BOPPPS教學(xué)模式在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用研究

鄭橋橋?梅孝安?李盈?賀世榮

摘 要｜BOPPPS是一種以學(xué)生為中心、教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向的模塊化教學(xué)模式，在自由落體運(yùn)動(dòng)的教學(xué)中應(yīng)用BOPPPS教學(xué)模式，可以通過探究活動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)過程，提高學(xué)生課堂參與度，促進(jìn)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。同時(shí)，以具體明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)為導(dǎo)向，讓學(xué)生有針對性地參與課堂，從而提高教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞｜BOPPPS教學(xué)模式；自由落體運(yùn)動(dòng)；核心素養(yǎng)

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1 引言

隨著教育改革的不斷深入，高中物理教學(xué)面臨著新的挑戰(zhàn)和要求。如何提高學(xué)生的主動(dòng)性和參與度，促進(jìn)師生互動(dòng)和合作學(xué)習(xí)，增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，提高教學(xué)質(zhì)量和效果，是高中物理教學(xué)需要解決的重要問題。在傳統(tǒng)的以教師為中心的課堂中，教學(xué)多以教師的講和學(xué)生的聽為主，課堂缺少教學(xué)活動(dòng)，學(xué)生的課堂參與度低，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣也不高。這顯然不利于學(xué)生科學(xué)探究和科學(xué)思維能力的發(fā)展。隨著2017年普通高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)的提出，物理教學(xué)目標(biāo)的劃分變得更加細(xì)致，尤其是科學(xué)思維和科學(xué)探究成了課堂教學(xué)的重點(diǎn)目標(biāo)。而傳統(tǒng)的以教師為中心的教學(xué)模式顯然不利于核心素養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成［1］。因此，要促進(jìn)核心素養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成就要將以教師為中心的課堂模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心。將BOPPPS模式運(yùn)用于物理教學(xué)中就是一種行之有效的方式。BOPPPS是一種以學(xué)生為中心、教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向的模塊化教學(xué)模式［4］，該模式的優(yōu)點(diǎn)在于：一方面，BOPPPS以學(xué)生為中心的參與式學(xué)習(xí)能夠有效提高學(xué)生的課堂參與度，并在活動(dòng)中促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成；另一方面，BOPPPS注重以教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向，讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)的目標(biāo)并有針對性地參與教學(xué)活動(dòng)，從而促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)的有效達(dá)成［3］。

2 BOPPPS教學(xué)模式簡介

BOPPPS是一種起源于加拿大教師技能培訓(xùn)項(xiàng)目的教學(xué)模式。該模式的特點(diǎn)是以學(xué)生為中心設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，以教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)，并根據(jù)教育學(xué)中的認(rèn)知理論將教學(xué)過程分為6個(gè)環(huán)節(jié)：導(dǎo)入（bridge-in）、目標(biāo)（objective）、前測（pre-assessment）、參與式學(xué)習(xí)（participatory）、后測（post-assessment）、總結(jié)（summary），簡稱為BOPPPS模式［5］。這些環(huán)節(jié)相互銜接、層層遞進(jìn)，共同構(gòu)成了一個(gè)完整的學(xué)習(xí)閉環(huán)。BOPPPS模式的核心理念主要包括兩個(gè)方面：第一，強(qiáng)調(diào)學(xué)生要全方位參與教學(xué)過程，鼓勵(lì)他們從被動(dòng)接受轉(zhuǎn)向主動(dòng)探索，通過互動(dòng)和實(shí)踐深化理解，而不僅限于被動(dòng)地聽講；第二，教師應(yīng)及時(shí)收集并關(guān)注學(xué)生的反饋信息，以便靈活地調(diào)整教學(xué)策略，以適應(yīng)學(xué)生的個(gè)體差異和學(xué)習(xí)需求［6］。為了更好地實(shí)施BOPPPS模式，教師可以參考表1所示的各環(huán)節(jié)功能與應(yīng)用策略，結(jié)合具體的學(xué)科內(nèi)容和教學(xué)環(huán)境進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)和創(chuàng)新實(shí)踐［7］。

3 教學(xué)案例

3.1 導(dǎo)入

【教師活動(dòng)】趣味演示：教師將一個(gè)籃球和一個(gè)網(wǎng)球從同一高度釋放，讓學(xué)生猜測哪個(gè)會(huì)先落地。

【學(xué)生活動(dòng)】大多數(shù)學(xué)生會(huì)認(rèn)為是籃球先落地，但現(xiàn)象是兩者幾乎同時(shí)落地。

設(shè)計(jì)意圖：通過與學(xué)生認(rèn)知相沖突的情景激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、集中學(xué)生的注意力。

3.2 目標(biāo)

【教師活動(dòng)】PPT展示教學(xué)目標(biāo)并要求學(xué)生朗誦。

（1）物理觀念：掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)及其條件。

（2）科學(xué)思維：在探究實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)邏輯思維與抽象思維能力。

（3）科學(xué)探究：通過探究實(shí)驗(yàn)得出影響物體下落快慢的因素以及物體下落快慢的本質(zhì)。

（4）科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過探究實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，結(jié)合物理學(xué)史學(xué)習(xí)科學(xué)家的優(yōu)秀品質(zhì)與精神。

設(shè)計(jì)意圖：通過具體明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)的方向。

3.3 前測

結(jié)合引入部分的活動(dòng)了解學(xué)生對輕重物體下落快慢的認(rèn)識(shí)。在之前的活動(dòng)中，學(xué)生認(rèn)為籃球先落地的原因是因?yàn)榛@球的質(zhì)量和體積都比較大。而這也是因?yàn)閷W(xué)生存在重的物體下落快的錯(cuò)誤觀念。

設(shè)計(jì)意圖：了解學(xué)生對輕重物體下落快慢的認(rèn)知，為后續(xù)教學(xué)活動(dòng)提供參考。

3.4 參與式學(xué)習(xí)

任務(wù)一：破重的物體下落快的原認(rèn)知

【學(xué)生活動(dòng)】實(shí)驗(yàn)1：將等大的硬紙板與紙片從同一高度釋放，觀察兩者的下落情況。

現(xiàn)象：重的硬紙板先落地。

【學(xué)生活動(dòng)】實(shí)驗(yàn)2：將紙片揉成紙團(tuán)再將兩者從同一高度釋放，觀察下落情況。

現(xiàn)象：輕的紙團(tuán)先落地。

【教師活動(dòng)】結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：重的物體不一定下落得快。

任務(wù)二：探究影響物體下落快慢的因素

【學(xué)生活動(dòng)】實(shí)驗(yàn)3：將質(zhì)量相同的紙片與紙團(tuán)從同一高度釋放，觀察兩者下落情況。

現(xiàn)象：紙團(tuán)先落地。

【學(xué)生活動(dòng)】實(shí)驗(yàn)4：將兩塊質(zhì)量相同的硬紙板，一張平放一張側(cè)放，從同一高度釋放，觀察下落情況。

現(xiàn)象：側(cè)放的硬紙板先落地。

【教師活動(dòng)】引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)空氣阻力是影響物體下落快慢的主要因素。

任務(wù)三：立輕重物體下落同樣快的新知

【教師活動(dòng)】激發(fā)學(xué)生思考：如果沒有空氣阻力的影響物體下落的快慢會(huì)是怎樣的？

【學(xué)生活動(dòng)】實(shí)驗(yàn)5：在實(shí)驗(yàn)1的基礎(chǔ)上，在硬紙板與紙片的下方墊兩個(gè)等大的筆記本，讓下方的筆記本承受空氣阻力，減小空氣阻力對上面物體的影響，再重復(fù)實(shí)驗(yàn)觀察物體的下落情況。

現(xiàn)象：硬紙板與紙片同時(shí)落地。

【教師活動(dòng)】結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生做出猜想：如果沒有空氣阻力影響，輕重物體下落快慢是相同的。

【教師活動(dòng)】實(shí)驗(yàn)6：教師演示牛頓管實(shí)驗(yàn)［2］。為了便于學(xué)生觀察，在學(xué)生實(shí)驗(yàn)后用PPT自制動(dòng)畫演示羽毛和鐵片在真空和空氣中的下落情況。

現(xiàn)象：抽氣前鐵片比羽毛下落快；抽氣后羽毛和鐵片下落同樣快。

【教師活動(dòng)】引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：如果沒有空氣阻力的影響，所有物體下落的快慢是相同的。

任務(wù)四：歸納總結(jié)自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)

【教師活動(dòng)】播放NASA真空室中保齡球和羽毛的自由落體實(shí)驗(yàn)（同時(shí)落地）。提出問題：保齡球和羽毛的下落有什么特點(diǎn)？

【學(xué)生活動(dòng)】小組討論，得出結(jié)果：從靜止釋放且只受重力作用。

【教師活動(dòng)】結(jié)合學(xué)生討論的結(jié)果引導(dǎo)學(xué)生給自由落體運(yùn)動(dòng)下定義。并提出問題：現(xiàn)實(shí)生活中存在只受重力作用的物體嗎？引導(dǎo)學(xué)生思考后，說明自由落體運(yùn)動(dòng)是一種理想化的物理模型，并介紹物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的近似條件，既空氣對物體的下落運(yùn)動(dòng)影響較小時(shí)，物體的下落運(yùn)動(dòng)也能近似為自由落體運(yùn)動(dòng)。

任務(wù)五：通過辯論學(xué)習(xí)物理學(xué)史

【學(xué)生活動(dòng)】組織學(xué)生以小組為單位分別扮演伽利略和亞里士多德，展開有關(guān)兩者觀點(diǎn)的辯論。辯論的過程中雙方需要闡明各自的觀點(diǎn)、該觀點(diǎn)的依據(jù)和研究方法。辯論結(jié)束后，教師分別介紹亞里士多德與伽利略的貢獻(xiàn)和成就，并鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)他們的優(yōu)秀品質(zhì)和精神。

設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中打破舊知建構(gòu)新知，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力；讓學(xué)生在辯論中體悟伽利略的研究歷程，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。

任務(wù)六：探究自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度［9］

【教師活動(dòng)】提問：自由下落的物體做什么運(yùn)動(dòng)？其加速度是否變化？該如何測量自由下落物體的加速度？

【學(xué)生活動(dòng)】以小組為單位進(jìn)行討論。并初步得出結(jié)論：物體做加速運(yùn)動(dòng)，加速度可能變化，具體要通過實(shí)驗(yàn)來測量。

【教師活動(dòng)】收集學(xué)生的觀點(diǎn)并進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，最后提出問題：該如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自由下落物體的加速度？

【學(xué)生活動(dòng)】小組討論，教師適當(dāng)加以引導(dǎo)。得出方案：在紙帶的一端掛上重物，讓重物下落打出紙帶，最后通過紙帶計(jì)算得出物體的加速度。

【教師活動(dòng)】以實(shí)物展示的方式介紹實(shí)驗(yàn)器材，結(jié)合多媒體介紹實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)。

【學(xué)生活動(dòng)】兩人一組合作開展探究實(shí)驗(yàn)，教師在一旁加以適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。

【教師活動(dòng)】選取二至三條清晰的紙帶用教學(xué)展臺(tái)進(jìn)行展示并加以點(diǎn)評(píng)。

【學(xué)生活動(dòng)】畫v-t圖并通過斜率計(jì)算加速度。

【教師活動(dòng)】用展臺(tái)展示部分規(guī)范的作圖和部分有問題的v-t并請其他同學(xué)進(jìn)行糾正。最后提問：同學(xué)們計(jì)算出來的加速度有什么特點(diǎn)？通過這一特點(diǎn)你能得出怎樣的結(jié)論？

【學(xué)生活動(dòng)】小組討論，同學(xué)們討論發(fā)現(xiàn)計(jì)算出來的加速度都接近九點(diǎn)幾，所以自由下落物體的加速度可能是不變的。

【教師活動(dòng)】在學(xué)生討論的基礎(chǔ)上加以補(bǔ)充。自由落體加速度確實(shí)是不變的，且它叫作重力加速度g。介紹g的取值，以及g隨緯度和高度的變化而變化情況。

設(shè)計(jì)意圖：以問題鏈的形式引導(dǎo)學(xué)生層層深入，再以探究實(shí)驗(yàn)的形式培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作能力，最后結(jié)合探究結(jié)果在老師的引導(dǎo)獲得新知。

任務(wù)七：類比推導(dǎo)自由落體運(yùn)動(dòng)公式

【教師活動(dòng)】提問：既然自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度不變，那說明自由落體運(yùn)動(dòng)本質(zhì)上是什么運(yùn)動(dòng)？你能通過類比勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式得出自由落體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式嗎？

【學(xué)生活動(dòng)】小組討論，并上臺(tái)展示小組的推導(dǎo)結(jié)果。請其他組同學(xué)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，并進(jìn)行更改。

【教師活動(dòng)】對學(xué)生的推導(dǎo)結(jié)果進(jìn)行點(diǎn)評(píng)后，用多媒體展示具體推導(dǎo)過程以及推導(dǎo)結(jié)果。

設(shè)計(jì)意圖：以問題的形式引發(fā)學(xué)生思考，通過公式的類比培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

3.5 后測

以練習(xí)的形式考查學(xué)生對知識(shí)的掌握程度：

題目1（單選）：毽子由羽毛和銅錢組成，在下落時(shí)總是銅錢在下羽毛在上，對此分析正確的是（? ）。

A. 銅錢重，所以總是銅錢在下羽毛在上

B. 如果沒有空氣阻力，也總是出現(xiàn)銅錢在下羽毛在上的現(xiàn)象

C. 因?yàn)榭諝庾枇Φ拇嬖冢钥偸倾~錢在下羽毛在上

D. 毽子的自由下落是自由落體運(yùn)動(dòng)

題目2（多選）：下列關(guān)于重力加速度的說法正確的是（? ）。

A. 重力加速度g是標(biāo)量，只有大小，沒有方向，通常計(jì)算中g(shù)取9.8 m/s2

B. 在地球上不同的地方，g的大小不同，但它們相差不是很大

C. 在地球上同一地點(diǎn)同一高度，一切物體在自由落體運(yùn)動(dòng)中的加速度都相同

D. 在地球上的同一地方，離地面高度越大，重力加速度g越小

題目3（多選）：物體從離地面45 m高處做自由落體運(yùn)動(dòng)，則下列選項(xiàng)中正確的是（? ）。

A. 物體運(yùn)動(dòng)3 s后落地

B. 物體落地時(shí)的速度大小為20 m/s

C. 物體在落地前最后1s內(nèi)的位移為25 m

D. 物體在整個(gè)下落過程中的平均速度為20 m/s

設(shè)計(jì)意圖：通過三個(gè)選擇題從自由落體運(yùn)動(dòng)概念、加速度的理解以及自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律三個(gè)方面，綜合評(píng)估學(xué)生對本節(jié)課程內(nèi)容的掌握情況。

3.6 總結(jié)

以思維導(dǎo)圖（如圖1所示）的形式帶領(lǐng)學(xué)生總結(jié)本節(jié)所學(xué)內(nèi)容［10］。

課后作業(yè)：給本節(jié)內(nèi)容畫一幅思維導(dǎo)圖。

設(shè)計(jì)意圖：結(jié)合思維導(dǎo)圖培養(yǎng)學(xué)生的總結(jié)概括能力，幫助學(xué)生建立知識(shí)框架。

4 BOPPPS教學(xué)模式在高中物理教學(xué)中的優(yōu)點(diǎn)與不足

4.1 BOPPPS教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)

（1）以學(xué)生為中心，關(guān)注學(xué)生發(fā)展

BOPPPS教學(xué)模式與傳統(tǒng)的教師中心課堂相比，最大的特點(diǎn)就是以學(xué)生為中心。該模式更注重學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中的體驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)和合作探究來實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)，從而提高學(xué)生獨(dú)立思考的能力。教師不再是簡單的知識(shí)傳授者，而是學(xué)生知識(shí)構(gòu)建的引導(dǎo)者。

（2）以參與學(xué)習(xí)為主，提升學(xué)生體驗(yàn)

BOPPPS教學(xué)模式注重提高學(xué)生的課堂參與度，強(qiáng)調(diào)課堂的核心內(nèi)容應(yīng)該是學(xué)生活動(dòng)。教師應(yīng)該根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的特點(diǎn)設(shè)計(jì)合適的教學(xué)活動(dòng)，讓學(xué)生在活動(dòng)中建構(gòu)新知識(shí)，實(shí)現(xiàn)能力的提升。

（3）環(huán)節(jié)連貫，便于實(shí)施

BOPPPS教學(xué)模式的各個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)符合我國普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)對教學(xué)的要求，而且各個(gè)環(huán)節(jié)之間相互貫通，形成了一個(gè)閉環(huán)。這種教學(xué)模式的整體設(shè)計(jì)便于教師進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施，使得教學(xué)過程更加順暢和高效［8］。

4.2 BOPPPS教學(xué)模式的不足

（1）需要教師投入更多的時(shí)間和精力

BOPPPS教學(xué)模式需要教師根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況和課程內(nèi)容設(shè)計(jì)合適的教學(xué)活動(dòng)和評(píng)估方式，需要投入更多的時(shí)間和精力。

（2）需要學(xué)生適應(yīng)新的學(xué)習(xí)方式

該模式強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動(dòng)性和參與性需要學(xué)生適應(yīng)新的學(xué)習(xí)方式，積極參與課堂討論和活動(dòng)，這對于一些傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)習(xí)慣可能需要一定的調(diào)整。

（3）需要學(xué)校提供相應(yīng)的支持和資源

BOPPPS教學(xué)模式需要學(xué)校提供相應(yīng)的支持和資源如培訓(xùn)教師教學(xué)設(shè)備和場地等以確保其順利實(shí)施。

5 結(jié)語

總的來說，BOPPPS模式是一種符合新時(shí)代教學(xué)要求的新型教學(xué)模式。它以學(xué)生為中心，注重參與式學(xué)習(xí)，從而轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的教師中心課堂，更有利于培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。然而，每種教學(xué)模式都有其優(yōu)點(diǎn)和不足。因此，在應(yīng)用BOPPPS教學(xué)模式時(shí)，我們不能生搬硬套，而應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況和學(xué)科的特點(diǎn)靈活運(yùn)用，以達(dá)到更好的教學(xué)效果。

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The Application Research of BOPPPS Teaching Model in High School Physics Teaching

—A Case Study on “Free Fall Motion”

Zheng Qiaoqiao Mei Xiaoan Li Ying He Shirong

Hunan Institute of Science and Technology， Yueyang

Abstract： BOPPPS is a student-centered， goal-oriented modular teaching model. Applying the BOPPPS teaching model in the instruction of free fall motion can guide students to actively participate in the learning process through a series of investigative activities， thereby increasing classroom engagement and fostering the development of students core physics competencies. Concurrently， with clear and specific learning objectives as a guide， students can participate in the classroom in a targeted manner， thereby enhancing teaching effectiveness.

Key words： BOPPPS teaching model; Free fall motion; Core competencies