基于BOPPPS模型的大學物理課堂教學設計

黃毅 覃忠成 莫曉華 何良明

摘要：BOPPPS教學模型是一種讓學習者主導教學過程的模式，在北美地區高校被廣泛采用。大學物理在應用型本科教學的課堂上受關注程度日益增加，針對非物理專業理工科學生的特點，本文基于BOPPPS模型探討大學物理課程教學設計方法，以“轉動定律”為例，綜合采用多種教學活動組織策略，培養學生自主學習思維。

關鍵詞：大學物理;BOPPPS;轉動定律

大學物理是民族院校理工科專業的重要基礎課程，旨在培養學生對物理基本原理的理解，為學生進一步學習相應專業理論知識和培養思維模式打下良好的基礎。大學物理課程內容豐富，覆蓋眾多知識面和信息量，對學生建立物理模型，研究和分析物理現象，激發學生的想象力、創造力以及培養和提高學生獨立開展科學研究工作起奠基性的作用[1]。然而，由于大學物理包含較難的微積分以及電場、磁場、相對論等相關概念抽象性，學生在學習過程中普遍覺得很難學懂，甚至失去學習興趣。因此，大學物理教學改革迫在眉睫。BOPPPS教學模型[2]最早是由加拿大教學培訓工作坊提出，強調以學生為中心，將教學主體設置為6個模塊，能幫助教師快速提升教學技能，本文旨在提高大學物理課堂教學的“效率”“效果”和“效益”。

BOPPPS結構包含六個教學環節，即導言（Bridgein）、目標（Outcome）、前測（Pretest）、參與式學習（Participation）、后測（Posttest）和總結（Summary），將每一個教學模塊的英文首字母相連，即得到“BOPPPS”，簡稱BOPPPS教學模型。大學物理的BOPPPS教學模型實踐是以學生為中心，以問題為導向，將物理思想和物理方法融入教學實踐，從已有知識過渡到待學知識，在課堂實踐中教師與學生，學生與學生交替互動。在大學物理的課程教學中，以BOPPPS教學模型為基本框架，分為導入，學習目標，前測，參與式互動教學，后測及總結。我們以大學物理課程教學中的“轉動定律”教學設計為例，將BOPPPS教學模型應用在大學物理教學實踐中。

一、基于BOPPPS模型下“轉動定律”的教學設計

（一）導入（Bridge-in）

在開始學習新課內容之前，能否有效地吸引學生的注意力，提高學生學習的積極性是良好的開端。本文以此為出發點拋出問題，向學生展示經典的跳水問題。跳水是一項優美的水上運動，中國跳水隊在奧運會上有夢之隊的稱號，運動員在高臺跳躍并在空中完成高難度旋轉動作，再以特定動作進入水中。在大多數跳水項目中都有翻轉動作，需要自由下落的同時進行抱腿，例如難度系數3.6的動作是空中旋轉三周半外加前空翻，那么運動員是如何調節身體來完成動作的？

（二）學習目標（Objective）

通過分析跳水運動的相關問題，引導學生進行探究性學習，明確本節課的學習目標：（1）理解轉動慣量的物理意義。（2）掌握剛體定軸轉動的轉動定律。（3）能應用剛體定軸轉動定律解決轉動問題。

（三）前測（Pre-assessment）

在多媒體課件中設置選擇題，讓學生參與回答，例如：（）是力矩中心點至力的作用線的垂直距離？A.力矩;B.力臂;C.力;D.力偶。通過前測部分，讓學生回想之前學習過的相關知識，為學習本節課的新內容鞏固基礎。

（四）參與式互動教學（Participatory Learning）

傳統的教學模式以老師講課為主，容易出現“滿堂灌”現象，學生在課堂中后段往往注意力不集中，這種被動式學習方式減弱教學效果。為激發學生學習的積極主動性，BOPPPS模型重視教學互動，以下是本次課的互動教學。

本節從學生熟知的力矩入手，讓學生討論如何將高中學習的靜態平衡力矩拓展到動態問題。當定軸轉動的剛體在外力矩的作用下角速度會發生變化，采取分組討論問題方法，互動啟發學生思考角速度形成的原因。在牛頓定律中，質點i的運動方程為Fi+F′i=Δmiai，引導學生進行探究，再過渡到切向方向的分力。引入角速度α，變換等式得Fitri+F′itri=Δmir2iα，式中Fitri和Fit′ri分別是外力Fi和內力F′i切向分力的力矩，讓學生分組參與討論。

（五）后測（Post-assessment）—課堂練習

提出相關選擇題進行檢測，例如：關于剛體對軸的轉動慣量，下列說法中正確的是（）：A.取決于剛體的質量和質量的空間分布，與軸的位置無關;B.只取決于轉軸的位置，與剛體的質量和質量的空間分布無關;C.只取決于剛體的質量，與質量的空間分布和軸的位置無關;D.取決于剛體的質量、質量的空間分布和軸的位置。

（六）總結（Summary）

總結課堂促進學生回顧所學知識，反思自己的學習成果，形成總體認識。在本次課中，讓學生總結“轉動定律”中角速度與力矩的關系，拓展物理思維和邏輯思維能力。

二、結語

BOPPPS教學模型是一種操作性很強的課堂模式，注重教學互動和反思，教師可以根據學生的實際情況分配模塊的比重，甚至可以取消或者調整某些模塊。按照BOPPPS教學模型，精心設計每一堂課，可以提高教師駕馭課堂的能力，促進學生對大學物理知識的理解與掌握，提高教學效果。

參考文獻：

[1]馬文蔚.物理學[M].北京：高等教育出版社，2006：104114.

[2]曹丹平，印興耀.加拿大BOPPPS教學模式及其對高等教育改革的啟示[J].實驗室研究與探索，2016，（2）：196201.

[3]儲亞偉，葉薇薇.基于BOPPPS模型下的高等數學微課教學設計[J].山東農業工程學院學報，2016，（9）：153156.

基金項目：廣西民族大學教學改革項目（2017XJGY36）;大學生創新創業訓練計劃項目（201710608025）;廣西高等教育本科教學改革工程項目（2018JGB1651，2019JGZ117）