核心素養(yǎng)視域下BOPPPS優(yōu)化模式在中學(xué)物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用

金朝娣 王軍

摘?要：針對以往中學(xué)物理實驗教學(xué)的不足，在學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)中，將BOPPPS教學(xué)模式進行優(yōu)化并應(yīng)用于實驗課堂中，在教學(xué)實踐中立足于實驗探究和創(chuàng)新，引導(dǎo)學(xué)生在小組互助的學(xué)習(xí)模式中發(fā)掘、強化、保持學(xué)習(xí)動力，在收獲學(xué)科知識的同時提升學(xué)科核心能力和核心品質(zhì).

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);BOPPPS優(yōu)化模式;實驗教學(xué)

文章編號：1008-4134（2020）05-0025中圖分類號：G633.7文獻標識碼：B

基金項目：北京市物理學(xué)會2020-2021年度教育科研立項課題“從實驗探究角度培養(yǎng)中學(xué)生物理核心素養(yǎng)的研究”（課題編號：WLXH202095）.

作者簡介：金朝娣（1984-），女，安徽安慶人，博士，中學(xué)高級教師，研究方向：物理教學(xué)與核心素養(yǎng)培養(yǎng).

實驗是物理學(xué)科的課程靈魂，是完善學(xué)生認知過程的重要渠道.高中新課程標準明確提出在物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)過程中，建議一線教師開展生動活潑的實驗課堂，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程，學(xué)會科學(xué)研究方法，養(yǎng)成科學(xué)思維習(xí)慣，增強創(chuàng)新意識和實踐能力，最終通過問題解決促進學(xué)科核心素養(yǎng)的達成.而以往實驗教學(xué)存在課時有限、設(shè)備不完備、教師改進實驗或優(yōu)化實驗的意識淡薄，加上升學(xué)壓力這一客觀因素，導(dǎo)致實驗課堂多數(shù)以教師講授為主，學(xué)生被動接受.長此以往，學(xué)生的主動性、自主性、積極性沒有得到發(fā)揮，導(dǎo)致核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標落實不到位.鑒于此，如何營造一種新型實驗教學(xué)環(huán)境，達到課程標準基本理念和核心素養(yǎng)對于實驗教學(xué)的要求，構(gòu)建學(xué)生自主學(xué)習(xí)的氛圍，是推進實驗教學(xué)進一步改進的迫切要求.

筆者從中學(xué)生的物理學(xué)習(xí)心理特點和需要出發(fā)，立足于實驗創(chuàng)新和探究，對加拿大興起的BOPPPS教學(xué)模式的核心環(huán)節(jié)及其操作要點進行了詳細分析[1].對該教學(xué)模式中的主要環(huán)節(jié)，即引入環(huán)節(jié)（Bridge?in）、目標展示環(huán)節(jié)（Objective）、前測環(huán)節(jié)（Pre-assessment）、參與式環(huán)節(jié)（Participatory）、后測環(huán)節(jié)（Post-assessment）、總結(jié)環(huán)節(jié)（Summary）等六個環(huán)節(jié)進行部分優(yōu)化[2]，力求激發(fā)學(xué)生的興趣，讓學(xué)生通過自主性學(xué)習(xí)、探索式學(xué)習(xí)、合作式學(xué)習(xí)高效地完成具體教學(xué)目標的同時，核心素養(yǎng)和關(guān)鍵能力得到提升.

1?BOPPPS模式優(yōu)化

有些一線教師將BOPPPS教學(xué)模式應(yīng)用于中學(xué)物理課堂中，嘗試并探討了該模式中6個環(huán)節(jié)的具體實施情況和注意事項，并在實施過程中做了適度的調(diào)整，強化了“以學(xué)生為中心”的教學(xué)策略，這為將該模式與當(dāng)下核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標結(jié)合以及在高中物理教學(xué)中的實踐應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)[3-5].

1.1?基于核心素養(yǎng)的BOPPPS教學(xué)模式優(yōu)化

物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)建議，一線教師要開展生動活潑的課堂氛圍，將物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)貫穿于物理教學(xué)活動的全過程，通過問題解決促進物理學(xué)科核心素養(yǎng)的達成.

為此，筆者提出了核心素養(yǎng)視角下B0PPPS教學(xué)模式在中學(xué)物理教學(xué)中的優(yōu)化與實踐改進研究，針對傳統(tǒng)模式的不足，在物理學(xué)科核心素養(yǎng)視角下，筆者對BOPPPS教學(xué)模式部分環(huán)節(jié)進行優(yōu)化，使傳統(tǒng)的BOPPPS教學(xué)模式更加完善和細致化，為教師落實學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標提供了一種新的思路和參考，優(yōu)化后的具體操作流程如圖1所示.

1.2?解決的實際問題和創(chuàng)新點

該流程不僅明晰了每個步驟背后的設(shè)計目標，更是將核心素養(yǎng)明確提出納入教學(xué)，將合作學(xué)習(xí)和多元化評價方式納入操作環(huán)節(jié)，在提高學(xué)生興趣和參與度的同時，更有助于促進學(xué)生綜合素養(yǎng)的發(fā)展.在課堂實施時，且有具體的操作流程，在具體目標的驅(qū)動下，開展小組互助的學(xué)習(xí)方式，教師在每個環(huán)節(jié)都會對學(xué)生及時引導(dǎo)和把控，具有避免部分學(xué)生盲目跟從形式化的學(xué)習(xí)，能及時反饋學(xué)生的問題，且每個環(huán)節(jié)都對應(yīng)了核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標等優(yōu)勢，該實施途徑較以往實驗課堂教學(xué)流程的創(chuàng)新點見表1.

2?案例分析

物理課堂教學(xué)中，采用優(yōu)化的BOPPPS教學(xué)模式，促進學(xué)生合作學(xué)習(xí)，通過優(yōu)化后的六個環(huán)節(jié)的合作學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅加深了對概念和規(guī)律的認知，其操作技能、觀察、思維的拓展和解決問題等素養(yǎng)的培養(yǎng)都有著具體的落實.

下面以“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”新授課為例，分析BOPPPS優(yōu)化模式在課堂實踐中的具體運用.

2.1?情感策略引導(dǎo)——興趣引導(dǎo)助學(xué)困生建立信心

在教學(xué)中，情感輸入是提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理興趣的前提，物理學(xué)科的學(xué)困生多半是對物理失去興趣.因此，在本節(jié)課正式授課之前，筆者給予學(xué)困生特殊關(guān)注，指導(dǎo)他們提前準備這節(jié)課課堂上所需要的“道具”，而在準備工作中盡可能以學(xué)困生的興趣為切入點，不僅讓其提前預(yù)習(xí)相關(guān)知識點，更重要的是借以激發(fā)其學(xué)習(xí)動力，充分調(diào)動其積極性.圖2是筆者為所教授班級的物理學(xué)科學(xué)困生準備的“道具”，這一環(huán)節(jié)筆者認為是發(fā)揮主觀能動性的方式之一，有利于推動BOPPPS小組互助學(xué)習(xí)，讓盡可能多的學(xué)生積極融入小組探究學(xué)習(xí)中.

2.2?環(huán)節(jié)一：引入——創(chuàng)設(shè)問題情景，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和探究欲望

實驗探究課，如果直接告訴學(xué)生實驗?zāi)康?，學(xué)生只能被動接受，而他們沒有真正明白為什么要探究這個實驗.用包裝一樣的乒乓球和小鐵球小實驗（如圖3所示）引入，并讓學(xué)生代表參與演示，引導(dǎo)學(xué)生思考隱藏在實驗現(xiàn)象背后的物理規(guī)律，通過小組討論形成有價值的問題.

2.3?環(huán)節(jié)二：目標展示——多元化的評價標準，尊重個性，促進全體學(xué)習(xí)

筆者在目標展示環(huán)節(jié)，強調(diào)重點關(guān)注以下三個方面的評價：盡可能尊重學(xué)生個性，讓其非智力因素在新知識的學(xué)習(xí)中起促進作用，從而確定建立信心的切入點;更要注重培養(yǎng)學(xué)生實驗探究的能力和素養(yǎng)，讓其體會發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，收獲知識和能力的樂趣，最終實現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)和全體互動學(xué)習(xí)相融合.

評價方式1：關(guān)注認知構(gòu)建——發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的方法和策略.

在實驗探究中發(fā)現(xiàn)問題并解決問題是形成物理概念和規(guī)律的必要途徑，也是提升學(xué)生思維和能力的必要環(huán)節(jié)，利用好小組學(xué)習(xí)，對學(xué)生觀察能力的培養(yǎng)、思想品德的形成、思維的發(fā)展和分析問題、解決問題能力的培養(yǎng)有著重要的意義.在此環(huán)節(jié)，教師適當(dāng)引導(dǎo)，學(xué)生合作交流，

評價方式2：關(guān)注核心素養(yǎng)提升——獲取并處理信息的能力.

學(xué)生通過小組合作學(xué)習(xí)討論，可以獲得很多信息，引導(dǎo)學(xué)生提出值得研究的問題，本評價方式意在以學(xué)生為主體，加強學(xué)生綜合方法的培養(yǎng)和訓(xùn)練，使學(xué)生養(yǎng)成多角度、全面看問題的習(xí)慣和思維品質(zhì).

評價方式3：關(guān)注思維的延伸——預(yù)設(shè)“沖突”，激勵探究欲望.

在常規(guī)的實驗教學(xué)中加入實驗探究環(huán)節(jié)，在教學(xué)中給學(xué)生設(shè)置一些認知“沖突”，讓學(xué)生產(chǎn)生質(zhì)疑，與已有的認知引起沖突，最后自查原因，在學(xué)生發(fā)現(xiàn)認知沖突，到解決沖突的過程中，學(xué)生不僅收獲知識，更是收獲了解決問題的能力.

2.4?環(huán)節(jié)三：前測——設(shè)置問題串突破學(xué)生思維障礙，推進小組合作學(xué)習(xí)

學(xué)生直接想出用小桶的重力近似替代合外力F有些困難，需要引導(dǎo)啟發(fā).這里可以設(shè)置一些由淺入深的問題與學(xué)生互動.

設(shè)置問題：重力、彈力和摩擦力，哪個力最方便測量？

大部分學(xué)生能回答：重力.

繼續(xù)追問，能用一個物體的重力作為外力F嗎？

學(xué)生回答：能.

繼續(xù)追問，怎么做？

學(xué)生知道小車與軌道之間有摩擦，但是利用小車重力分力來平衡摩擦力需要教師引導(dǎo).教師提問：我們測的是分力還是合力？

教師提問：小車受到牽引力外應(yīng)該還受到什么力？

學(xué)生會回答：摩擦力.

教師提問：摩擦力怎樣測？我們能否不用測，利用裝置自身的條件？

（將小車的軌道傾斜，提示學(xué)生）

小車傾斜之后，對小車進行受力分析，引導(dǎo)學(xué)生怎樣平衡摩擦力.

2.5?環(huán)節(jié)四：合作學(xué)習(xí)——設(shè)置認知沖突，引導(dǎo)互助探究

筆者根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況和動手能力，將班級學(xué)生分為四組，編制A，B，C和D組，并在學(xué)生不知情的前提下，提前將每組的實驗器材設(shè)置不同（如圖4）.

（1）保持小車質(zhì)量不變，研究力與加速度間的關(guān)系（A，B組）.

A組：保證小桶質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量.

B組：小桶質(zhì)量沒有遠小于小車質(zhì)量.

（2）保持合外力不變，研究力與質(zhì)量間的關(guān)系（C，D組）.

C組：小桶質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量.

D組：小桶質(zhì)量沒有遠小于小車質(zhì)量.

教學(xué)中欲將四組實驗的結(jié)果一起呈現(xiàn)，讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)結(jié)果有何不同，規(guī)律為什么會不同？

學(xué)生分小組討論，大部分學(xué)生在討論的過程中會發(fā)現(xiàn)老師設(shè)置的實驗差異——部分器材不同.通過這樣的環(huán)節(jié)能直接給學(xué)生視覺沖擊，引導(dǎo)學(xué)生要善于發(fā)現(xiàn)問題，同時在問題解決中深化和拓展思維.

2.6?課堂檢測——“答辯”式反饋，提升思辨能力

優(yōu)化的BOPPPS教學(xué)模式中的“答辯”式總結(jié)環(huán)節(jié)，遵循問題、證據(jù)、交流、答辯的順序，師生一起突破知識難點.

2.6.1?觀察結(jié)果，發(fā)現(xiàn)問題

四組實驗結(jié)果呈現(xiàn)，如圖5所示.

四個小組學(xué)生按照正確的實驗步驟進行實驗，各組會得到類似圖5所示的實驗規(guī)律.該環(huán)節(jié)中，筆者將四組實驗的結(jié)果一起呈現(xiàn)，讓學(xué)生思考結(jié)果有什么不同？結(jié)果背后蘊含著怎樣的規(guī)律？

先討論AB組為什么不同？給予小組充分的討論和檢查實驗器材的時間，根據(jù)課堂經(jīng)驗，細心的學(xué)生會發(fā)現(xiàn)背后的“玄機”在于小桶中質(zhì)量組合.

2.6.2?問題引導(dǎo)，剖析原因

物理概念和規(guī)律的形成是個復(fù)雜的過程，筆者認為構(gòu)建合理的教學(xué)模式能轉(zhuǎn)變學(xué)生的認知，通過由現(xiàn)象引發(fā)問題創(chuàng)設(shè)，能啟發(fā)學(xué)生思考，要比直接告訴學(xué)生結(jié)果更能促進科學(xué)思維的形成.

思考以下需要“答辯”的問題，尋找原因：

①小桶受到的重力與受到繩子的拉力相同嗎？

②什么情況下小桶的拉力等于重力？

③什么情況下不等呢？

④小桶向哪個方向運動？

⑤實際情況，重力大，還是拉力大？

⑥什么情況下小桶受到的重力近似等于繩子的拉力？

2.6.3?小組“答辯”，教師點撥，形成結(jié)論

通過小組討論交流，并通過抽簽的形式，由小組代表回答老師的問題，在問題逐一被解決的過程中，形成結(jié)論：在此實驗中，如果以小車為對象，研究加速度與質(zhì)量、力的關(guān)系時，需要小桶的重力充當(dāng)小車的合外力，故小桶的質(zhì)量要遠小于小車的質(zhì)量.

這一環(huán)節(jié)通過小組“答辯”式的師生互動學(xué)習(xí)，不僅能落實知識目標，更能充分調(diào)動學(xué)生的積極性，激發(fā)探索的愿望.學(xué)生能仔細觀察，縝密地查找原因，當(dāng)學(xué)生知道原因后，收獲的不僅是學(xué)科知識，還有學(xué)科的實驗精神和能力.

2.6.4?反饋落實，學(xué)會遷移

當(dāng)學(xué)生知道A、B組實驗結(jié)果呈現(xiàn)規(guī)律不同的原因時，讓學(xué)生再判斷C、D組實驗結(jié)果哪個比較符合實驗要求，哪個誤差大？這一環(huán)節(jié)主要是反饋落實對之前討論的關(guān)鍵問題的理解情況，并引導(dǎo)其學(xué)會遷移，進一步深化對問題的認識.

3?尊重學(xué)生個性，從核心素養(yǎng)培養(yǎng)角度構(gòu)建“以學(xué)生發(fā)展為本”的評價機制

筆者認為，評價應(yīng)以促進學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的提升和學(xué)習(xí)能力的提高為目的，建立合適的評價機制盡可能且全面評價每一位學(xué)生.故在該優(yōu)化模式課堂實踐后，筆者通常采用以下三種方式檢測學(xué)習(xí)效果和客觀地評價學(xué)生的收獲.

3.1?評價方式1——過程性評價量表的實施

過程性評價應(yīng)以促進學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的提升為目的，圍繞“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”等物理學(xué)科核心素養(yǎng)，筆者設(shè)置相應(yīng)的評價量表，讓學(xué)生開展自我評價和相互評價，充分了解自己的優(yōu)勢和弱勢.

3.2?評價方式2——個性化作業(yè)

針對作業(yè)反饋模式，應(yīng)尊重學(xué)生個性，不能停留在盲目刷題上，允許他們選擇自己喜歡的方式來反饋學(xué)習(xí)情況，作業(yè)的形式可以是撰寫小論文、研究報告或者自制教具或?qū)W具，圖6為某一物理學(xué)困生針對該實驗課的作業(yè)展示，從圖中可以看出，孩子完成作業(yè)的心態(tài)是積極的.

3.3?評價方式3——追蹤問卷

筆者通過對問卷調(diào)查篩查出來的學(xué)困生進行為期2個月的持續(xù)追蹤，每周一次進行問卷調(diào)查.問卷的題目主要涉及通過基于BOPPPS優(yōu)化模式的實驗課堂的實施，對物理信心的逐步建立、克服困難的勇氣、掌握物理學(xué)習(xí)策略等方面的促進情況進行調(diào)研，具體結(jié)果如圖7所示.

從圖7中可以看出，學(xué)困生的成績也在不斷地提升，主動性、積極性得到明顯改善.

4?結(jié)論與展望

基于BOPPPS教學(xué)優(yōu)化模式的課堂實踐，有以下幾點收獲.

（1）學(xué)生在多元化評價標準的引領(lǐng)下收集同伴們不同的觀點，開闊了思維和見識，同時學(xué)會有效溝通，加強了團隊意識.

（2）探究式實驗教學(xué)中，學(xué)生體驗解決問題過程中的樂趣，體驗探究過程中的艱辛與喜悅.

（3）尊重學(xué)生個性，允許他們選擇能展現(xiàn)自己興趣或優(yōu)勢的學(xué)習(xí)方式進行學(xué)習(xí)，發(fā)揮其主觀能動性.

總之，基于BOPPPS教學(xué)優(yōu)化模式的實驗課堂實踐，課堂設(shè)計從學(xué)生新獲得的知識入手，以學(xué)生的興趣為主線，用基于核心素養(yǎng)核心要素及團隊合作為支撐，在教師恰當(dāng)?shù)狞c撥下，學(xué)生一步步經(jīng)歷了從簡單到復(fù)雜的問題解決過程，逐步樹立信心，并發(fā)展相應(yīng)的物理學(xué)科核心素養(yǎng).

參考文獻：

[1]李鈞.優(yōu)化物理教學(xué)過程培育學(xué)科核心素養(yǎng)[J].物理教學(xué)，2018（07）：45-46.

[2]鄭宇晴，朱靈坤.基于BOPPPS教學(xué)模式的“大氣壓強”教學(xué)設(shè)計?[J].物理教師，2019（01）：7-11.

[3]顧雅彥.BOPPPS模式在新授課教學(xué)中的實踐應(yīng)用[J].物理教學(xué)，2019（02）：7-10+47.

[4]郭玉英.從三維課程目標到物理核心素養(yǎng)[J].物理教學(xué)，2017（11）：2-4+8

[5]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準[M].北京：人民教育出版社，2018.

（收稿日期：2019-11-19）