BOPPPS教學模式在高中物理教學中的應用研究

鄭橋橋?梅孝安?李盈?賀世榮

摘 要｜BOPPPS是一種以學生為中心、教學目標為導向的模塊化教學模式，在自由落體運動的教學中應用BOPPPS教學模式，可以通過探究活動引導學生積極參與學習過程，提高學生課堂參與度，促進學生物理核心素養的養成。同時，以具體明確的學習目標為導向，讓學生有針對性地參與課堂，從而提高教學效果。

關鍵詞｜BOPPPS教學模式；自由落體運動；核心素養

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1 引言

隨著教育改革的不斷深入，高中物理教學面臨著新的挑戰和要求。如何提高學生的主動性和參與度，促進師生互動和合作學習，增強學生的自主學習能力，提高教學質量和效果，是高中物理教學需要解決的重要問題。在傳統的以教師為中心的課堂中，教學多以教師的講和學生的聽為主，課堂缺少教學活動，學生的課堂參與度低，學生的學習興趣也不高。這顯然不利于學生科學探究和科學思維能力的發展。隨著2017年普通高中物理學科核心素養的提出，物理教學目標的劃分變得更加細致，尤其是科學思維和科學探究成了課堂教學的重點目標。而傳統的以教師為中心的教學模式顯然不利于核心素養目標的達成［1］。因此，要促進核心素養目標的達成就要將以教師為中心的課堂模式轉變為以學生為中心。將BOPPPS模式運用于物理教學中就是一種行之有效的方式。BOPPPS是一種以學生為中心、教學目標為導向的模塊化教學模式［4］，該模式的優點在于：一方面，BOPPPS以學生為中心的參與式學習能夠有效提高學生的課堂參與度，并在活動中促進學生物理學科核心素養的養成；另一方面，BOPPPS注重以教學目標為導向，讓學生明確學習的目標并有針對性地參與教學活動，從而促進教學目標的有效達成［3］。

2 BOPPPS教學模式簡介

BOPPPS是一種起源于加拿大教師技能培訓項目的教學模式。該模式的特點是以學生為中心設計教學活動，以教學目標為導向設計教學環節，并根據教育學中的認知理論將教學過程分為6個環節：導入（bridge-in）、目標（objective）、前測（pre-assessment）、參與式學習（participatory）、后測（post-assessment）、總結（summary），簡稱為BOPPPS模式［5］。這些環節相互銜接、層層遞進，共同構成了一個完整的學習閉環。BOPPPS模式的核心理念主要包括兩個方面：第一，強調學生要全方位參與教學過程，鼓勵他們從被動接受轉向主動探索，通過互動和實踐深化理解，而不僅限于被動地聽講；第二，教師應及時收集并關注學生的反饋信息，以便靈活地調整教學策略，以適應學生的個體差異和學習需求［6］。為了更好地實施BOPPPS模式，教師可以參考表1所示的各環節功能與應用策略，結合具體的學科內容和教學環境進行個性化設計和創新實踐［7］。

3 教學案例

3.1 導入

【教師活動】趣味演示：教師將一個籃球和一個網球從同一高度釋放，讓學生猜測哪個會先落地。

【學生活動】大多數學生會認為是籃球先落地，但現象是兩者幾乎同時落地。

設計意圖：通過與學生認知相沖突的情景激發學生的學習興趣、集中學生的注意力。

3.2 目標

【教師活動】PPT展示教學目標并要求學生朗誦。

（1）物理觀念：掌握自由落體運動的本質及其條件。

（2）科學思維：在探究實驗中培養邏輯思維與抽象思維能力。

（3）科學探究：通過探究實驗得出影響物體下落快慢的因素以及物體下落快慢的本質。

（4）科學態度與責任：通過探究實驗培養實事求是的科學態度，結合物理學史學習科學家的優秀品質與精神。

設計意圖：通過具體明確的學習目標讓學生明確學習的方向。

3.3 前測

結合引入部分的活動了解學生對輕重物體下落快慢的認識。在之前的活動中，學生認為籃球先落地的原因是因為籃球的質量和體積都比較大。而這也是因為學生存在重的物體下落快的錯誤觀念。

設計意圖：了解學生對輕重物體下落快慢的認知，為后續教學活動提供參考。

3.4 參與式學習

任務一：破重的物體下落快的原認知

【學生活動】實驗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。

現象：重的硬紙板先落地。

【學生活動】實驗2：將紙片揉成紙團再將兩者從同一高度釋放，觀察下落情況。

現象：輕的紙團先落地。

【教師活動】結合實驗現象引導學生得出結論：重的物體不一定下落得快。

任務二：探究影響物體下落快慢的因素

【學生活動】實驗3：將質量相同的紙片與紙團從同一高度釋放，觀察兩者下落情況。

現象：紙團先落地。

【學生活動】實驗4：將兩塊質量相同的硬紙板，一張平放一張側放，從同一高度釋放，觀察下落情況。

現象：側放的硬紙板先落地。

【教師活動】引導學生發現空氣阻力是影響物體下落快慢的主要因素。

任務三：立輕重物體下落同樣快的新知

【教師活動】激發學生思考：如果沒有空氣阻力的影響物體下落的快慢會是怎樣的？

【學生活動】實驗5：在實驗1的基礎上，在硬紙板與紙片的下方墊兩個等大的筆記本，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，再重復實驗觀察物體的下落情況。

現象：硬紙板與紙片同時落地。

【教師活動】結合實驗現象引導學生做出猜想：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】實驗6：教師演示牛頓管實驗［2］。為了便于學生觀察，在學生實驗后用PPT自制動畫演示羽毛和鐵片在真空和空氣中的下落情況。

現象：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】引導學生得出結論：如果沒有空氣阻力的影響，所有物體下落的快慢是相同的。

任務四：歸納總結自由落體運動的特點

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

【學生活動】小組討論，得出結果：從靜止釋放且只受重力作用。

【教師活動】結合學生討論的結果引導學生給自由落體運動下定義。并提出問題：現實生活中存在只受重力作用的物體嗎？引導學生思考后，說明自由落體運動是一種理想化的物理模型，并介紹物體做自由落體運動的近似條件，既空氣對物體的下落運動影響較小時，物體的下落運動也能近似為自由落體運動。

任務五：通過辯論學習物理學史

【學生活動】組織學生以小組為單位分別扮演伽利略和亞里士多德，展開有關兩者觀點的辯論。辯論的過程中雙方需要闡明各自的觀點、該觀點的依據和研究方法。辯論結束后，教師分別介紹亞里士多德與伽利略的貢獻和成就，并鼓勵學生學習他們的優秀品質和精神。

設計意圖：讓學生在實驗探究中打破舊知建構新知，培養學生的實驗探究能力；讓學生在辯論中體悟伽利略的研究歷程，培養學生的邏輯思維能力。

任務六：探究自由落體運動的加速度［9］

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

【學生活動】以小組為單位進行討論。并初步得出結論：物體做加速運動，加速度可能變化，具體要通過實驗來測量。

【教師活動】收集學生的觀點并進行點評，最后提出問題：該如何設計實驗驗證自由下落物體的加速度？

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

【教師活動】以實物展示的方式介紹實驗器材，結合多媒體介紹實驗步驟和注意事項。

【學生活動】兩人一組合作開展探究實驗，教師在一旁加以適當的指導。

【教師活動】選取二至三條清晰的紙帶用教學展臺進行展示并加以點評。

【學生活動】畫v-t圖并通過斜率計算加速度。

【教師活動】用展臺展示部分規范的作圖和部分有問題的v-t并請其他同學進行糾正。最后提問：同學們計算出來的加速度有什么特點？通過這一特點你能得出怎樣的結論？

【學生活動】小組討論，同學們討論發現計算出來的加速度都接近九點幾，所以自由下落物體的加速度可能是不變的。

【教師活動】在學生討論的基礎上加以補充。自由落體加速度確實是不變的，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。

設計意圖：以問題鏈的形式引導學生層層深入，再以探究實驗的形式培養學生的實驗設計和操作能力，最后結合探究結果在老師的引導獲得新知。

任務七：類比推導自由落體運動公式

【教師活動】提問：既然自由落體運動的加速度不變，那說明自由落體運動本質上是什么運動？你能通過類比勻變速直線運動的公式得出自由落體運動的運動學公式嗎？

【學生活動】小組討論，并上臺展示小組的推導結果。請其他組同學進行點評，并進行更改。

【教師活動】對學生的推導結果進行點評后，用多媒體展示具體推導過程以及推導結果。

設計意圖：以問題的形式引發學生思考，通過公式的類比培養學生的科學思維。

3.5 后測

以練習的形式考查學生對知識的掌握程度：

題目1（單選）：毽子由羽毛和銅錢組成，在下落時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，也總是出現銅錢在下羽毛在上的現象

C. 因為空氣阻力的存在，所以總是銅錢在下羽毛在上

D. 毽子的自由下落是自由落體運動

題目2（多選）：下列關于重力加速度的說法正確的是（? ）。

A. 重力加速度g是標量，只有大小，沒有方向，通常計算中g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. 在地球上同一地點同一高度，一切物體在自由落體運動中的加速度都相同

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高處做自由落體運動，則下列選項中正確的是（? ）。

A. 物體運動3 s后落地

B. 物體落地時的速度大小為20 m/s

C. 物體在落地前最后1s內的位移為25 m

D. 物體在整個下落過程中的平均速度為20 m/s

設計意圖：通過三個選擇題從自由落體運動概念、加速度的理解以及自由落體運動規律三個方面，綜合評估學生對本節課程內容的掌握情況。

3.6 總結

以思維導圖（如圖1所示）的形式帶領學生總結本節所學內容［10］。

課后作業：給本節內容畫一幅思維導圖。

設計意圖：結合思維導圖培養學生的總結概括能力，幫助學生建立知識框架。

4 BOPPPS教學模式在高中物理教學中的優點與不足

4.1 BOPPPS教學模式的優點

（1）以學生為中心，關注學生發展

BOPPPS教學模式與傳統的教師中心課堂相比，最大的特點就是以學生為中心。該模式更注重學生在學習活動中的體驗，鼓勵學生通過自主學習和合作探究來實現學習目標，從而提高學生獨立思考的能力。教師不再是簡單的知識傳授者，而是學生知識構建的引導者。

（2）以參與學習為主，提升學生體驗

BOPPPS教學模式注重提高學生的課堂參與度，強調課堂的核心內容應該是學生活動。教師應該根據教學內容和學生的特點設計合適的教學活動，讓學生在活動中建構新知識，實現能力的提升。

（3）環節連貫，便于實施

BOPPPS教學模式的各個環節設計符合我國普通高中物理課程標準對教學的要求，而且各個環節之間相互貫通，形成了一個閉環。這種教學模式的整體設計便于教師進行教學設計和實施，使得教學過程更加順暢和高效［8］。

4.2 BOPPPS教學模式的不足

（1）需要教師投入更多的時間和精力

BOPPPS教學模式需要教師根據學生的實際情況和課程內容設計合適的教學活動和評估方式，需要投入更多的時間和精力。

（2）需要學生適應新的學習方式

該模式強調學生的主動性和參與性需要學生適應新的學習方式，積極參與課堂討論和活動，這對于一些傳統的學習習慣可能需要一定的調整。

（3）需要學校提供相應的支持和資源

BOPPPS教學模式需要學校提供相應的支持和資源如培訓教師教學設備和場地等以確保其順利實施。

5 結語

總的來說，BOPPPS模式是一種符合新時代教學要求的新型教學模式。它以學生為中心，注重參與式學習，從而轉變了傳統的教師中心課堂，更有利于培養學生的核心素養。然而，每種教學模式都有其優點和不足。因此，在應用BOPPPS教學模式時，我們不能生搬硬套，而應該根據學生的實際情況和學科的特點靈活運用，以達到更好的教學效果。

參考文獻

［1］中華人民共和國教育部．普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）［S］．北京：人民教育出版社，2020．

［2］普通高中教科書物理必修第一冊［M］．北京：人民教育出版社，2019．

［3］羅宇，付紹靜，李暾．從BOPPPS教學模型看課堂教學改革［J］．計算機教育，2015，234（6）：16-18．

［4］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，2016，35（2）：196-200，249．

［5］崔海華，范冬云．BOPPPS教學模型在實際教學中的應用研究［J］．工業和信息化教育，2019（1）：43-49．

［6］侯淼，杜秀云，姜南男．BOPPPS教學模式在高中物理課堂中的應用［J］．湖南中學物理，2022，37（10）：12-13，17．

［7］梅宇航，陸建?。贐OPPPS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．

［8］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．

［9］沙莉．踐行欄目功能，創新探究教學：以人教版“自由落體運動”教學為例［J］．中學物理，2023，41（23）：33-36．

［10］周麗萍．新高考背景下思維導圖在高中物理復習中的有效應用［J］．高考，2023（21）：72-74．

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