基于BOPPPS教学模型的自动测试系统课程教学设计
刘冰，凤雷，付平，郑文斌
(哈尔滨工业大学 电子与信息工程学院，黑龙江 哈尔滨)
摘 要： 本文结合高校自动测试系统课程教学过程中存在的问题，从调动学生积极性、培养学生独立思考能力出发，引入BOPPPS教学模型对自动测试系统课程教学内容进行设计。课程以BOPPPS模型为设计框架，通过引入学生熟悉的入耳式耳机这种被测对象，让学生们参与到课程教学过程中。实际教学效果表明，相比于以往的教学方式，这种基于BOPPPS模型的课程教学方式具有较好的教学效果，是解决目前自动测试系统课程教学中课程内容晦涩、学生听课积极性不高问题的一个有效途径。
关键词： BOPPPS模型；自动测试系统；参与式教学
《自动测试系统》课程是高等教育测控技术专业学生的核心专业课，该课程主要讲授测控领域的系统集成技术，包括GPIB、VXI、PXI等总线技术[1]。课程的教学目标培养学生在掌握自动测试系统的基本概念以及现代自动测试系统的体系结构和工作原理。在实际的课堂教学中，教师发现由于自动测试系统总线技术是基于国际标准或者国际规范进行讲解的，课程内容比较抽象，在学生没有过类似课程学习经验的情况下，很难同步教师的讲解思路，进而导致学生学习热情不高，影响学习效果[2,3]。
一 BOPPPS教学模型分析
BOPPPS教学模型是在国外高校比较流行的一种教学互动模型，其主要特点是强调学生有机会参与到课程教学中，帮助学生在实际工程项目中应用课程知识，并通过教师与学生之间的互动反馈提升学生的学习兴趣与学习效果。
BOPPPS是6个英文短语Bridge in、Objective、Pre-assessment、Participatory learning、Postassessment、Summary的首字母组合，对应表达的中文含义分别是导言、学习目标、前测、参与式学习、后测、总结，这也是BOPPPS教学模型中的六大要素，其结构顺序关系如图1所示。在一节50分钟的课程中，学生专注度最高的时间就是课堂的前15分钟左右，因此需要在这段时间内引导学生进入课程。在这个过程中，导言环节就起到了构建学生知识链的作用。然后进入学习目标环节，让学生知道通过这节课的学习，最终的学习目标是什么，能够获得的知识信息是什么。在此基础上，进入前测环节，这个环节主要是通过交流、讨论环节了解学生针对这些知识的前期基础，为后续的课程设计提供依据，这个环节一方面梳理了学生自己的知识体系，另一方面也让老师掌握了学生的知识储备。然后进入后测环节，通过提问、答题等方式了解学生对课程内容的掌握情况，验证学习效果是否与课程目标相一致。最后的环节是总结环节，这个环节主要是针对后测环节学生的学习情况，帮助学生整理这节课的知识，同时安排相关课后学习任务并预告下一节课的学习内容[4-8]。
在借鉴熊德国提出的生产性生态足迹的核算公式基础上，修正方恺（2018）提出的以全球平均生物生产力核算土地足迹的生态足迹模型，本文给出生物生产型生态足迹计算公式：
通过上述对BOPPPS教学模型的介绍可以发现，BOPPPS模型是将课程中的各个环节以一种科学方式有机结合到一起，在重视课程导入、激发学生学习兴趣的前提下，通过明确学习目标、了解学生知识储备的方式去引导学生参与到课程中的教学中。
二 BOPPPS模型指导下的GPIB自动测试系统组建课程设计
图1 BOPPPS结构关系图
图2 BOPPPS模型引导下的课程进程示意图
首先，在导言环节，为了让学生们对自动测试系统有一个直观的认识，我们通过一个3分钟的视频短片向学生们展示了自动测试系统在工业生产中的作用。该视频以图3所示的学生很熟悉的入耳式耳机为被测对象，介绍自动测试系统的架构、系统组成以及测试过程。通过这个环节，非常有效地把学生们的兴趣调动了起来，并主动联想到前几次课程的知识点在自动测试系统中的应用[9,10]。
2004年冬天，徐云天高中毕业参军。为躲家暴，廉小花常带小儿子回娘家，夫妻感情更淡。不久，徐河在一次聚会中与来自锦州、时年22岁的吴丽藻相识，不禁被对方的柔媚漂亮吸引，两人很快成了情人。
在自动测试系统课程中，基于GPIB总线的系统组建是一项非常重要的课程内容，由于GPIB总线是最早、最具有代表性的一类测试系统总线，因此在课程中，非常重视GPIB总线的讲解。但是，在以往的教学中，由于GPIB总线是上世纪80年代提出的总线技术、常见的测试对象也是军用测试设备，在目前的应用不是特别广泛。因此，学生们在学习这部分课程内容时常常不够扎实，虽然课程内容记住了，考试时也作答正确，但在后面的课程设计中却忘了系统组建的方式及内涵。这说明学生没有深刻的理解课程内容，基础不牢固，课程内容学习和实践应用存在脱轨现象。针对上述课程现状，我们在BOPPPS模型的指导下，对基于GPIB总线的自动测试系统组建课程内容进行了重新设计，力图通过案例引入、研讨、互动的方式让学生深刻了解自动测试系统组建的内涵，进而能够在工程实践中应用课程知识，课程的进程示意如图2所示。
图3 被测对象选择入耳式耳机
然后，在学习目标环节，仍然以入耳式耳机的测试为例，向学生说明这节课的学习目标是基于课堂知识组建GPIB系统去测试入耳式耳机的频率响应特性，要求学生们能够掌握系统的组建方式、仪器选用以及测试流程这几个方面的知识。在此基础上，进入前测环节，通过提问的方式了解学生们对频率响应概念的掌握情况，由于频率响应是在之前的课程中已经学过，但是学生们并没有真正地了解频率响应的物理意。因此，这里通过耳机对低频信号、高频信号的响应特性去和学生们讨论频率响应的物理意义，让学生们在回忆频率响应概念的同时，加深对频率响应物理意义的理解。在完成前测环节后，进入课程中非常重要的参与学习环节，在这个环节，我们和同学们一起讨论了测试频率响应可能需要的测试仪器，例如信号源仪器、数据采集、示波器、频谱分析仪等等。同时结合前几节课介绍的GPIB总线的性质完成了面向入耳式耳机测试的GIPB系统组建，如图4所示，同学们也分析讨论了系统测试流程。在后测环节，通过提问环节去了解同学们对GPIB系统组建的理解情况，通过学生们的回答，可以发现，学生们对GPIB总线自动测试系统组建理解非常深刻，这说明学生们确实真正掌握了课程知识。
经过数据对比发现，外筒单独模型的位移计算结果与本工程实例采用的数据位移基本吻合。通过工程实例验证，说明本工程采用的计算模型比较合理，本程序对于外筒位移的计算是可靠的。
图4 参与学习环节完成的GPIB总线自动测试系统组建
三 结束语
BOPPPS教学模型是一种能够调动学生兴趣，让学生参与课堂学习的教学方式。基于BOPPPS模型的教学设计有效调动了学生主动学习、独立思考的积极性，引导学生通过熟悉的场景信息去理解课程知识，同时也培养了学生利用课程知识去解决自动测试领域内实际工程问题的能力，极大改善了课堂教学效果。
参考文献
[1] 梁嘉倩,孟升卫,鲁文帅.面向复杂混合信号的CPCI专用测试系统及其自动校准方法[J].中国电子科学研究院学报,2017,12(2):187-192.
[2] 王鹏,杨光学,商庆华.自动测试系统课程建设[J].黑龙江教育,2011(8):73-75.
[3] 戎舟.自动测试系统课程的教学改革和实践[J].电气电子教学学报,2003,25(6):10-12.
[4] 张云峰,王维维,汪松鹤.参与式学习在《嵌入式系统》课程教学中的应用[J].软件导刊,2019,18(2):219-221.
[5] 杨丽,于为,李晓红.BOPPPS模型在数据结构课程教学中的应用与实践[J].大学教育,2017(4):15-17.
[6] 王之元,周云,彭学峰.BOPPPS模型在《信号分析与处理》课程教学的应用[J].计算机工程与科学,2016(11):68-71.
[7] 袁恩,刘鹏,齐望东.基于BOPPPS模式的计算机网络原理教学改革[J].计算机教育,2015(3):26-29.
[8] 邓娜,王春枝,叶志伟.工程认证环境下基于BOPPPS模型的数据挖掘课程教学设计[J].计算机教育,2017(12):113-115.
[9] 廖剑,史贤俊.基于混合总线的虚拟仪器教学实验系统设计[J].计算机测控与控制,2010,18(3):646-648.
[10] 曾健.一款负反馈控制耳机的主动降噪特性分析[J].电声技术,2018,42(1):47-50.
本文引用格式： 刘冰,等.基于BOPPPS教学模型的自动测试系统课程教学设计[J]. 教育现代化,2019,6(74):107-108.
DOI： 10.16541/j.cnki.2095-8420.2019.74.046
基金项目： 教育部高教司产学合作协同育人项目（201802228005），黑龙江省高等教育学会“十三五”高等教育科研课题（16Q004）。
作者简介： 刘冰，汉族，哈尔滨人，博士，讲师，研究方向：嵌入式人工智能技术，自动测试技术。