基于BOPPPS模式的高中物理課堂教學(xué)探索①
——以“力的分解”教學(xué)為例

(江蘇省徐州市第三十六中學(xué),江蘇 徐州 221000)

BOPPPS教學(xué)模式源于北美,實踐證明它能夠促進(jìn)學(xué)生充分參與課堂學(xué)習(xí),有效改善并提升教學(xué)質(zhì)量。目前這種模式已經(jīng)被全球三十多個國家引用，我國部分學(xué)校已經(jīng)開始引入和實施該模式,對BOPPPS教學(xué)模式結(jié)合教學(xué)實際的進(jìn)一步思考和應(yīng)用,將有助于提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

BOPPPS模式將課堂教學(xué)過程分為6個模塊,分別是導(dǎo)入(Bridge-in)、目標(biāo)(Objective/Outcome)、前測(Pre-assessment)、參與式學(xué)習(xí)(Participatory learning)、后測(Post-assessment)和總結(jié)(Summary),將這幾個模塊的英文首字母相連就是BOPPPS。從教育心理學(xué)角度看,人的專注力能夠持續(xù)的時間是10～15min,而BOPPPS模式正是根據(jù)這一認(rèn)知理論提出來的。這種模式將課堂分成6個模塊,每個模塊一般不超過15min,但它們又構(gòu)成一個連續(xù)的整體。

圖1

根據(jù)教學(xué)曲線理論圖(如圖1),在課堂教學(xué)中,學(xué)生在上課初期和快下課兩個時段注意力最集中,而中間時段注意力開始渙散,但是在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中老師的專注度卻是課堂中間段最高。BOPPPS教學(xué)模式的特色就是在學(xué)生注意力開始渙散的時候引入課堂參與式學(xué)習(xí)。

下面筆者具體介紹BOPPPS的6個模塊,并以人教版高中物理必修1“力的分解”一節(jié)為例,談?wù)勗撃Ｊ皆趯嶋H教學(xué)中的應(yīng)用。

1 導(dǎo)入

通過列舉生活中的實例、演示實驗、有趣的活動或有挑戰(zhàn)性的問題等吸引學(xué)生的注意,幫助學(xué)生專注于即將學(xué)習(xí)的內(nèi)容。

“力的分解”這節(jié)課可以通過趣味游戲引入:在一根繩子中間掛上質(zhì)量為2kg的實心球,兩個同學(xué)分別拉繩子的兩端,使勁拉,卻怎么也不能把繩子拉直。通過這個“體驗式實驗”的導(dǎo)入，激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲,為“力的分解”的新授課做好情景設(shè)置和情感鋪墊。

2 目標(biāo)

目標(biāo)要具體明確,給學(xué)生確定的學(xué)習(xí)任務(wù),通過這節(jié)課將學(xué)到什么、學(xué)到什么程度等,只有目標(biāo)明確,學(xué)習(xí)才有針對性。

本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)是:

(1) 理解力的分解概念,強化“等效替代”的物理思想。

(2) 能夠結(jié)合實際需要對指定力進(jìn)行分解,會用平行四邊形的知識計算分力的大小,能用作圖法分析分力的變化。

(3) 感受生活中的物理,增強將物理知識應(yīng)用于生活和生產(chǎn)的意識。

3 前測

通過小測驗、提問、小組討論等形式了解學(xué)生的基礎(chǔ)知識掌握情況,進(jìn)而調(diào)整教學(xué)的深度和進(jìn)度,明確下一階段即將學(xué)習(xí)的內(nèi)容。

實際教學(xué)中，在這一環(huán)節(jié)時教師給每個學(xué)生發(fā)一張A4紙,每張紙上都畫有一個相同大小和方向的力。

師:一個力,以它為對角線,可以作出多少個平行四邊形?

學(xué)生思考,并在老師發(fā)的紙上作圖。

教師利用實物投影，展示學(xué)生畫的圖。

學(xué)生通過觀察得出結(jié)論：在沒有任何限制條件的情況下,一個力會有無數(shù)對分力。

師:無數(shù)對分力導(dǎo)致力的分解沒有意義。在實際問題中,我們通常會根據(jù)力的作用效果進(jìn)行分解。那如何確定一個力的作用效果呢?

教師在此設(shè)置懸念,為下一環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)做好鋪墊。

4 參與式學(xué)習(xí)

在教學(xué)中提倡教師善用互動教學(xué)技巧,比如小組討論、開展辯論、實驗探究、情景模擬、角色扮演等方式，讓學(xué)生充分參與課堂,體現(xiàn)其主體地位。同時教師應(yīng)適當(dāng)?shù)丶右砸龑?dǎo),并通過師生互動、生生互動等形式,體現(xiàn)教師的指導(dǎo)作用。做到學(xué)、教并重,有效促進(jìn)學(xué)生的高效學(xué)習(xí)。

圖2

根據(jù)美國教育學(xué)家艾德格·戴爾提出的學(xué)習(xí)記憶金字塔理論(如圖2),不同的學(xué)習(xí)方式達(dá)到不同的學(xué)習(xí)效果。圖2給出的是學(xué)習(xí)新知識,兩周以后你還能記住多少的數(shù)據(jù)。艾德格·戴爾提出,學(xué)習(xí)效果在30%以下的幾種傳統(tǒng)方式,都是個人學(xué)習(xí)或被動學(xué)習(xí);而學(xué)習(xí)效果在50%以上的,都是團(tuán)隊學(xué)習(xí)、主動學(xué)習(xí)和參與式學(xué)習(xí)。因此教師要主動改變教學(xué)模式,變被動學(xué)為主動學(xué)。而BOPPPS教學(xué)模式的宗旨就是要學(xué)生主動參與課堂。

接著教師引導(dǎo)學(xué)生對生活中幾種典型實例進(jìn)行分析、探究，以確定一個力的作用效果。

探究一:靜止在水平桌面上的物體受到斜向上恒力F的作用,應(yīng)把恒力F分解成什么樣的兩個分力?

教師在講臺上放一個臺秤,在臺秤上放一個重物,通過實物投影儀將臺秤的示數(shù)投影在屏幕上,讓同學(xué)都能看到，并讀出此時臺秤的示數(shù)。

教師通過系在重物上的繩子斜向上拉重物,使重物在臺秤上向前移動。學(xué)生再次讀出臺秤的示數(shù),發(fā)現(xiàn)臺秤的示數(shù)比重物靜止時小。

師:這個斜向上的拉力有怎樣的作用效果?

生:兩個作用效果,一是水平向前拉動物體,另一個是豎直向上拉物體。

師:既然力的作用效果明確了,那么兩個分力的方向也就確定了。下面請同學(xué)們作圖,并求出這兩個分力大小。

學(xué)生利用平行四邊形作圖求解。

探究二:在斜面上靜止的物體,其重力有怎樣的作用效果？

學(xué)生分組實驗探究,用一個易發(fā)生形變的長方形光滑塑料板構(gòu)成一個斜面,將一個物塊放在斜面的頂部由靜止釋放,觀察現(xiàn)象。

生:物塊沿斜面下滑，斜面被壓彎。

師:斜面上物體所受重力的兩個作用效果為：使物體下滑和擠壓斜面。

生:若斜面的傾角為θ,求得重力G沿斜面向下的分量為Gsinθ,垂直斜面分量為Gcosθ。

師:為什么高大的橋一般都要建很長的引橋?

生:是為了減小斜面傾角,使汽車上橋或者下橋時重力沿斜面向下的分力不至于過大,保證行車安全。

探究三:研究塔吊、晾衣架模型。

師：在工地上經(jīng)常會見到圖3所示的起重機,被吊起的重物對豎直繩索向下的拉力有怎樣的作用效果？

圖3

圖4

學(xué)生親身體驗,用筆和橡皮筋按照圖4所示做實驗。

師:說說你們的感受。

生:手心受到擠壓，同時掛有橡皮筋的那根手指頭感受到拉力的作用。

師:大家試著在學(xué)案上作圖,并求出F的兩分力大小。

學(xué)生根據(jù)力的平行四邊形定則算出分力的大小(如圖5)。

圖5

5 后測

這一模塊主要是檢測本堂課學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,有沒有達(dá)到既定的教學(xué)目標(biāo)。對于知識理解型的可以通過選擇題、簡答題進(jìn)行檢測；對于應(yīng)用分析型可以通過學(xué)生的問題解決進(jìn)行檢測；對于技能傳授型可以通過學(xué)生展示的方式進(jìn)行檢測；對于態(tài)度價值型可以通過態(tài)度量表、心得、日志、短文、札記等形式進(jìn)行檢測。

在這一階段可以通過幾個高考中?？嫉牡湫皖},以及分析生活中的一些現(xiàn)象(如盤山公路等),檢測學(xué)生對新知識的掌握程度。

6 總結(jié)

本環(huán)節(jié)是BOPPPS教學(xué)模式的最后模塊，主要是總結(jié)本堂課所學(xué)的內(nèi)容,幫助學(xué)生整合知識,引導(dǎo)學(xué)生反思所學(xué)內(nèi)容,自我總結(jié)學(xué)習(xí)收獲,分享學(xué)習(xí)心得,為后續(xù)學(xué)習(xí)作準(zhǔn)備。教師還可以安排適當(dāng)?shù)难由鞂W(xué)習(xí),如課后作業(yè)、課外閱讀等。

師:通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),你有哪些收獲?

生:針對實際問題，該如何去分析、判斷一個力的作用效果,知道力的分解同樣遵循平行四邊形定則。

師:那現(xiàn)在請同學(xué)們分析一下剛上課時做的小游戲,為什么繩子不可能被拉直?

教師引導(dǎo)學(xué)生從“規(guī)范作圖”和“理論指導(dǎo)”兩個角度加以分析,得出結(jié)論：一個確定的合力分解為兩個分力時，隨著兩分力夾角的增大,分力的大小會逐漸增加,產(chǎn)生了“小力”變“大力”的放大效應(yīng)。當(dāng)兩分力夾角接近180度時,兩個分力的大小是驚人的。所以出現(xiàn)了上課開始時兩個同學(xué)怎么也不可能把繩子拉直的情況。這一環(huán)節(jié)呼應(yīng)了課堂引入,釋疑解惑,同時將看似復(fù)雜的日常現(xiàn)象提煉為簡單的物理模型,從而利用物理知識解決問題。通過對實際問題的解答,培養(yǎng)了學(xué)生分析問題、解決問題的能力,逐步養(yǎng)成發(fā)現(xiàn)問題、主動解決問題的習(xí)慣。

在實際的教學(xué)中，BOPPPS模式的幾個模塊并不是固定的,教師可以根據(jù)不同的教學(xué)對象、教學(xué)目標(biāo)以及教學(xué)內(nèi)容做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,以便達(dá)到更好的教學(xué)效果。