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基于BOPPPS模式的教學實踐研究

2021-02-19 20:20曾自強王玉菡
現代信息科技 2021年13期
關鍵詞:開關電源信息化手段

曾自強 王玉菡

摘 ?要:針對“電子設備調試與維修”課程授課過程中師生交互性較差、靈活性不夠、學生注意力容易分散等問題,文章引入BOPPPS模式,設計六個課堂教學環節形成閉環教學,結合信息化手段對教學過程進行改革,并以開關電源為例進行說明。實踐證明,該方法能夠激發學生的興趣,為教學的改進提供有效的依據,取得了較好的教學效果。

關鍵詞:電子設備調試與維修;BOPPPS模式;信息化手段;開關電源

中圖分類號:TP39;G434 ?文獻標識碼:A文章編號:2096-4706(2021)13-0193-04

Research on Teaching Practice Based on BOPPPS Mode

-Take the “Electronic Equipment Debugging and Maintenance” Course as An Example

ZENG Ziqiang1, WANG Yuhan2

(1. College of Electronic Information and Communication Engineering, Chongqing Aerospace Polytechnic, Chongqing ?400021, China;

2. School of Electrical and Electronic Engineering, Chongqing University of Technology, Chongqing ?400054, China)

Abstract: Aiming at the problems of poor interaction between teachers and students, insufficient flexibility and easy distraction of students’ attention in the teaching process of “Electronic Equipment Debugging and Maintenance” course, this paper references BOPPPS mode and designs six classroom teaching links to form a closed loop teaching, reforms the teaching process combined with informatization means, and takes switching power supply as an example to illustrate. The practice proves that this method can stimulate students’ interest, provide an effective basis for teaching improvement, and achieve good teaching results.

Keywords: electronic equipment debugging and maintenance; BOPPPS mode; informatization means; switching power supply

0 ?引 ?言

“電子設備調試與維修”作為一門專業課程,緊密結合電子行業各類型企業崗位技能需求,主要講解常見電子產品工作原理、電路調試、信號檢測及故障排除等,課程內容主要包括維修基本功訓練、元器件故障檢測、電路故障檢測、電視機維修技術等。課程會涉及模擬電子技術、數字電子技術以及電子測量等課程的內容,是一門綜合性很強,以實踐為主的專業課程。傳統的教學模式,雖然引入了線上課程和網絡資源,但是缺乏明確的目標和有效地監督,仍然以教師講授為主,使得學生參與度較低,交互性較差,教學效果不理想。

同時,學校為了提高教學質量,大力的提倡有效課堂的建設和認證,擴大精品在線課堂的數量?;趯W校的大力支持課堂改革建設的背景下及需要有效地解決原有的問題,作為核心專業課程之一的“電子設備調試與維修”需要做出相應的改革,由此引入BOPPPS模式,以項目為導向、任務為驅動、學做合一,對課程教學進行革新。

1 ?BOPPPS模式特點

BOPPPS教學模式是加拿大廣泛推行的教師技能培訓體系ISW的理論基礎[1],以學生為中心,強調學生的主體性地位,注重教學過程的參與互動,追求“立即獲得檢驗成果”,強調教學效果的及時性反饋,從而提高教學的有效性、含金量,并實現線上線下混合式教學。

2 ?基于BOPPPS模式的教學設計

在“電子設備調試與維修”教學當中,課堂教學采用BOPPPS模式,借助智慧職教平臺,開展線上線下混合式教學。

整體設計以學生為中心。首先依據課程標準,結合學情,確定教學目標及重難點。針對教學內容,開課前依托資源庫和題庫,創建網絡資源,進行課前預習,并記錄學生完成度。課中采用BOPPPS模式,并借助仿真軟件和實驗設備完成導入、目標、前測、參與互動、后測和總結六個環節。導入部分通過播放視頻、引用新聞熱點、講述故事等方式引起學生興趣;目標部分通過實物展示、效果說明明確學習目標;前測部分通過智慧職教進行小測試了解學生的已知程度;參與部分是整個過程的重點,通過教師講授,學生小組學習討論等,學習新的知識;后測部分基于前測內容修改部分題目,學生完成測試,了解學生是否學懂,實現增值評價;最后總結部分對學習過程進行點評。通過這六個部分的設計從而實現一個有效的閉環教學,確保教學目標的完成,總體設計如圖1所示。

3 ?BOPPPS模式實施舉例

以開關電源為例[2-6]。開關電源是電源部分重要的知識點,但是由于開關電源不僅電路比較復雜,而且工作原理也較線性電源復雜,所以容易造成學生不易理解。為了講清楚開關電源,采用BOPPPS教學模式,按照圖1設計教學過程的六個部分。

3.1 ?由線性穩壓電源引入

良好的開端是成功的一半。為了活躍課堂,保證教學任務的順利完成,既需要承接上一節課所學內容,又需要銜接這節課的教學內容,所以合理的引入顯得必不可少。電源通常分為線性穩壓電源和開關穩壓電源。線性穩壓電源使用得最早,范圍也較為廣泛,工作原理也在上一節課有所介紹,也較容易理解,與開關電源之間有相似之處,是一個逐步發展、替代的過程,所以通過提問、仿真演示等方式回顧線性穩壓電源的工作原理,尤其是電路中三極管的工作狀態,由學生自行總結其優缺點,從而引入開關穩壓電源。

3.2 ?明確學習目標

制定教學目標是教學活動的首要工作,是具體實施教學的先導環節。以往在授課中也會制定教學目標,但是往往是一些總體目標。在BOPPPS模式中則是一些具體的、細分的目標。教師在課堂上通過播放視頻,PPT展示,向學生明確本節課要學習的內容就是開關穩壓電源工作原理、電路基本組成部分及常見故障點。具體分為知識、能力和素質目標。

知識目標:

(1)通過與線性穩壓電源的對比,了解開關電源的工作原理和特點。

(2)掌握脈沖寬度調制(PWM)控制原理。

能力目標:

(1)具有開關電源電路分析能力。

(2)具有開關電源常見故障排除能力。

素質目標:

(1)具有安全意識、環保意識。

(2)具有一定的資料收集和自學能力。

3.3 ?基于網絡平臺的前測

為了提高學生的專注度,摸底學生的掌握程度和知識面,通過智慧職教推送測驗,形式為選擇題或判斷題。比如:(1)為什么開關電源負載允許短路而不允許開路?(2)開關型穩壓電源的特點之一是什么?學生通過手機登錄智慧職教進行問題回答,主要測驗學生對三極管放大、開關功能的掌握程度,依據測驗結果,對本次課的講課內容和難度進行適當的調整。比如:三極管基本的電路構成,同學們對共射極、共基極和共集電極電路比較熟悉,就不需要再講解。但是,同學們很少注意到一個細節就是三極管工作在放大狀態時,只要供上電,不管有沒有信號輸入,他都處于工作狀態,這點其實就是和開關電源的區別之處,需要老師著重指出的。

3.4 ?互動式參與教學

教學過程不僅僅是教師講的過程,也是和學生交流的過程,為了增加互動,可以通過提問、搶答、圖片展示、視頻播放、仿真演示等手段加強互動,從而提高學生學習的積極性和興趣。

首先通過提問,讓學生自我總結線性穩壓電源存在的顯著缺點是什么,引發學生的思考,如何來解決這些問題,從而引入到開關電源的特點,主要是體積小、輸入電壓范圍寬、效率高等。

為了讓學生對開關電源有一個直觀地認識,列舉一些日常生活中常見的開關電源展示給大家觀看,比如筆記本電源適配器、手機充電器、液晶顯示器電源等。從外觀是無法判斷是否開關電源,但是從內部電路圖是可以判斷的,在這里展示兩張內部電路圖片:線性電源電路實物圖和開關電源電路實物圖,提問學生是否能看出兩者顯著的區別。直觀上的區別在于變壓器,開關電源在輸入端沒有電源變壓器。

緊接著提問,沒有電源變壓器,開關電源是如何工作的呢?這時,可以將開關電源工作原理圖和線性穩壓電源原理圖對比展示出來,進行講解。為了簡化難度,只針對原理框圖進行講解,如圖2所示。從圖中,學生很容易看出兩者的區別在于220 V的變壓器和三極管狀態的不同。

根據學生所學的三極管知識,開關電源之所以效率高,熱量少是因為三極管處于開關狀態。三極管要處于開關狀態需要一個信號對此進行控制,是什么信號呢?從而引出開關電源的一個重要概念:脈沖寬度調制(PWM)和占空比。通過改變方波的占空比來改變輸出電壓的大小。這是一個比較抽象的過程,為了讓學生看清這個控制過程,使用仿真電路進行展示,調節PWM占空比,觀察輸出直流電壓大小,查看兩者之間的關系,如圖3所示。并通過虛擬示波器觀察輸入波形和輸出直流電壓值的對比。

然后,提問如何獲得PWM波呢?PWM波從何而來呢?引發學生思考。學生可以通過手機瀏覽學校在線開放課程里有關電源穩壓工作原理的視頻進行回顧,可得知穩壓電源需要從輸出端反饋回一個信號調整輸入端信號從而進行穩壓,開關電源也是如此,從而學生自行得出結論,PWM波需要從輸出反饋一個電壓信號回去,并且需要一個電路將這個信號轉換成PWM波到輸入端。這時,教師給出開關電源總體框圖,如圖4所示。

為了更為清晰的了解其電路工作原理,播放自己錄制的“開關電源原理”結合實物進行展示講解。學生明確了電路工作原理及電路組成后,PPT講解開關電源幾個常見的故障點:濾波電容、整流二極管、壓敏電容等,并指出原因在于220 V交流電直接經過橋堆整理后是300 V左右的電壓,長時間工作,容易擊穿濾波電容和二極管造成短路。

3.5 ?基于網絡平臺的后測

學習完課堂主要內容后,為了了解學生掌握程度,通過智慧職教平臺推送課后測驗,學生在手機上限時完成。此次測驗,并不記入平時成績,但是可作為本堂課的反思總結的依據。

3.6 ?總結

總結主要的作用是幫助學生梳理知識點、理清脈絡和加深記憶。首先,對后測進行點評,將學生沒有掌握及易錯的知識點進行簡要重復,然后通過PPT展示本節課的主要講解內容及要點,并在智慧職教平臺布置課后作業。

4 ?結 ?論

通過一年的實踐教學,在課堂中引入BOPPPS教學模式,結合網絡平臺、仿真軟件等現代化信息手段,實現了預定的教學目標,學生課堂注意力、參與度、手機合理利用率得到了明顯的提高,學習成績也得到了明顯得提升,通過率由85%左右提升到97%,優秀率達到了36%。實踐證明,該方法是有效的,后期將進一步完善網絡平臺上的課程資源,對知識點進行細化。其次,將BOPPPS教學模式應用到其他的課程當中,獲取更多的實踐經驗,提升教學的整體效果。

參考文獻:

[1] PATTISON P,DAY R. Instruction Skills Workshop(ISW)Handbook for Participants [M].Vancouver:The Instruction Skills Workshop International Advisory Committee,2006.

[2] 李爽,付麗.國內高校BOPPPS教學模式發展研究綜述 [J].林區教學,2020(2):19-22.

[3] 劉洪波,張儉鴿,楊奎武.BOPPPS模式在操作系統教學中的實踐 [J].計算機教育,2015(19):83-85.

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[5] 張亞周,鐘兆根,孫雪麗.基于BOPPPS模型的數字電路實驗教學設計 [J].電氣電子教學 學報,2020,42(5):151-154.

[6] 郭泉江,劉述民,朱燁旻,等.OBE-BOPPPS教學法在物聯網專業教學中的應用——以“傳感器與檢測技術”課程教學為例 [J].現代信息科技,2020,4(15):157-159+163.

作者簡介:曾自強(1979—),男,漢族,四川資中人,教師,講師,碩士,研究方向:電子測量。

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