尹庆丰

(1. 常州市武进区教师发展中心,江苏 常州 213164; 2. 常州市武进区礼嘉中学,江苏 常州 213176)

当今学生身处全球信息化、智能化的时代背景之下,学生的思想和行为也随之产生了极大的变化,呈现出复杂化的趋势．很多课堂教学并不能很好地激发学生学习的好奇心,无法通过有效互动提高学生学习的参与度,最为根本的是,学生不知道课堂所学在生活中有什么实际应用．长期如此,将导致学生产生厌学情绪,从而降低学生学习的投入度,引发教师教学的“焦虑症”．

作为长期工作在高中物理教学第一线的教育工作者,笔者认为,要改变现状,提高课堂教学效果,关键是要实现教学模式的改革与创新．只有选择合适的教学模式,与时俱进,才能帮助学生消除学习中的负面情绪,使学生在课堂上保持高度的注意力和参与度,改善学生对高中物理知识的感知、想象、思维和实践能力,建立和谐活跃的课堂氛围,使得学生在课堂上愉快地汲取理论知识,并会在课后将所学知识应用于生活中去．

BOPPPS教学模式就是一种可以提高课堂教学效果、实现多元化教学目标的教学模式．它起源于北美,是近年来受到众多北美院校认可和推广的一种教学模式．它将课堂教学分为导言(Bridge-in)、目标(Objective/Outcome)、前测(Pre-assessment)、参与式学习(Participatory learning)、后测(Post-assessment)和总结(Summary)6个模块,将其英文首字母相连,简称BOPPPS教学模式．这种教学模式强调学生的全方位参与式学习,重视学生与教师、学生与学生之间的互动;强调教师及时获取学生的反馈信息,并对后续教学活动做出调整．

1 BOPPPS教学模式及其内涵

从教学心理学的角度来说,人的专注力只能持续10-15min,BOPPPS教学模式就是根据这样的认知理念提出来的一种教学模式．BOPPPS教学模式将课堂设计成6个模块,每个模块所用时间一般不超过15min,同时这些模块具有“起承转合”的作用,使得整节课分段而不零散,完整而又不会产生认知疲劳．

(1) 导言(Bridge-in)模块是已学内容和未学内容的承接,应该做到吸引学生的注意力,激发学生的学习兴趣,同时还能引发学生思考,帮助学生专注于即将学习的内容．因此,在这一部分,可以举一些生活实例,讲有趣的故事,或者提出挑战性的问题等等．

(2) 目标(Objectives/Outcome)模块应该具体明确,可以及时观察和衡量．这是教师在上课之前、甚至是制定BOPPPS教学设计之前就应该先明确的,包括通过课堂教学,学生在什么情况下、将学到什么、学到什么程度．只有目标明确了,才能有针对性的设计课堂教学内容,也才能进行有效的教学评估．教学目标对于教师来说,应该从掌握、理解、了解3个层次来表达,而对于学生来说,则应该从能够识记概念、判断正误、求解问题等方面来考察．

(3) 前测(Pre-assessment)模块是非常重要的,因为这样的测试不仅可以激发学生的兴趣和能力,帮助学生聚焦特定目标(即将学习的内容),还可以让教师快速而准确的了解学生是否需要复习先备知识,从而根据学生的水平调整课程内容的深度与进度．前测的形式可以多种多样,比如:提问、小测验、集体讨论、脑力激荡、个人或团体活动等等．

(4) 参与式学习(Participatory learning)模块是整个BOPPPS教学模式中最为核心的环节．参与式学习能够提高学生的参与度、体现学生的学习风格,促进学生展开团体活动加强合作,增强师生互动、生生互动,从而实现多元化的教学目标．之所以选择参与式学习,是根据不同教学方式产生的学习效果来决定的,如表1．

表1 不同教学方式产生的学习效果比较

由表1可以很明显地看出,学生参与度越高的教学方式,取得的学习效果也越好．可见,BOPPPS教学模式采用的“参与式学习”正是从提高课堂教学效果、实现最优教学目标的角度出发的．

参与式学习在具体实施时,可以通过小组讨论、案例教学、角色扮演、头脑风暴、辩论、笔记分享、情景模拟和实际操作等方式实现,教师在备课时,就应该结合课堂教学内容,选择合适的方式,善用互动教学技巧,达到最佳教学效果．

(5) 后测(Post-assessment)模块其实是教学评价的一种,它能够帮助了解学生的学习效果,判断是否达成既定的教学目标．后测模块相较前测模块花的时间要多一些、难度稍大一些,更接近测试,比如:对知识的理解评估,可以出选择题和简答题;对应用分析能力的评估,可以出特定情境分析;对技能传授的评估,可以是检核表或学生展示的形式;对态度价值的评估,可以通过态度量表、心得、日志等方式进行．将后测的结果量化,就可以对整体教学效果进行评价了．

(6) 总结(Summary)模块是课堂教学中必不可少的一环．总结课堂教学的内容,可以帮助学生整合学习、引导学生反思学习内容,总结还包括预告下次课程的教学内容,所以说,总结也是承上启下的一个环节．教师可以通过回顾学习目标、理顺知识要点难点、布置课后作业或课外阅读等方式进行总结,而学生也应该及时总结自己的学习收获、分享学习心得等．总结环节可以用师生大讨论的形式展开,不仅可以拉近师生的距离、促进师生交流,教师还可以借此机会大方的表扬和鼓励学生,激发学生学习的兴趣,从而提升学生学习的自信心和投入度．

2 BOPPPS教学模式应用案例

下面笔者就以高中物理课程中选修3-1“2.6导体的电阻”教学设计为例,说明BOPPPS教学模式在实际教学中的应用．

2.1 教学设计说明

(1) 教材分析.

本课时是普通高中物理课程标准实验教科书——人民教育出版社物理选修3-1第2章第6节,本节内容不是本章的重点内容,但它是电学中最基本的一个定律,是电学知识的基础．

在高中物理课程标准中,要求通过实验探究决定导体电阻的因素,知道电阻定律,用电阻定律进行有关的计算．

(2) 学情分析.

学生在初中已经学过电阻R与长度l、横截面积S和材料间的定性关系,又承接了前节欧姆定律的知识和电路设计、选择的相关知识,同时也掌握了控制变量法,这些都为电阻定律的学习打下了很好的基础．

授课班级是物理/生物组合,基础相对较好,具备一定的实验操作能力和分析问题的能力．

2.2 BOPPPS课堂教学设计

首先,笔者在备课时,按照表2进行了符合BOPPPS教学模式的课堂教学设计．这张表是BOPPPS教学模式的基本设计表,可以理顺教学者的思路,呈现课堂的整体框架．

表2 BOPPPS课堂教学设计表

续表

2.3 BOPPPS课堂教学实施

根据表2,进行详细的课堂设计,让内容更饱满,更注重细节,确保课堂“师生互动、生生互动”．经过反复演练,笔者认为实现学习目标是整个课程的核心价值,起到提纲挈领的作用,因此将学习目标放在课堂的第一环节．教师言简意赅地说明学习目标,这不仅可以让学生明确这节课的学习任务,掌握学习方向,有的放矢,还可以让学生更合理的安排自己的时间,提高学习效率．

(1) 学习目标.

教师: (a) 理解电阻的大小跟哪些因素有关,掌握电阻定律．

(b) 了解材料的电阻率的概念、物理意义及其与温度的关系．

学生: (a) 经历决定导体电阻因素的实验探究过程,体验运用控制变量法研究物理问题的思维方法．

(b) 通过分组实验,培养实验设计和实验操作的能力．

(c) 通过对实验数据的分析,提高科学分析、提炼实验结果的能力．

学习目标最终落实到情感态度和价值观中,就是希望学生通过讨论、操作等学习活动,培养他们实事求是的科学态度和敢于探索的科学精神;通过实验探究,体验成功的积极情感,进一步理解认识来源于实践;通过介绍超导现象,了解电阻率与温度有关,让学生强烈感受到物理就在我们的身边,激发学生学习物理的兴趣．

(2) 导言+前测.

实际授课时,将导言模块和前测模块相结合,这样更符合该节课的逻辑性,也更能适合学生的学习风格．

教师:上课前先给同学们看一样东西(滑动变阻器),我手里拿的是什么?

学生:滑动变阻器．

教师:你们知道它是如何改变接入电路中的电阻的吗?

学生:调节滑片,改变电阻丝的长度．

教师:回顾一下初中的时候探究过的导体的电阻与哪些因素有关呢?

学生:学生跃跃欲试,讨论得出导体的电阻与长度、横截面积、材料、温度等因素有关．

教师:导体的电阻与这些因素之间有怎样的定量关系呢?物理学是一门以实验为基础的自然科学,我们可以通过实验来探究．

通过该模块,引出本节课的研究对象:电阻．在学生已有知识经验和真实经历的基础上创设情境,提出问题,点明思考方向,引出课题．

而问题难度虽小,却可以引发全体学生积极参与思考,激发学习兴趣,起到预热的效果．

(3) 参与式学习.

教师:大家知道如何探究一个物理量和几个变量之间的关系吗?

学生:控制变量法．

(确立探究方法:控制变量法)

教师:那该如何控制变量呢?哪位同学来发表一下自己的见解?

学生:我认为可以分3步完成探究:

(1) 相同材料、相同横截面积,探究导体电阻R与长度l的关系;

(2) 相同长度、相同材料,探究导体电阻R与横截面积S的关系;

(3) 相同长度、相同横截面积,探究导体电阻R与材料的关系．

(确立探究方案: ① 相同材料、相同横截面积,探究导体电阻R与长度l的关系; ② 相同长度、相同材料,探究导体电阻R与横截面积S的关系; ③ 相同长度、相同横截面积,探究导体电阻R与材料的关系)

教师:下面这段时间,大家先相互交流,我给你的这些器材你可以探究方案中的哪一种?回答的时候希望你告诉别人你们小组有什么器材,你们小组认为可以探究方案中的哪一种,如何探究的,下面开始．

学生:认真观察桌面上的实验器材,回顾它们的作用,分组交流讨论,根据探究任务,确定本组探究目标,并详细制定操作步骤．

学生代表发言:

第1大组:我们器材有镍铬丝1根、电压表、电流表、电源、电键、滑动变阻器以及导线若干,我们认为可以探究方案1,分别量取不同长度的电阻丝,测出对应的电阻,研究两者之间的关系．

第2大组:我们器材与第1组相同,我们打算研究方案2,量取一定长度的电阻丝,测出对应的电阻,然后取相同长度的电阻丝两端对齐紧捆在一起,得到横截面积为原来两倍的电阻,测出对应的电阻,接着再取一段相同长度的电阻丝与刚才2根捆紧,得到横截面积为原来3倍……如此进行,多次测量,研究电阻与横截面积的关系．

第3大组:我们小组有镍铬丝1根,长1 m,直径0.5 mm;铁铬铝丝1根,长1 m,直径0.5 mm;数字多用电表1只．我们认为可以探究电阻与材料的关系．

教师:第1大组和第2大组如何设计测量电阻的电路图?

图1

学生:伏安法测电阻．采用电流表外接法,滑动变阻器采用分压式接法,如图1所示．

教师:让学生利用仿真物理实验室进行电路模拟连接．(可以调取某组学生的仿真电路,屏幕广播给每台机器,以便所有小组检查核对本组的模拟连线)

学生:在各自电脑进行模拟电路连接．

教师:让学生在电脑桌面找到名为“数据处理”的Excel文件,在文件中找到自己要探究的方案的数据表格,用来记录实验数据．

学生:双击打开,找到本组需要的表格．

教师:下面开始操作．(巡视各小组探究活动情况,并协助学生解决在探究过程中所碰到的问题)

学生:自行动手进行实验探究,通过交流合作,得出探究结果．

教师:小组交流探究成果．(电脑调取学生实验数据,让学生介绍实验数据,分享探究成果)

学生:学生代表发言:

第1大组:由数据得到的R-l图像是一条过原点的直线得出电阻与长度成正比．

第3大组:相同长度、相同横截面积的镍铬丝与铁铬铝丝电阻不同,可以得知导体的电阻与材料有关．

教师:得出结论,并书写板书．

k为比例系数,与材料有关,与长度、横截面积无关．l为长度,S为横截面积．

结论:同种材料的导体,其电阻R与它的长度l成正比,与它的横截面积S成反比,导体电阻与构成它的材料有关．

图2

举例说明:如图2所示导体,电流从左向右通过导体,导体电阻是多少?

教师:若电流自上而下通过导体呢?

教师:这个例子说明同一个导体介入电路的方式不同,它的电阻也不一样．

比例系数ρ与材料有关,与长度和横截面积都无关．大家观察一下,如果l、S一定的话,ρ越大,电阻越大,那么ρ反映了导体的什么特性呢?

学生:导电特性．

该模块本就强调“参与”,因此采用分组讨论、学生互动,既可以发挥学生的主体作用,又能培养组内成员合作意识．

而3个探究方案中,方案1和方案3的操作方法比较容易得出,但是方案2的操作方法,由于提供的电阻丝只有1根,要达到横截面积改变而长度不变的目的,学生需要经过反复讨论改进,小组间相互质疑,这种竞争意识可以激发学习的热情,挖掘个体学习的潜能,使学生在互补促进中共同提高．

(4) 后测.

通过有针对性的测评方式,检查学生的学习情况,了解学习效果,评价是否达到既定的教学目标．为了提高效率,以选择题的形式进行后测.

题1.关于电阻率的说法正确的是

(A) 电阻率ρ与导体的长度l和横截面积S有关.

(B) 电阻率表征了材料的导电能力的强弱,由导体的材料决定,且与温度有关.

(C) 电阻率大的导体,电阻一定很大.

(D) 有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,可用来制作电阻温度计.

(C) 100R. (D) 10000R.

题3.1只“220 V 100 W”的灯泡工作时电阻为484Ω,拿1只同样的灯泡来测量它不工作时的电阻,下列说法中正确的是

(A) 小于484Ω. (B) 大于484Ω.

(C) 等于484Ω. (D) 无法确定.

测试的本身并不是课堂教学的目的,关键在于促进教学过程的展开、教学设计的完善,从而提高课堂教学的效果,实现多元化的教学目标．

(5) 总结.

教师:表征材料性质的物理量,与长度、横截面积无关,与导体的材料有关．

上课大家提到电阻跟温度有关,温度到底影响的是ρ、l、S中的哪个物理量呢?我们一起来学习一个新概念,然后再来回答这个问题．

不知道大家有没有听说过超导现象?请大家利用互联网,上网搜索“超导现象”,主要是查找什么是超导现象．(调取某位学生的检索结果,集体学习)

学生:上网检索,浏览大量相关文字、图片、视频信息．

主要意思为:超导现象是指材料在低于某一温度时,电阻突然变为0的现象,而这一温度称为超导转变温度．

教师:我在思考一个问题,在材料温度达到转变温度时,导体的长度是不是变成0了呢?导体的横截面积是不是变成无穷大了呢?

学生:都没有.

教师:这个事实说明,在温度达到转变温度时,是导体的电阻率发生了变化,所以电阻率与温度有着密切的联系．

那电阻率与温度之间有怎样的定量关系呢?我们又提出一个新的问题:ρ与长度、横截面积无关,与温度有怎样的定量关系呢?

我想发现一个问题比解决一个问题更重要,这也是我们这节课课后要做的事情．

学生: 分组讨论,并分享心得体会．

教师: 总结,并适时表扬．最后,布置一下今天的作业:

(1) 设计一个实验并寻找器材实验探究电阻率与温度的关系,或者查找资料理论分析论证两者的关系;

(2) 根据自己查找的资料,了解并相互交流超导现象与半导体材料的应用．

2.4 教学反思

本节课,采用实验法探究电阻定律．积极地创设条件,引导学生自己设计实验、完成实验,在设计实验的过程中,通过提问的形式引导学生的实验思路,体现“参与式学习”的课堂教学．

(1) 与以往教法相比较,本节课有如下的亮点.

课堂教学模式采用了现在比较流行的BOPPPS教学模式,使得课堂结构更加完整．时间的合理分配,更适合学生的学习心理;参与式的学习过程,更能激发学生的学习兴趣,提升他们的学习投入度;难度适中的测试,更能树立学生的自信,为其今后的自主学习夯实基础．

通过BOPPPS教学模式,还将课堂教学目标由原来的强调能“推导出电阻定律”扩展到既要导出电阻定律,还要努力实现提高学生分析能力,培养实验兴趣．从本节课的实施过程来看,这一目标基本实现．

在教学手段方面,使用了仿真物理实验室、Excel图表功能、互联网、多媒体课件,多种手段交替使用、相辅相成,既体现了信息化教学的高效率,又充分调动了学生主动探究的热情．

(2) 课堂教学过程中,有待改进的问题.

在探究导体电阻与材料的关系时,可以增加纯金属如铜丝、铁丝,这样可以使学生认识到在长度相同、横截面积相同时,纯金属比合金材料电阻小的事实,比语言讲授效果好．

前测模块,应该适时鼓励学生做好课前预习,养成良好的学习习惯,有利于新知识的接受与吸收．

后测模块时间显得比较紧张,如果能够将物联网、智能终端及先进的教学软件结合起来,将大大减少后测的时间,还可以同时给出学生答题结果的分析,让教师第一时间掌握学生学习的反馈信息,从而及时地调整总结模块的内容．

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