基于BOPPPS教学模式的“大学物理”教学探讨

杨亚宏 杨菲宇 马亚斌 李萍 尹伟

摘 要：本文针对当前“大学物理”教学中存在的问题，探讨了基于BOPPPS教学模式的“大学物理”教学设计。研究表明，BOPPPS教学模式可以有效激发学生的学习动机，提高学习成绩和效果，培养自主学习和批判思维能力。文章首先介绍了BOPPPS教学模式的概念、特征及其对“大学物理”教学的意义，然后以“磁场对运动电荷的作用”为例，设计了基于BOPPPS模式的具体教学过程，最后讨论了该教学模式在应用过程中可能面临的挑战及应对策略。本文为改进“大学物理”教学提供了一种可行的教学模式选择。

关键词：大学物理；BOPPPS教学模式；磁场对运动电荷的作用

“大学物理”是低年级应用型理工科学生必修的一门基础课程［1］。通过“大学物理”的学习，可以培养学生科学思维和逻辑思维，提高问题解决能力和数学能力［23］。特别是在最新的《理工科类“大学物理”课程教学基本要求》中指出，“大学物理”课程在为学生系统地打好必要的物理基础，培养学生树立科学的世界观，增强学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的探索精神和创新意识等方面，具有其他课程不能替代的重要作用。然而，教师和学生在物理教学中也面临着一些挑战，如抽象概念难以理解、实验条件有限、缺乏学习动机等［4］。为提高“大学物理”教学质量，教学者需不断探索有效的教学模式。BOPPPS教学模式因其强调学生主体性和目标导向性，逐渐在“大学物理”教学中得到应用［5］。

一、BOPPPS教學模式及其特征

教育界一直在寻求更有效的教学方法，以提高学生的学习动力和学习成效。随着对学生主动参与、互动式学习和个性化教学的需求不断增加，教育者开始尝试各种不同的教学策略和模式。BOPPPS模式正是在这个背景下逐渐形成的。这种教学模式的目标是激发学生的学习兴趣、鼓励他们积极参与、促进深入学习和理解。

BOPPPS教学模式是一种以教育目标为导向，以学生为中心的新型教学模式，包括六个教学环节：课程导入（Bridge）、学习目标（Objective）、预评估（Preassessment）、参与式学习（Participatory Learning）、后评估（Postassessment）和总结（Summary）。通过这些教学环节，教师可以更有针对性地设计教学，创造更丰富的学习体验，从而促进学生的学习兴趣和能力的提升。

BOPPPS教学模式最重要的两个特征是以学生为中心和目标导向［56］。以学生为中心的教学模式可以促进学生的深度学习和自主学习，而目标导向的教学模式可以帮助学生在课程中聚焦学习重点，增强学习动机。这将有效提高“大学物理”课堂教学的效果，增加学生的学习兴趣、学习动力和学习能力。

二、BOPPPS教学模式对“大学物理”教学的意义

研究表明，BOPPPS教学模式可以提高学生的学习动机、学习成绩和批判思维能力。在学习动机方面，该模式通过多种手段激发学生兴趣；在成绩方面，其个性化指导促进学习效果提升；在批判思维方面，其学习过程培养学生分析和解决问题的能力［7］。因此，BOPPPS教学模式为提升“大学物理”教学质量提供了一种新思路。

BOPPPS教学模式通过激发学生的学习兴趣、明确学习目标、提供及时反馈、鼓励积极参与学习和个性化教学等方面的设计，对学生学习动机产生积极的影响。这种以学生为中心的教学方法通过多个阶段的设计，创造了一个鼓励学生参与和主动学习的学习环境，从而增强了学生的学习动机。例如，在课程导入阶段，教师将新的学习内容与学生的现实生活和先前知识联系起来，这种引入的方式能够激发学生的好奇心和兴趣，使他们主动探索新的知识领域。当学生认识到学习对他们日常生活的实际意义时，他们更愿意参与到学习过程中，以此提高学习动机。在学习目标阶段，教师清晰地向学生传达了学习目标，让他们知道预期的学习成果。学生了解学习目标后，能够更好地规划学习进程，并感受到自己在学习中的进展，从而增强学习的自信心和动机。综上所述，教师在教学中采用BOPPPS教学模式时，可以期待学生表现出更高的学习动机和更积极的学习态度。

除此之外，BOPPPS教学模式对学生学习成绩和学习效果的提升有积极影响。这种以学生为中心的教学方法通过多个阶段的设计，创造了一个积极、互动和个性化的学习环境，从而促进了学生在学习成绩和学习效果方面的提升。例如在预估阶段对学生的学习水平进行评估，有助于教师了解学生的学习需求和差异。根据学生的不同学习水平，教师可以提供个性化的学习支持和指导，使学生更容易掌握学习内容，进而提高学习成绩。在后评估和总结阶段，教师为学生提供了及时的反馈和总结。学生通过反思学习过程和总结学习成果，能够发现自己学习的不足，并在接下来的学习中加以改进，从而进一步提高学习效果和学习成绩。综上所述，教师在教学中采用BOPPPS教学模式时，可以期待学生在学习成绩和学习效果方面有明显的进步。

BOPPPS教学模式在激发学生自主学习和批判性思维方面也发挥着重要的作用。这种以学生为中心的教学方法通过多个阶段的设计，鼓励学生积极参与、主动探索和深入思考，从而培养了学生的自主学习能力和批判性思维。例如，在课程导入阶段，教师将学习内容与学生的现实生活和先前知识联系起来。这种引入方式引发了学生的好奇心和思考欲望，激发他们对学习内容进行深入思考和质疑。在学习过程中，学生被鼓励思考问题的本质和原因，学会运用批判性思维分析和解决问题。这种批判性思维能力培养了学生的分析能力和创新能力，使他们能够在学习和生活中更加灵活地应对各种情境。在总结阶段，教师让学生回顾和归纳学习的关键概念。学生通过总结，对所学知识进行反思，进一步加深对学科知识的理解。这种反思过程促使学生对学习内容进行思考，培养了学生主动学习和批判性思维的能力。

综上所述，学生在这种教学模式下成为学习的主体，积极参与学习过程，培养了自主学习的能力。同时，学生通过深入思考和批判性思维，提高了对知识的理解和应用能力。因此，教师在教学中采用BOPPPS教学模式时，能够有效培养学生的自主学习能力和批判性思维，使他们成为更加独立、思辨能力强的学习者。

三、基于BOPPPS教学模式的教学设计——以“磁场对运动电荷的作用”为例

（一）课程导入（Bridge）

在“大学物理”教学中，能否有效引发学生兴趣，激发学生学习动力，将学习内容与学生的经验和现实联系起来是提高学生学习积极性的重要手段。因此，在这一阶段教师提出问题：带电粒子在磁场中受力吗？其表达式是什么？为什么有这样的表达式？以此吸引学生注意力，进入学习状态。

（二）学习目标（Objective）

在这一阶段，我们将明确学习目标，让学生知道他们将学到什么，以便更有目的地学习。本节课程的学习目标为：（1）掌握磁场对运动电荷的作用力；（2）能够正确判断运动电荷在磁场中的受力情况，分析其运动状态；（3）通过基于霍尔效应应用的研究，培养学生创新意识和创新精神。

（三）预评估（Preassessment）

在正式学习之前，进行简短的预测测验，评估学生对相关知识的了解程度，帮助教师了解学生的起点。利用智慧树线上教学平台发布选择题，学生在线回答，例如：洛伦兹力的方向与下面哪个因素无关？A.带电粒子的电荷量；B.带电粒子的速度；C.磁场的方向；D.电场的强度。根据学生的作答情况，合理安排下一环节的教学活动。

（四）参与式学习（Participatory Learning）

采用互动和参与式的教学方法，让学生在课堂中积极参与，促进知识的深入理解和应用。

回顾高中物理学习过的知识点——洛伦兹力，运动电荷激发的磁场的磁感应强度B的表达式的推导过程，引导学生寻找推导洛伦兹力表达式的方法。教师总结推导过程，并对比“运动电荷激发的磁感应强度”的知识点，加强学生对推导过程的掌握，帮助学生构建知识网络，具体的授课思路如下图所示。

在学生掌握洛伦茲力的推导方法后，教师以磁聚焦技术为例，引导学生思考并进行小组讨论“带电粒子在均匀磁场中的运动轨迹”；教师对三种情况进行总结。

教师介绍薛其坤院士在“反常霍尔效应”方面的重要成就，引入霍尔效应；并引导学生分小组探究霍尔效应的原理以及霍尔效应在生活中的应用；教师总结并启发学生霍尔效应的创新应用。

（五）后评估（Postassessment）

在学习完成后进行测验，检查学生是否达到了预定的学习目标。问题一，一束带正电的粒子在垂直于磁场方向的匀强磁场中运动，如果粒子的初速度与磁场方向平行，那么它的轨迹是：A.圆形；B.直线；C.螺旋状；D.椭圆形。问题二，一个带负电的粒子以一定速度在垂直于磁场方向的匀强磁场中运动，如果粒子的初速度与磁场方向垂直，那么它的轨迹是：A.圆形；B.直线；C.螺旋状；D.椭圆形。根据学生的作答情况，在最后的总结环节对学生没有掌握的知识再次巩固。

（六）总结（Summary）

教师进行课堂总结，强调重点，概括学习成果，巩固学习效果；让学生总结洛伦兹力的推导方法、带电粒子在稳恒磁场中的运动轨迹及霍尔效应原理，启发学生根据“霍尔效应”进行物理创新应用。

四、“大学物理”教学中应用BOPPPS教学模式的挑战与应对

在实施BOPPPS教学模式时，教师可能会面临一些困难和挑战。虽然这种教学模式可以促进学生学习兴趣、提高成绩、自主学习和批判性思维，但也可能会面临以下挑战。

首先是时间管理问题。BOPPPS教学模式需要在课堂中划分多个阶段，涉及课程引入、学习目标、预评估、参与式学习、后评估和总结等步骤。教师需要合理安排时间，确保每个阶段的时间都能充分利用，同时保证教学进度不受影响。

其次是学生抵触情绪。对于习惯于传统教学模式的学生来说，BOPPPS教学模式可能是一个新的教学方式，他们可能不习惯于主动参与和自主学习。在初期，学生可能对这种新的教学模式产生抵触情绪，教师需要适应学生的需求，逐渐引导他们适应并接受这种教学方式。

最后是个性化教学困难。BOPPPS教学模式强调个性化教学，根据学生的不同学习水平提供个性化的学习支持。然而，在班级规模较大的情况下，教师可能难以满足每个学生的个性化需求，需要寻找合适的方式来应对这一挑战。

综上所述，实施BOPPPS教学模式可能面临时间管理、学生抵触情绪、个性化教学困难等方面的困难和挑战。然而，通过适当的策略和努力，教师可以克服这些挑战，确保BOPPPS教学模式在教学中发挥有效的作用，提高学生学习成绩和学习效果。

五、BOPPPS教学模式在未来“大学物理”教学中的前景

BOPPPS教学模式在未来“大学物理”教育领域的发展趋势将更加注重数字化教学工具的融入、个性化学习的发展、与其他学科的融合。这些发展趋势有望进一步提升“大学物理”教育的质量和效果，培养更具有综合素质和创新能力的学生。

首先，随着科技的不断进步，未来的“大学物理”教育中可能会更广泛地融入数字化教学工具。这些工具可以帮助教师更好地设计和实施BOPPPS教学模式中的各个阶段，同时提供更丰富的学习资源和实践机会，增强学生的学习体验和参与度。

其次，未来的教育趋势将更加关注学生的个性化学习需求。BOPPPS教学模式中强调个性化教学，根据学生的不同学习水平提供个性化的学习支持。随着教育技术的发展，个性化学习将变得更加容易实现，教师可以更好地满足学生的学习需求，提高学习效果。

最后是跨学科知识的融合，“大学物理”教育不再仅仅局限于传授物理学的基础知识，未来可能更加强调与其他学科的融合。BOPPPS教学模式为学生提供了更多的参与性学习机会，鼓励学生在物理学中运用批判性思维和解决问题的能力。这种批判性思维和解决问题的能力可以帮助学生更好地应用物理学知识于实际问题中，同时促进与其他学科的交叉学习。

结语

总的来说，BOPPPS教学模式在未来“大学物理”教学领域的发展趋势将更加注重学生主体性和实践能力的培养，结合教学技术和跨学科内容，更好地满足未来社会和产业的需求。同时，教师在实践中也需要不断创新和提升教学方法，以适应未来物理教学的发展。

参考文献：

［1］赵近芳，王登龙.大学物理简明教程［M］.北京：北京邮电大学出版社，2021.

［2］许佳路，徐立君，李钟琦，等.互联网时代大学物理教学中学生创新能力培养的研究［J］.物理通报，2022（11）：1519.

［3］韩思思，罗莹.大学物理教学研究现状与展望——基于10年核心期刊论文分析［J］.大学物理，2018，37（06）：5056.

［4］李想.研究型大学物理教学存在的问题与对策［J］.物理教学通讯，2017，33（6）：2830.

［5］黄毅，覃忠成，莫晓华，等.基于BOPPPS模型的大学物理课堂教学设计——以“转动定律”为例［J］.科技风，2020（22）：37.

［6］黄毅，覃忠成，莫晓华，等.基于BOPPPS模型的大学物理课堂教学设计——以“高斯定理”为例［J］.科技风，2020（23）：39.

［7］李想.BOPPPS教学模式在大学物理课堂中的应用研究［J］.现代教育科学，2018，3（7）：140141.

项目基金：本文章受新疆理工学院2023年度校级课程思政示范课程教改项目支持

作者简介：杨亚宏（1995— ），女，汉族，山西吕梁人，硕士研究生，助教，研究方向：等离子体物理、大学物理教学。

*通讯作者：杨菲宇（1996— ），男，汉族，湖北宜昌人，硕士研究生，助教，研究方向：粒子物理与原子核物理。