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略調(diào)整和創(chuàng)新，針對(duì)各個(gè)模塊合理設(shè)計(jì)教學(xué)準(zhǔn)備，安排教師活動(dòng)、學(xué)生活動(dòng)。

2 BOPPPS教學(xué)模式在GNSS接收機(jī)原理課程的應(yīng)用

2.1 GNSS接收機(jī)原理課程特點(diǎn)與授課中存在的問題

GNSS接收機(jī)原理課程內(nèi)容基本按照高頻衛(wèi)星信號(hào)向低頻衛(wèi)星信號(hào)轉(zhuǎn)換、信號(hào)的捕獲、跟蹤、位置解算的順序展開，其中衛(wèi)星信號(hào)的捕獲可認(rèn)為是包含偽隨機(jī)碼、偽碼相位、多普勒頻移在內(nèi)的三維搜索；衛(wèi)星信號(hào)的跟蹤即通過對(duì)載波數(shù)控振蕩器和偽碼數(shù)控振蕩器持續(xù)動(dòng)態(tài)調(diào)整來實(shí)現(xiàn)信號(hào)的穩(wěn)定跟蹤，從而進(jìn)行導(dǎo)航電文數(shù)據(jù)的解調(diào)；位置解算部分在跟蹤到的信號(hào)通道中提取偽距、多普勒等觀測(cè)值，基于最小二乘算法進(jìn)行接收機(jī)位置和鐘差的解算，三個(gè)順序不能顛倒，在接收機(jī)內(nèi)部中依次完成，每個(gè)過程都涉及到相當(dāng)多抽象的理論，且相互聯(lián)系緊密，需要一定的邏輯思維能力。

表1：基于BOPPPS模型的教學(xué)設(shè)計(jì)—以GNSS接收機(jī)原理為例

在工科教學(xué)過程中均會(huì)出現(xiàn)學(xué)生對(duì)所授內(nèi)容的興趣低、課堂易開小差導(dǎo)致參與度低的現(xiàn)象，加之知識(shí)點(diǎn)過于抽象模糊，很難在學(xué)生的思維里面產(chǎn)生具象的結(jié)構(gòu)，除此之外，學(xué)生總是處于被動(dòng)的學(xué)的過程，在教師和學(xué)生之間缺乏主動(dòng)的互動(dòng)，那么課堂教學(xué)效果無法保證，學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解和掌握也就無從談起，因此有必要針對(duì)課程內(nèi)容和教師傳統(tǒng)授課模式容易出現(xiàn)的問題進(jìn)行合理的教學(xué)模式設(shè)計(jì)和策略選擇，本文以GNSS接收機(jī)原理課程為例，研究BOPPPS模型在工科教學(xué)中的應(yīng)用設(shè)計(jì)。

2.2 BOPPPS教學(xué)模型的具體設(shè)計(jì)舉例

以GNSS接收機(jī)原理課程中信號(hào)捕獲的基本概念和偽隨機(jī)碼的生成方法為例進(jìn)行基于BOPPPS模型的教學(xué)設(shè)計(jì)，該知識(shí)點(diǎn)是信號(hào)捕獲的前導(dǎo)理論，也是接收機(jī)軟件工程的基礎(chǔ)和重點(diǎn)內(nèi)容。各教學(xué)模塊對(duì)應(yīng)的時(shí)間占比、主要內(nèi)容、教師活動(dòng)和學(xué)生活動(dòng)見表1。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文考慮到傳統(tǒng)教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容特征，基于BOPPPS清晰、簡(jiǎn)潔的模型，引入雨課堂學(xué)習(xí)平臺(tái)、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模型，進(jìn)行合理的教學(xué)方案設(shè)計(jì)，充分利用各個(gè)平臺(tái)、理念、模型的優(yōu)勢(shì)，以此提高學(xué)生在課堂教學(xué)過程中的參與度、積極性，進(jìn)而提高學(xué)習(xí)的效率。但是在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，需要教師對(duì)每一個(gè)環(huán)節(jié)的時(shí)間和銜接要有所把控，同時(shí)對(duì)教學(xué)過程需要的教學(xué)資源有充足的準(zhǔn)備，然后在一次次的教學(xué)嘗試中凝練經(jīng)驗(yàn)，并做出改進(jìn)和完善，從而取得良好的教學(xué)效果。