基于BOPPPS模式的高中物理課堂教學探索①
——以“力的分解”教學為例

(江蘇省徐州市第三十六中學,江蘇 徐州 221000)

BOPPPS教學模式源于北美,實踐證明它能夠促進學生充分參與課堂學習,有效改善并提升教學質量。目前這種模式已經被全球三十多個國家引用，我國部分學校已經開始引入和實施該模式,對BOPPPS教學模式結合教學實際的進一步思考和應用,將有助于提高課堂教學質量。

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

圖1

根據教學曲線理論圖(如圖1),在課堂教學中,學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,但是在傳統的教學模式中老師的專注度卻是課堂中間段最高。BOPPPS教學模式的特色就是在學生注意力開始渙散的時候引入課堂參與式學習。

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”一節為例,談談該模式在實際教學中的應用。

1 導入

通過列舉生活中的實例、演示實驗、有趣的活動或有挑戰性的問題等吸引學生的注意,幫助學生專注于即將學習的內容。

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

2 目標

目標要具體明確,給學生確定的學習任務,通過這節課將學到什么、學到什么程度等,只有目標明確,學習才有針對性。

本節課的學習目標是:

(1) 理解力的分解概念,強化“等效替代”的物理思想。

(2) 能夠結合實際需要對指定力進行分解,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,增強將物理知識應用于生活和生產的意識。

3 前測

通過小測驗、提問、小組討論等形式了解學生的基礎知識掌握情況,進而調整教學的深度和進度,明確下一階段即將學習的內容。

實際教學中，在這一環節時教師給每個學生發一張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?

學生思考,并在老師發的紙上作圖。

教師利用實物投影，展示學生畫的圖。

學生通過觀察得出結論：在沒有任何限制條件的情況下,一個力會有無數對分力。

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

教師在此設置懸念,為下一環節的學習做好鋪墊。

4 參與式學習

在教學中提倡教師善用互動教學技巧,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，讓學生充分參與課堂,體現其主體地位。同時教師應適當地加以引導,并通過師生互動、生生互動等形式,體現教師的指導作用。做到學、教并重,有效促進學生的高效學習。

圖2

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

接著教師引導學生對生活中幾種典型實例進行分析、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投影在屏幕上,讓同學都能看到，并讀出此時臺秤的示數。

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。學生再次讀出臺秤的示數,發現臺秤的示數比重物靜止時小。

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。下面請同學們作圖,并求出這兩個分力大小。

學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？

學生分組實驗探究,用一個易發生形變的長方形光滑塑料板構成一個斜面,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:大家試著在學案上作圖,并求出F的兩分力大小。

學生根據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生的學習效果,有沒有達到既定的教學目標。對于知識理解型的可以通過選擇題、簡答題進行檢測；對于應用分析型可以通過學生的問題解決進行檢測；對于技能傳授型可以通過學生展示的方式進行檢測；對于態度價值型可以通過態度量表、心得、日志、短文、札記等形式進行檢測。

在這一階段可以通過幾個高考中常考的典型題,以及分析生活中的一些現象(如盤山公路等),檢測學生對新知識的掌握程度。

6 總結

本環節是BOPPPS教學模式的最后模塊，主要是總結本堂課所學的內容,幫助學生整合知識,引導學生反思所學內容,自我總結學習收獲,分享學習心得,為后續學習作準備。教師還可以安排適當的延伸學習,如課后作業、課外閱讀等。

師:通過本節課的學習,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:那現在請同學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?

教師引導學生從“規范作圖”和“理論指導”兩個角度加以分析,得出結論：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,產生了“小力”變“大力”的放大效應。當兩分力夾角接近180度時,兩個分力的大小是驚人的。所以出現了上課開始時兩個同學怎么也不可能把繩子拉直的情況。這一環節呼應了課堂引入,釋疑解惑,同時將看似復雜的日常現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,培養了學生分析問題、解決問題的能力,逐步養成發現問題、主動解決問題的習慣。

在實際的教學中，BOPPPS模式的幾個模塊并不是固定的,教師可以根據不同的教學對象、教學目標以及教學內容做適當的調整,以便達到更好的教學效果。