基于BOPPPS模型的“电磁场与微波技术”教学研究

郑娟　顾涓涓　陈琛

摘要：本文针对“电磁场与微波技术”课程的特点，将BOPPPS教学模型应用于课程教学中。以平面电磁波的垂直入射为例设计了教学过程。实际教学效果表明，基于BOPPPS教学模型的使用提高了学生学习兴趣和解决问题的能力。

关键词：BOPPPS教学模型；平面电磁波；教学设计

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）49-0246-02

一、引言

“电磁场与微波技术”作为电子信息类、通信工程类专业的基础课程，具有非常重要的平台作用和地位。如何提高“电磁场与微波技术”课程的教学质量是提高工科院校电子类相关专业学生解决实际问题能力的前提[1]。

传统的电磁场与微波技术教学是学生在理论课上学习知识，在实验课中根据指导书提供的步骤进行验证实验。这样的学习方式难以提高学生的学习兴趣和解决实际问题的能力[2]。针对上述问题，本文将BOPPPS的教学模型融入“电磁场与微波技术”的教学设计中。实践证明：BOPPPS模式的采用极大提高了电磁场与微波技术的课堂教学质量，激发了学生的学习兴趣，提升了学生解决问题的能力。

二、BOPPPS教学模型概述

BOPPPS教学模型是以构建主义和交际法为理论依据，由加拿大哥伦比亚理工学院推行[3]。BOPPPS教学模型主要是将教学过程划分为六个流程和指标，依次为引入B、目标O、前测P、参与学习P，后测P和总结S[4-5]。该流程和指标可以帮助教师有效的设计和讲授课程，也可以帮助教师及时和有效的反思教学过程和教学效果[6]。

三、平面电磁波垂直入射教学

以课程中“平面电磁波垂直入射”知识点讲解为例，将BOPPPS教学模式引入到教学设计中。

1.引入B（Bridge-In）。首先提出问题：前面课程所学均是电磁波在自由空间中传播，现在电磁波在传播过程中遇到了障碍物，如电梯，此时电磁波的传播特性会产生变化吗？学生初听到这个问题时，第一反应是“应该会吧”。继续深入问下去：“产生什么变化呢？”，学生就不再回答了。这样的引入很好的激发了学生的好奇心，同时起到了带领学生回顾前面所学知识的作用。

2.目标O（Objectives）。在引入问题思考后，介绍本次课的学习目标：熟练掌握电磁波在理想导体分界面、理想介质分界面上的传播特性。采用多媒体方式教学，通过带领学生回顾前面所学的知识点，让每个学生逐步学习分析此类问题的方法。本次课程结束后，让学生运用Matlab编程展示电磁波垂直入射的波形。

3.前测P（Pre-assessment）。正式开始讲解平面电磁波的垂直入射之前，根据前面所讲授的知识提出如下问题作为前测：（1）平面电磁波定义描述是什么？假设平面电磁波波沿直角坐标系+Z方向传播，电场强度表达式？（2）理想介质中均匀平面电磁波的传播特性？此时其传播的图形是？这是一种什么波？（3）损耗媒质中均匀平面电磁波的传播特性？同（2）中的传播特性不同点体现在哪里？（4）时变电磁波一般情况下边界条件是什么？

根据学生的回答中，任课教师可掌握其对知识点的掌握情况。实际教学中将根据这些掌握情况再次对知识点进行梳理和简要复习。通过这个环节，教师可以掌握本次课程讲解的难度和深度。

4.参与学习P（Participatory Learning）。该环节介绍平面电磁波垂直入射的分析方法。首先介绍问题分类。本次课采取抛砖引玉的学习方法，重点学习对理想导体的垂直入射和对理想介质的垂直入射。接着先学习对理想导体的垂直入射。具体模型如图1所示。

5.后测P（Post-assessment）。该环节主要是结合前面所学，完成两个绘图：手绘平面电磁波垂直入射图形绘制；运用Matlab编程绘制平面电磁波垂直入射的图形。

由于学生在参与学习环节中，跟着教师的引导一步一步学习后，应该立刻绘制平面电磁波垂直入射的图形。如果学生在画图过程中出现错误，则可以通过自己的思考或求助同学来完成题目。

对于教师而言，该部分是对课程效果的一个检测，可以及时了解学生的学习情况，并了解不同学生掌握程度的差异，以便确定后续课程的深度。

6.总结S（Summary）。该环节对本次课堂授课的主要内容进行总结。类比思想，无论是在学生学习过程中还是教师教学的过程中，都相当重要。通过学习，帮助学生发现所学知识点之间的联系，提高学生分析问题解决问题的能力。预告下节课学习内容。

最后，对所学知识布置课下拓展学习任务：平面电磁波对多层介质入射情况会如何？该任务将帮助学生掌握和巩固课堂所学知识。

四、结论

本文在“电磁场与微波技术”的教学中，坚持以学生为中心的教学理念，基于参与互动式教学法BOPPPS六要素設计了教学过程。教学实践表明，基于BOPPPS模型的教学形式，提高了学生的课堂参与度，充分调动了学生的积极性和主动性，受到了学生的欢迎。同时，教师也能够在教学过程中及时了解教学效果，及时调整教学方法。与传统的教学方式相比，在学习热情、研讨氛围、对知识点的理解和掌握等方面具有显著优势。

参考文献：

[1]陈董.中美电磁场与微波技术专业课程体系比较浅析[J].教育教学论坛，2017，（16）：125-126.

[2]郑娟，顾涓涓，陈琛.基于建构主义学习理论的微课设计——以“电磁场与电磁波”课程为例[J].辽宁广播电视大学学报，2016，（04）：26-27.

[3]曹丹平，印兴耀.加拿大BOPPPS教学模式及其对高等教育改革的启示[J].实验室研究与探索，2016，35（02）：196-200+249.

[4]晁晓菲，陈勇，王磊.基于BOPPPS模型的“大学计算机基础”有效教学设计[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2016，（08）：36-38.

[5]罗宇，付绍静，李暾.从BOPPPS教学模型看课堂教学改革[J].计算机教育，2015，（06）：16-18.

[6]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，（04）：15-17.