基于BOPPPS教學模式的“電能 電功”教學設計

摘 要：為了有效達成教學目標并合理搭建教學框架，本文在初中物理課堂中引入了BOPPPS教學模式，并以“電能 電功”一節(jié)為例，進行了精心的教學設計。這一設計旨在構(gòu)建一個完整的課堂結(jié)構(gòu)，通過引導學生進行參與式學習，顯著提升學生在課堂上的參與度。同時，本文提出教師應注重及時且有效地收集學生的學習反饋信息，以此促進課堂教學效率的提升，并助力實現(xiàn)“電能 電功”教學的多元化目標。

關鍵詞：BOPPPS；教學模式；電能；電功

《義務教育物理課程標準（2022年版）》（以下簡稱《課程標準》）在教學實施建議中指出：教師應領會物理學科邏輯，既要明確各部分內(nèi)容在物理學科體系中的地位、價值和彼此間的聯(lián)系，又要了解相關知識內(nèi)容的發(fā)展脈絡，防止教學碎片化、孤立化，努力讓學生的學習內(nèi)容結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化。同時，教師應了解學生的知識基礎、能力水平、學習動機和情感態(tài)度等，兼顧不同層次、不同類型的學生，因材施教，關注學生的個性化發(fā)展。［1］

教師在初中物理課堂中引入BOPPPS教學模式，可以使學生在課堂上保持高度的注意力和參與度，改善學生對物理知識的感知和想象能力，提升學生的思維和實踐能力，建立和諧活躍的課堂氛圍，使得學生在課堂上愉快地汲取理論知識，并會在課后將所學知識應用到生活中去。

1 BOPPPS教學模式

BOPPPS教學模式是一種以參與式學習為核心的教學模式。由于其效果顯著、可操作性強，該理論引入國內(nèi)后，在大學、中學、小學，尤其是微課堂教學中受到關注和重視。［2］學習金字塔理論指出，學生只有參與到學習中，才能有較大的學習效果。［3］腦科學應用專家約翰·梅迪納（John Medina）通過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，一堂課中人的注意力一般只能維持10分鐘左右，學生在課堂教學的中間20分鐘會普遍出現(xiàn)注意力低下的問題。由此，BOPPPS教學模式將課堂教學分為多個教學小單元，且要求小單元內(nèi)部以及小單元整體組成的課堂都要具有“起承轉(zhuǎn)合”的功能。具體來講，該模式主要將課堂分為導入（Bridge-in）、目標展示（Objective）、前測（Pre-assessment）、參與式學習（Participatory Learning）、后測（Post-assessment）、總結(jié)（Summary）6個模塊，簡稱BOPPPS。［4］各模塊的主要任務及注意事項如表1所示。

2 基于BOPPPS教學模式的“電能 電功”教學設計

在“電能 電功”這一節(jié)中應用BOPPPS模塊化教學時，首先通過前測來準確把握學生的前知識水平，進而有針對性地開展教學活動。在教學過程中，教師應融入多個需要學生參與的活動，鼓勵學生自主參與探究，使學習過程更加順暢且富有趣味性。同時，教師也要注重將理論知識與日常生活緊密聯(lián)系起來，以貼近學生的實際經(jīng)驗，從而有效提升學生的課堂投入度，并成功實現(xiàn)教學目標的高效達成。

2.1 教學準備

教材分析：本節(jié)課選自人教版物理九年級全一冊第十八章第1節(jié)“電能 電功”，在學生學習了電學的基本知識和歐姆定律后，進一步從能量的角度深化學生對電的認識?！墩n程標準》建議，讓學生學讀家用電能表，根據(jù)讀數(shù)計算用電量，并能理解電流做功的過程中能量轉(zhuǎn)化的情況。［5］

學情分析：學生已學過電學的基本概念，并且理解了串、并聯(lián)電路的特點和歐姆定律的相關內(nèi)容，這對本節(jié)課的學習及邏輯分析有很大幫助。

2.2 BOPPPS教學過程設計

2.2.1 前測

在課堂教學中，為了及時把握學情，以便后續(xù)教學能夠更有針對性地進行，筆者將前測問題設置為課堂的首要環(huán)節(jié)。依據(jù)布魯納的“發(fā)現(xiàn)學習”理論，我們希望在教師的精心指導下，學生能夠像科學家探索未知那樣，通過自我探索和學習，主動“發(fā)現(xiàn)”事物變化的因果關系及內(nèi)在聯(lián)系，從而自主構(gòu)建概念，掌握原理。［6］因此，前測環(huán)節(jié)的設計旨在順應學生的思維模式，鼓勵他們在探索過程中自己尋找問題的答案。

本節(jié)課的前測問題：

1. 風扇是將""" 能轉(zhuǎn)化為""" 能。

2. 風力發(fā)電機是將""" 能轉(zhuǎn)化為""" 能。

3. 判斷題：電能就是電功，電功就是電能。（" ）

學生在平板端提交答案，從提交作答時間來看，本環(huán)節(jié)用時約1分鐘。根據(jù)答題結(jié)果發(fā)現(xiàn)，雖然學生在第十四章中學習過能量的轉(zhuǎn)化和守恒，但全班50人中依然有20%的學生不夠了解電源和用電器的能量轉(zhuǎn)化，僅有26%的學生了解電功和電能之間的關系。因此，在電功概念的建構(gòu)教學中，教師要從學生的實際情況出發(fā)，建立一個易懂且明確的認知過程。

2.2.2 導入

在導入環(huán)節(jié)，筆者播放了一段視頻，展示了自己一天中所使用的用電器的工作情況，讓學生找出視頻中有哪些常見的用電器，并思考它們是如何工作的。

學生迅速找到了電燈、電腦、熱水壺、音箱等用電器，通過搶答的方式解決了小問題，并對用電器工作過程中是將電能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能量有了基本的了解。

本環(huán)節(jié)通過播放筆者日常生活中用電的情況，引發(fā)學生的興趣和關注，同時運用問題串的形式引導學生思考，用頭腦風暴的形式迅速抓住了學生的注意力，為后面的學習奠定了良好的基礎。

2.2.3 目標展示

2.2.4 參與式學習

【任務1 電能的來源】

教師提出問題：電能來自哪里呢？大家利用老師提供的器材，看看電是如何產(chǎn)生的。（見圖1）

學生活動1：學生分為小組，動手實驗后交流討論，展示并匯報小燈泡如何發(fā)光、風扇如何轉(zhuǎn)起來。通過展示和交流，學生分析并歸納出電能是從其他形式的能量轉(zhuǎn)化來的。

教師進一步提問：在所有得到電能的方式中，我國哪種獲得電能的方式是最突出的呢？

學生：水力發(fā)電。

教師展示我國水力發(fā)電的成就，激發(fā)學生的民族自豪感。

設計意圖：本環(huán)節(jié)通過學生親自動手操作，使學生理解電能的來源，同時滲透愛國主義教育。

【任務2 電能的計量】

學生活動2：教師引導學生觀察手中的電能表，并對照課本了解各種參數(shù)的含義。

通過觀察教師展示的電費單圖片，學生能理解一個月內(nèi)用電器的用電量以及電費的計算方式。

教師提問：我們現(xiàn)在將電吹風接入家庭照明電路演示板（見圖2），讓它工作一段時間，觀察一下電能表的示數(shù)，變化了嗎？

學生很詫異，發(fā)現(xiàn)電能表并沒有示數(shù)的變化。讓學生思考并討論怎樣測量微小的用電量。學生通過討論會想到，可以利用剛才學習到的電能表的參數(shù)3200r/（kW·h）。但是這個參數(shù)的含義比較抽象，筆者讓一個小組派代表來扮演“鋁盤”并進行說明。

學生活動3：一名學生扮演“鋁盤”轉(zhuǎn)動，一名學生扮演電能表的表盤并解釋電能表表盤數(shù)字增加1kW·h的含義。

師生共同評價學生的角色扮演，并計算電吹風工作過程中“鋁盤”轉(zhuǎn)動了10圈時消耗的電能數(shù)值。

教師進一步提問：如果老師想知道電視機待機24小時所消耗的電能，大家想想用以上辦法能做到嗎？

學生：不能，時間太久，不方便計數(shù)“鋁盤”轉(zhuǎn)動的圈數(shù)。

教師：現(xiàn)在生活中還出現(xiàn)了計量式插座，只要將用電器插入插座中，就可以測量該用電器在一段時間內(nèi)消耗的電能，老師利用這個計量式插座測了一下電視機待機24小時的耗電量，大約為0.1kW·h，日積月累，這個數(shù)值就會非常大了，所以生活中我們要節(jié)約用電。大家請看視頻“一度電能做什么”。

設計意圖：教師通過設置關卡，實現(xiàn)了教學內(nèi)容的層層遞進，旨在培養(yǎng)學生的科學態(tài)度與責任感。本環(huán)節(jié)精心編排，從基礎的用數(shù)值差來計算電費出發(fā)，逐步過渡到更為復雜的微小用電量的計算方法，在教學過程中合理設置難度梯度，穩(wěn)步推進，使學生在體驗成功喜悅的同時，鞏固了所學知識，這一過程完全符合學生的認知發(fā)展規(guī)律。此外，本環(huán)節(jié)還融入了對新型計量式插座的介紹，該插座能直接顯示用電器消耗的電能，這不僅拓寬了學生的視野，還自然地引出了節(jié)約用電的重要性，從而更有效地將核心素養(yǎng)教育融入到概念教學之中，促進學生全面發(fā)展。

【任務3 電功的概念】

皮亞杰的認知發(fā)展理論指出，中小學生的思維發(fā)展特征在于邏輯思維的迅速成長。

在這一過程中，實現(xiàn)從具象思維向抽象思維的轉(zhuǎn)變尤為關鍵，且在很大程度上得益于真實情境的創(chuàng)設與適當?shù)囊龑?。鑒于在前測環(huán)節(jié)中，學生對電功概念的理解普遍存在困難，因此，在構(gòu)建電功概念時，我們應當從學生熟悉或已知的生活場景出發(fā)，以具體情境為切入點，從而激發(fā)學生的思考興趣，并幫助他們更好地理解和掌握電功的含義。

教師演示并提出問題：用手推動小火車，火車運動起來，是什么對火車做了功？

學生：是手的推力。

接著教師打開電動火車的開關，學生看到火車自己運動了起來。引導學生思考關鍵性問題：是什么對火車做了功？

教師舉例：家庭電路中，一盞燈和一臺空調(diào)工作相同的時間，哪一個消耗的電能多？引導學生猜想影響電功大小的因素。

學生活動4：探究電功大小與電壓的關系，并完成數(shù)據(jù)記錄。

小組分工合作：將L₁（2.5V 0.3A）和L₂（3.8V 0.3A）兩只小燈泡串聯(lián)在電路中，分別在每只小燈泡的兩端并聯(lián)上一只電壓表，閉合開關，觀察燈的亮度，實驗電路如圖3所示，同時在表中記錄電壓表的示數(shù)（見表3）。

現(xiàn)象：較亮燈兩端的電壓是1.7V，較暗燈兩端的電壓是0.6V。

分析歸納：通電時間相同，電流相同時，電功大小與電壓有關，用電器兩端的電壓越大，通過用電器的電流做功越多。

學生活動5：探究電功大小與電流的關系，并完成數(shù)據(jù)記錄。

小組分工合作：將L₁（2.5V 0.3A）和L₂（3.8 V 0.3 A）兩只小燈泡并聯(lián)在電路中，分別在每只小燈泡所在支路上串聯(lián)一只電流表，閉合開關，觀察燈的亮度，實驗電路如圖4所示，同時在表中記錄電流表的示數(shù)（見表4）。

現(xiàn)象：通過較亮燈的電流是0.24 A，通過較暗燈的電流是0.18 A。

分析歸納：通電時間相同，電壓相同時，電功大小與電流有關，通過用電器的電流越大，其做功越多。

學生活動6：對照課本，利用W＝UIt進行電流做功的簡單計算。

設計意圖：該活動旨在通過理論聯(lián)系實際的教學方法，增強學生的科學探究能力。在本環(huán)節(jié)中，電功概念的構(gòu)建成了教學的一大難點，因為學生常將電能與電功混淆。盡管課本未明確要求學生深入探究電功公式的由來，但是學生對如何得出公式的不理解，仍可能引發(fā)困惑。為此，教師可首先借助生活中的實例，引導學生猜測電功的大小可能受哪些因素影響，然后指導學生設計實驗電路，開展探究性實驗。鑒于學生尚未學習電功率的相關知識，教師可引導學生初步判斷：在相同條件下，發(fā)光更亮的燈泡所消耗的電能可能更多，即電流通過該燈泡所做的功更多。這樣的教學方式有助于學生從直觀感受出發(fā)，逐步深入理解電功的概念。

【任務4 電功與電能】

生活中，給手機充電后，電能轉(zhuǎn)化成了化學能并儲存起來。教師給學生展示手機電池參數(shù)圖片，手機電池的容量單位既不是焦耳（J），也不是千瓦時（kW·h），而是mA·h。

學生活動7：小組討論mA·h的含義，并分組匯報，然后運用公式W＝UIt計算該電池充滿電時儲存的電能。

設計意圖：學以致用，提升學生的科學思維能力。

2.2.5 后測

教師選擇有針對性的題目，了解學生對所學內(nèi)容的掌握情況，檢查學習目標是否達成，同時測試結(jié)果也為后續(xù)教學設計的改進提供參考。

例1：關于電功，下列說法不正確的是（" ）。

A. 電能的單位與電功的單位不同

B. 用電器消耗的電能越多，表示電流做的功越多

C. 用電器消耗多少電能，表示電流就做多少功

D. 電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程，也就是電流做功的過程

例2：電能表在電路中測量的物理量是（" ）。

A. 電流"""" B. 電壓

C. 電阻D. 用電器消耗的電能

例3：一只手電筒的燈泡正常工作時兩端電壓是3V，通過的電流是0.3A，則該手電筒通電60s，電流做功是多少？

這三道題目分別考查學生對電功的理解、電能表的作用以及電功的計算。此外，教師通過將例1的測試結(jié)果與前測問題結(jié)果相互對比，就可以清楚地了解學生是否已經(jīng)理解了電能和電功的區(qū)別。

2.2.6 總結(jié)

回顧本節(jié)課的內(nèi)容，引導學生自主總結(jié)；教師完善板書，展示本節(jié)課的知識結(jié)構(gòu)圖（見圖5）。

學生活動8：①記下自己家電能表今天的讀數(shù)和一周后的數(shù)值，算算自己家一個月大約用多少電費。②做一張有關節(jié)約用電的手抄報。

在這一環(huán)節(jié)中，教師引導學生對本節(jié)課的內(nèi)容進行小結(jié)，并重點梳理關鍵知識點，以促進學生對所學內(nèi)容的系統(tǒng)性掌握。為了幫助學生構(gòu)建清晰的知識網(wǎng)絡，教師在實際教學中可以靈活采用思維導圖、邏輯圖等可視化工具進行知識梳理。課堂總結(jié)不僅起到了承前啟后的作用，回顧了本節(jié)課的要點，還能為下節(jié)課的內(nèi)容及所需的準備工作提供預告，幫助學生做好學習銜接。

3 結(jié)語

教師通過BOPPPS教學模式來設計教學活動，能夠幫助學生深入了解電能和電功的概念，激發(fā)他們進行科學探究的興趣。教師可運用思維導圖等工具，幫助學生構(gòu)建系統(tǒng)的知識網(wǎng)絡，使復雜的概念清晰易懂。課堂總結(jié)不僅能鞏固本節(jié)課的學習成果，還能為后續(xù)學習埋下伏筆，激發(fā)學生對物理學科持續(xù)探索的興趣和熱情。

參考文獻

［1］［5］中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準（2022年版）［M］.北京：北京師范大學出版社，2022：42，24.

［2］馮思宇.BOPPPS教學模式下的高效課堂教學設計——以“密度”為例［J］.物理教師，2021，42（8）：48-50，54.

［3］梅宇航，陸建隆.基于BOPPPS教學模式的高效課堂教學設計——以“伽利略對自由落體運動的研究”為例［J］.物理教師，2019，40（10）：2-4，23.

［4］鄭宇晴，朱靈坤，張軼炳.基于BOPPPS教學模式的“大氣壓強”教學設計［J］.物理教師，2019，40（1）：7-11.

［6］王美嵐，王琳.布魯納的發(fā)現(xiàn)學習及其啟示［J］.當代教育科學，2005（21）：42，45.