基于BOPPPS模式的高中物理课堂教学探索①——以“力的分解”教学为例

(江苏省徐州市第三十六中学,江苏 徐州 221000)

BOPPPS教学模式源于北美,实践证明它能够促进学生充分参与课堂学习,有效改善并提升教学质量。目前这种模式已经被全球三十多个国家引用，我国部分学校已经开始引入和实施该模式,对BOPPPS教学模式结合教学实际的进一步思考和应用,将有助于提高课堂教学质量。

BOPPPS模式将课堂教学过程分为6个模块,分别是导入(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),将这几个模块的英文首字母相连就是BOPPPS。从教育心理学角度看,人的专注力能够持续的时间是10～15min,而BOPPPS模式正是根据这一认知理论提出来的。这种模式将课堂分成6个模块,每个模块一般不超过15min,但它们又构成一个连续的整体。

图1

根据教学曲线理论图(如图1),在课堂教学中,学生在上课初期和快下课两个时段注意力最集中,而中间时段注意力开始涣散,但是在传统的教学模式中老师的专注度却是课堂中间段最高。BOPPPS教学模式的特色就是在学生注意力开始涣散的时候引入课堂参与式学习。

下面笔者具体介绍BOPPPS的6个模块,并以人教版高中物理必修1“力的分解”一节为例,谈谈该模式在实际教学中的应用。

1 导入

通过列举生活中的实例、演示实验、有趣的活动或有挑战性的问题等吸引学生的注意,帮助学生专注于即将学习的内容。

“力的分解”这节课可以通过趣味游戏引入:在一根绳子中间挂上质量为2kg的实心球,两个同学分别拉绳子的两端,使劲拉,却怎么也不能把绳子拉直。通过这个“体验式实验”的导入，激发学生的好奇心和求知欲,为“力的分解”的新授课做好情景设置和情感铺垫。

2 目标

目标要具体明确,给学生确定的学习任务,通过这节课将学到什么、学到什么程度等,只有目标明确,学习才有针对性。

本节课的学习目标是:

(1) 理解力的分解概念,强化“等效替代”的物理思想。

(2) 能够结合实际需要对指定力进行分解,会用平行四边形的知识计算分力的大小,能用作图法分析分力的变化。

(3) 感受生活中的物理,增强将物理知识应用于生活和生产的意识。

3 前测

通过小测验、提问、小组讨论等形式了解学生的基础知识掌握情况,进而调整教学的深度和进度,明确下一阶段即将学习的内容。

实际教学中，在这一环节时教师给每个学生发一张A4纸,每张纸上都画有一个相同大小和方向的力。

师:一个力,以它为对角线,可以作出多少个平行四边形?

学生思考,并在老师发的纸上作图。

教师利用实物投影，展示学生画的图。

学生通过观察得出结论：在没有任何限制条件的情况下,一个力会有无数对分力。

师:无数对分力导致力的分解没有意义。在实际问题中,我们通常会根据力的作用效果进行分解。那如何确定一个力的作用效果呢?

教师在此设置悬念,为下一环节的学习做好铺垫。

4 参与式学习

在教学中提倡教师善用互动教学技巧,比如小组讨论、开展辩论、实验探究、情景模拟、角色扮演等方式，让学生充分参与课堂,体现其主体地位。同时教师应适当地加以引导,并通过师生互动、生生互动等形式,体现教师的指导作用。做到学、教并重,有效促进学生的高效学习。

图2

根据美国教育学家艾德格·戴尔提出的学习记忆金字塔理论(如图2),不同的学习方式达到不同的学习效果。图2给出的是学习新知识,两周以后你还能记住多少的数据。艾德格·戴尔提出,学习效果在30%以下的几种传统方式,都是个人学习或被动学习;而学习效果在50%以上的,都是团队学习、主动学习和参与式学习。因此教师要主动改变教学模式,变被动学为主动学。而BOPPPS教学模式的宗旨就是要学生主动参与课堂。

接着教师引导学生对生活中几种典型实例进行分析、探究，以确定一个力的作用效果。

探究一:静止在水平桌面上的物体受到斜向上恒力F的作用,应把恒力F分解成什么样的两个分力?

教师在讲台上放一个台秤,在台秤上放一个重物,通过实物投影仪将台秤的示数投影在屏幕上,让同学都能看到，并读出此时台秤的示数。

教师通过系在重物上的绳子斜向上拉重物,使重物在台秤上向前移动。学生再次读出台秤的示数,发现台秤的示数比重物静止时小。

师:这个斜向上的拉力有怎样的作用效果?

生:两个作用效果,一是水平向前拉动物体,另一个是竖直向上拉物体。

师:既然力的作用效果明确了,那么两个分力的方向也就确定了。下面请同学们作图,并求出这两个分力大小。

学生利用平行四边形作图求解。

探究二:在斜面上静止的物体,其重力有怎样的作用效果？

学生分组实验探究,用一个易发生形变的长方形光滑塑料板构成一个斜面,将一个物块放在斜面的顶部由静止释放,观察现象。

生:物块沿斜面下滑，斜面被压弯。

师:斜面上物体所受重力的两个作用效果为：使物体下滑和挤压斜面。

生:若斜面的倾角为θ,求得重力G沿斜面向下的分量为Gsinθ,垂直斜面分量为Gcosθ。

师:为什么高大的桥一般都要建很长的引桥?

生:是为了减小斜面倾角,使汽车上桥或者下桥时重力沿斜面向下的分力不至于过大,保证行车安全。

探究三:研究塔吊、晾衣架模型。

师：在工地上经常会见到图3所示的起重机,被吊起的重物对竖直绳索向下的拉力有怎样的作用效果？

图3

图4

学生亲身体验,用笔和橡皮筋按照图4所示做实验。

师:说说你们的感受。

生:手心受到挤压，同时挂有橡皮筋的那根手指头感受到拉力的作用。

师:大家试着在学案上作图,并求出F的两分力大小。

学生根据力的平行四边形定则算出分力的大小(如图5)。

图5

5 后测

这一模块主要是检测本堂课学生的学习效果,有没有达到既定的教学目标。对于知识理解型的可以通过选择题、简答题进行检测；对于应用分析型可以通过学生的问题解决进行检测；对于技能传授型可以通过学生展示的方式进行检测；对于态度价值型可以通过态度量表、心得、日志、短文、札记等形式进行检测。

在这一阶段可以通过几个高考中常考的典型题,以及分析生活中的一些现象(如盘山公路等),检测学生对新知识的掌握程度。

6 总结

本环节是BOPPPS教学模式的最后模块，主要是总结本堂课所学的内容,帮助学生整合知识,引导学生反思所学内容,自我总结学习收获,分享学习心得,为后续学习作准备。教师还可以安排适当的延伸学习,如课后作业、课外阅读等。

师:通过本节课的学习,你有哪些收获?

生:针对实际问题，该如何去分析、判断一个力的作用效果,知道力的分解同样遵循平行四边形定则。

师:那现在请同学们分析一下刚上课时做的小游戏,为什么绳子不可能被拉直?

教师引导学生从“规范作图”和“理论指导”两个角度加以分析,得出结论：一个确定的合力分解为两个分力时，随着两分力夹角的增大,分力的大小会逐渐增加,产生了“小力”变“大力”的放大效应。当两分力夹角接近180度时,两个分力的大小是惊人的。所以出现了上课开始时两个同学怎么也不可能把绳子拉直的情况。这一环节呼应了课堂引入,释疑解惑,同时将看似复杂的日常现象提炼为简单的物理模型,从而利用物理知识解决问题。通过对实际问题的解答,培养了学生分析问题、解决问题的能力,逐步养成发现问题、主动解决问题的习惯。

在实际的教学中，BOPPPS模式的几个模块并不是固定的,教师可以根据不同的教学对象、教学目标以及教学内容做适当的调整,以便达到更好的教学效果。