尹慶豐

(1. 常州市武進區(qū)教師發(fā)展中心,江蘇 常州 213164; 2. 常州市武進區(qū)禮嘉中學,江蘇 常州 213176)

當今學生身處全球信息化、智能化的時代背景之下,學生的思想和行為也隨之產(chǎn)生了極大的變化,呈現(xiàn)出復雜化的趨勢．很多課堂教學并不能很好地激發(fā)學生學習的好奇心,無法通過有效互動提高學生學習的參與度,最為根本的是,學生不知道課堂所學在生活中有什么實際應用．長期如此,將導致學生產(chǎn)生厭學情緒,從而降低學生學習的投入度,引發(fā)教師教學的“焦慮癥”．

作為長期工作在高中物理教學第一線的教育工作者,筆者認為,要改變現(xiàn)狀,提高課堂教學效果,關鍵是要實現(xiàn)教學模式的改革與創(chuàng)新．只有選擇合適的教學模式,與時俱進,才能幫助學生消除學習中的負面情緒,使學生在課堂上保持高度的注意力和參與度,改善學生對高中物理知識的感知、想象、思維和實踐能力,建立和諧活躍的課堂氛圍,使得學生在課堂上愉快地汲取理論知識,并會在課后將所學知識應用于生活中去．

BOPPPS教學模式就是一種可以提高課堂教學效果、實現(xiàn)多元化教學目標的教學模式．它起源于北美,是近年來受到眾多北美院校認可和推廣的一種教學模式．它將課堂教學分為導言(Bridge-in)、目標(Objective/Outcome)、前測(Pre-assessment)、參與式學習(Participatory learning)、后測(Post-assessment)和總結(jié)(Summary)6個模塊,將其英文首字母相連,簡稱BOPPPS教學模式．這種教學模式強調(diào)學生的全方位參與式學習,重視學生與教師、學生與學生之間的互動;強調(diào)教師及時獲取學生的反饋信息,并對后續(xù)教學活動做出調(diào)整．

1 BOPPPS教學模式及其內(nèi)涵

從教學心理學的角度來說,人的專注力只能持續(xù)10-15min,BOPPPS教學模式就是根據(jù)這樣的認知理念提出來的一種教學模式．BOPPPS教學模式將課堂設計成6個模塊,每個模塊所用時間一般不超過15min,同時這些模塊具有“起承轉(zhuǎn)合”的作用,使得整節(jié)課分段而不零散,完整而又不會產(chǎn)生認知疲勞．

(1) 導言(Bridge-in)模塊是已學內(nèi)容和未學內(nèi)容的承接,應該做到吸引學生的注意力,激發(fā)學生的學習興趣,同時還能引發(fā)學生思考,幫助學生專注于即將學習的內(nèi)容．因此,在這一部分,可以舉一些生活實例,講有趣的故事,或者提出挑戰(zhàn)性的問題等等．

(2) 目標(Objectives/Outcome)模塊應該具體明確,可以及時觀察和衡量．這是教師在上課之前、甚至是制定BOPPPS教學設計之前就應該先明確的,包括通過課堂教學,學生在什么情況下、將學到什么、學到什么程度．只有目標明確了,才能有針對性的設計課堂教學內(nèi)容,也才能進行有效的教學評估．教學目標對于教師來說,應該從掌握、理解、了解3個層次來表達,而對于學生來說,則應該從能夠識記概念、判斷正誤、求解問題等方面來考察．

(3) 前測(Pre-assessment)模塊是非常重要的,因為這樣的測試不僅可以激發(fā)學生的興趣和能力,幫助學生聚焦特定目標(即將學習的內(nèi)容),還可以讓教師快速而準確的了解學生是否需要復習先備知識,從而根據(jù)學生的水平調(diào)整課程內(nèi)容的深度與進度．前測的形式可以多種多樣,比如:提問、小測驗、集體討論、腦力激蕩、個人或團體活動等等．

(4) 參與式學習(Participatory learning)模塊是整個BOPPPS教學模式中最為核心的環(huán)節(jié)．參與式學習能夠提高學生的參與度、體現(xiàn)學生的學習風格,促進學生展開團體活動加強合作,增強師生互動、生生互動,從而實現(xiàn)多元化的教學目標．之所以選擇參與式學習,是根據(jù)不同教學方式產(chǎn)生的學習效果來決定的,如表1．

表1 不同教學方式產(chǎn)生的學習效果比較

由表1可以很明顯地看出,學生參與度越高的教學方式,取得的學習效果也越好．可見,BOPPPS教學模式采用的“參與式學習”正是從提高課堂教學效果、實現(xiàn)最優(yōu)教學目標的角度出發(fā)的．

參與式學習在具體實施時,可以通過小組討論、案例教學、角色扮演、頭腦風暴、辯論、筆記分享、情景模擬和實際操作等方式實現(xiàn),教師在備課時,就應該結(jié)合課堂教學內(nèi)容,選擇合適的方式,善用互動教學技巧,達到最佳教學效果．

(5) 后測(Post-assessment)模塊其實是教學評價的一種,它能夠幫助了解學生的學習效果,判斷是否達成既定的教學目標．后測模塊相較前測模塊花的時間要多一些、難度稍大一些,更接近測試,比如:對知識的理解評估,可以出選擇題和簡答題;對應用分析能力的評估,可以出特定情境分析;對技能傳授的評估,可以是檢核表或?qū)W生展示的形式;對態(tài)度價值的評估,可以通過態(tài)度量表、心得、日志等方式進行．將后測的結(jié)果量化,就可以對整體教學效果進行評價了．

(6) 總結(jié)(Summary)模塊是課堂教學中必不可少的一環(huán)．總結(jié)課堂教學的內(nèi)容,可以幫助學生整合學習、引導學生反思學習內(nèi)容,總結(jié)還包括預告下次課程的教學內(nèi)容,所以說,總結(jié)也是承上啟下的一個環(huán)節(jié)．教師可以通過回顧學習目標、理順知識要點難點、布置課后作業(yè)或課外閱讀等方式進行總結(jié),而學生也應該及時總結(jié)自己的學習收獲、分享學習心得等．總結(jié)環(huán)節(jié)可以用師生大討論的形式展開,不僅可以拉近師生的距離、促進師生交流,教師還可以借此機會大方的表揚和鼓勵學生,激發(fā)學生學習的興趣,從而提升學生學習的自信心和投入度．

2 BOPPPS教學模式應用案例

下面筆者就以高中物理課程中選修3-1“2.6導體的電阻”教學設計為例,說明BOPPPS教學模式在實際教學中的應用．

2.1 教學設計說明

(1) 教材分析.

本課時是普通高中物理課程標準實驗教科書——人民教育出版社物理選修3-1第2章第6節(jié),本節(jié)內(nèi)容不是本章的重點內(nèi)容,但它是電學中最基本的一個定律,是電學知識的基礎．

在高中物理課程標準中,要求通過實驗探究決定導體電阻的因素,知道電阻定律,用電阻定律進行有關的計算．

(2) 學情分析.

學生在初中已經(jīng)學過電阻R與長度l、橫截面積S和材料間的定性關系,又承接了前節(jié)歐姆定律的知識和電路設計、選擇的相關知識,同時也掌握了控制變量法,這些都為電阻定律的學習打下了很好的基礎．

授課班級是物理/生物組合,基礎相對較好,具備一定的實驗操作能力和分析問題的能力．

2.2 BOPPPS課堂教學設計

首先,筆者在備課時,按照表2進行了符合BOPPPS教學模式的課堂教學設計．這張表是BOPPPS教學模式的基本設計表,可以理順教學者的思路,呈現(xiàn)課堂的整體框架．

表2 BOPPPS課堂教學設計表

續(xù)表

2.3 BOPPPS課堂教學實施

根據(jù)表2,進行詳細的課堂設計,讓內(nèi)容更飽滿,更注重細節(jié),確保課堂“師生互動、生生互動”．經(jīng)過反復演練,筆者認為實現(xiàn)學習目標是整個課程的核心價值,起到提綱挈領的作用,因此將學習目標放在課堂的第一環(huán)節(jié)．教師言簡意賅地說明學習目標,這不僅可以讓學生明確這節(jié)課的學習任務,掌握學習方向,有的放矢,還可以讓學生更合理的安排自己的時間,提高學習效率．

(1) 學習目標.

教師: (a) 理解電阻的大小跟哪些因素有關,掌握電阻定律．

(b) 了解材料的電阻率的概念、物理意義及其與溫度的關系．

學生: (a) 經(jīng)歷決定導體電阻因素的實驗探究過程,體驗運用控制變量法研究物理問題的思維方法．

(b) 通過分組實驗,培養(yǎng)實驗設計和實驗操作的能力．

(c) 通過對實驗數(shù)據(jù)的分析,提高科學分析、提煉實驗結(jié)果的能力．

學習目標最終落實到情感態(tài)度和價值觀中,就是希望學生通過討論、操作等學習活動,培養(yǎng)他們實事求是的科學態(tài)度和敢于探索的科學精神;通過實驗探究,體驗成功的積極情感,進一步理解認識來源于實踐;通過介紹超導現(xiàn)象,了解電阻率與溫度有關,讓學生強烈感受到物理就在我們的身邊,激發(fā)學生學習物理的興趣．

(2) 導言+前測.

實際授課時,將導言模塊和前測模塊相結(jié)合,這樣更符合該節(jié)課的邏輯性,也更能適合學生的學習風格．

教師:上課前先給同學們看一樣東西(滑動變阻器),我手里拿的是什么?

學生:滑動變阻器．

教師:你們知道它是如何改變接入電路中的電阻的嗎?

學生:調(diào)節(jié)滑片,改變電阻絲的長度．

教師:回顧一下初中的時候探究過的導體的電阻與哪些因素有關呢?

學生:學生躍躍欲試,討論得出導體的電阻與長度、橫截面積、材料、溫度等因素有關．

教師:導體的電阻與這些因素之間有怎樣的定量關系呢?物理學是一門以實驗為基礎的自然科學,我們可以通過實驗來探究．

通過該模塊,引出本節(jié)課的研究對象:電阻．在學生已有知識經(jīng)驗和真實經(jīng)歷的基礎上創(chuàng)設情境,提出問題,點明思考方向,引出課題．

而問題難度雖小,卻可以引發(fā)全體學生積極參與思考,激發(fā)學習興趣,起到預熱的效果．

(3) 參與式學習.

教師:大家知道如何探究一個物理量和幾個變量之間的關系嗎?

學生:控制變量法．

(確立探究方法:控制變量法)

教師:那該如何控制變量呢?哪位同學來發(fā)表一下自己的見解?

學生:我認為可以分3步完成探究:

(1) 相同材料、相同橫截面積,探究導體電阻R與長度l的關系;

(2) 相同長度、相同材料,探究導體電阻R與橫截面積S的關系;

(3) 相同長度、相同橫截面積,探究導體電阻R與材料的關系．

(確立探究方案: ① 相同材料、相同橫截面積,探究導體電阻R與長度l的關系; ② 相同長度、相同材料,探究導體電阻R與橫截面積S的關系; ③ 相同長度、相同橫截面積,探究導體電阻R與材料的關系)

教師:下面這段時間,大家先相互交流,我給你的這些器材你可以探究方案中的哪一種?回答的時候希望你告訴別人你們小組有什么器材,你們小組認為可以探究方案中的哪一種,如何探究的,下面開始．

學生:認真觀察桌面上的實驗器材,回顧它們的作用,分組交流討論,根據(jù)探究任務,確定本組探究目標,并詳細制定操作步驟．

學生代表發(fā)言:

第1大組:我們器材有鎳鉻絲1根、電壓表、電流表、電源、電鍵、滑動變阻器以及導線若干,我們認為可以探究方案1,分別量取不同長度的電阻絲,測出對應的電阻,研究兩者之間的關系．

第2大組:我們器材與第1組相同,我們打算研究方案2,量取一定長度的電阻絲,測出對應的電阻,然后取相同長度的電阻絲兩端對齊緊捆在一起,得到橫截面積為原來兩倍的電阻,測出對應的電阻,接著再取一段相同長度的電阻絲與剛才2根捆緊,得到橫截面積為原來3倍……如此進行,多次測量,研究電阻與橫截面積的關系．

第3大組:我們小組有鎳鉻絲1根,長1 m,直徑0.5 mm;鐵鉻鋁絲1根,長1 m,直徑0.5 mm;數(shù)字多用電表1只．我們認為可以探究電阻與材料的關系．

教師:第1大組和第2大組如何設計測量電阻的電路圖?

圖1

學生:伏安法測電阻．采用電流表外接法,滑動變阻器采用分壓式接法,如圖1所示．

教師:讓學生利用仿真物理實驗室進行電路模擬連接．(可以調(diào)取某組學生的仿真電路,屏幕廣播給每臺機器,以便所有小組檢查核對本組的模擬連線)

學生:在各自電腦進行模擬電路連接．

教師:讓學生在電腦桌面找到名為“數(shù)據(jù)處理”的Excel文件,在文件中找到自己要探究的方案的數(shù)據(jù)表格,用來記錄實驗數(shù)據(jù)．

學生:雙擊打開,找到本組需要的表格．

教師:下面開始操作．(巡視各小組探究活動情況,并協(xié)助學生解決在探究過程中所碰到的問題)

學生:自行動手進行實驗探究,通過交流合作,得出探究結(jié)果．

教師:小組交流探究成果．(電腦調(diào)取學生實驗數(shù)據(jù),讓學生介紹實驗數(shù)據(jù),分享探究成果)

學生:學生代表發(fā)言:

第1大組:由數(shù)據(jù)得到的R-l圖像是一條過原點的直線得出電阻與長度成正比．

第3大組:相同長度、相同橫截面積的鎳鉻絲與鐵鉻鋁絲電阻不同,可以得知導體的電阻與材料有關．

教師:得出結(jié)論,并書寫板書．

k為比例系數(shù),與材料有關,與長度、橫截面積無關．l為長度,S為橫截面積．

結(jié)論:同種材料的導體,其電阻R與它的長度l成正比,與它的橫截面積S成反比,導體電阻與構成它的材料有關．

圖2

舉例說明:如圖2所示導體,電流從左向右通過導體,導體電阻是多少?

教師:若電流自上而下通過導體呢?

教師:這個例子說明同一個導體介入電路的方式不同,它的電阻也不一樣．

比例系數(shù)ρ與材料有關,與長度和橫截面積都無關．大家觀察一下,如果l、S一定的話,ρ越大,電阻越大,那么ρ反映了導體的什么特性呢?

學生:導電特性．

該模塊本就強調(diào)“參與”,因此采用分組討論、學生互動,既可以發(fā)揮學生的主體作用,又能培養(yǎng)組內(nèi)成員合作意識．

而3個探究方案中,方案1和方案3的操作方法比較容易得出,但是方案2的操作方法,由于提供的電阻絲只有1根,要達到橫截面積改變而長度不變的目的,學生需要經(jīng)過反復討論改進,小組間相互質(zhì)疑,這種競爭意識可以激發(fā)學習的熱情,挖掘個體學習的潛能,使學生在互補促進中共同提高．

(4) 后測.

通過有針對性的測評方式,檢查學生的學習情況,了解學習效果,評價是否達到既定的教學目標．為了提高效率,以選擇題的形式進行后測.

題1.關于電阻率的說法正確的是

(A) 電阻率ρ與導體的長度l和橫截面積S有關.

(B) 電阻率表征了材料的導電能力的強弱,由導體的材料決定,且與溫度有關.

(C) 電阻率大的導體,電阻一定很大.

(D) 有些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響,可用來制作電阻溫度計.

(C) 100R. (D) 10000R.

題3.1只“220 V 100 W”的燈泡工作時電阻為484Ω,拿1只同樣的燈泡來測量它不工作時的電阻,下列說法中正確的是

(A) 小于484Ω. (B) 大于484Ω.

(C) 等于484Ω. (D) 無法確定.

測試的本身并不是課堂教學的目的,關鍵在于促進教學過程的展開、教學設計的完善,從而提高課堂教學的效果,實現(xiàn)多元化的教學目標．

(5) 總結(jié).

教師:表征材料性質(zhì)的物理量,與長度、橫截面積無關,與導體的材料有關．

上課大家提到電阻跟溫度有關,溫度到底影響的是ρ、l、S中的哪個物理量呢?我們一起來學習一個新概念,然后再來回答這個問題．

不知道大家有沒有聽說過超導現(xiàn)象?請大家利用互聯(lián)網(wǎng),上網(wǎng)搜索“超導現(xiàn)象”,主要是查找什么是超導現(xiàn)象．(調(diào)取某位學生的檢索結(jié)果,集體學習)

學生:上網(wǎng)檢索,瀏覽大量相關文字、圖片、視頻信息．

主要意思為:超導現(xiàn)象是指材料在低于某一溫度時,電阻突然變?yōu)?的現(xiàn)象,而這一溫度稱為超導轉(zhuǎn)變溫度．

教師:我在思考一個問題,在材料溫度達到轉(zhuǎn)變溫度時,導體的長度是不是變成0了呢?導體的橫截面積是不是變成無窮大了呢?

學生:都沒有.

教師:這個事實說明,在溫度達到轉(zhuǎn)變溫度時,是導體的電阻率發(fā)生了變化,所以電阻率與溫度有著密切的聯(lián)系．

那電阻率與溫度之間有怎樣的定量關系呢?我們又提出一個新的問題:ρ與長度、橫截面積無關,與溫度有怎樣的定量關系呢?

我想發(fā)現(xiàn)一個問題比解決一個問題更重要,這也是我們這節(jié)課課后要做的事情．

學生: 分組討論,并分享心得體會．

教師: 總結(jié),并適時表揚．最后,布置一下今天的作業(yè):

(1) 設計一個實驗并尋找器材實驗探究電阻率與溫度的關系,或者查找資料理論分析論證兩者的關系;

(2) 根據(jù)自己查找的資料,了解并相互交流超導現(xiàn)象與半導體材料的應用．

2.4 教學反思

本節(jié)課,采用實驗法探究電阻定律．積極地創(chuàng)設條件,引導學生自己設計實驗、完成實驗,在設計實驗的過程中,通過提問的形式引導學生的實驗思路,體現(xiàn)“參與式學習”的課堂教學．

(1) 與以往教法相比較,本節(jié)課有如下的亮點.

課堂教學模式采用了現(xiàn)在比較流行的BOPPPS教學模式,使得課堂結(jié)構更加完整．時間的合理分配,更適合學生的學習心理;參與式的學習過程,更能激發(fā)學生的學習興趣,提升他們的學習投入度;難度適中的測試,更能樹立學生的自信,為其今后的自主學習夯實基礎．

通過BOPPPS教學模式,還將課堂教學目標由原來的強調(diào)能“推導出電阻定律”擴展到既要導出電阻定律,還要努力實現(xiàn)提高學生分析能力,培養(yǎng)實驗興趣．從本節(jié)課的實施過程來看,這一目標基本實現(xiàn)．

在教學手段方面,使用了仿真物理實驗室、Excel圖表功能、互聯(lián)網(wǎng)、多媒體課件,多種手段交替使用、相輔相成,既體現(xiàn)了信息化教學的高效率,又充分調(diào)動了學生主動探究的熱情．

(2) 課堂教學過程中,有待改進的問題.

在探究導體電阻與材料的關系時,可以增加純金屬如銅絲、鐵絲,這樣可以使學生認識到在長度相同、橫截面積相同時,純金屬比合金材料電阻小的事實,比語言講授效果好．

前測模塊,應該適時鼓勵學生做好課前預習,養(yǎng)成良好的學習習慣,有利于新知識的接受與吸收．

后測模塊時間顯得比較緊張,如果能夠?qū)⑽锫?lián)網(wǎng)、智能終端及先進的教學軟件結(jié)合起來,將大大減少后測的時間,還可以同時給出學生答題結(jié)果的分析,讓教師第一時間掌握學生學習的反饋信息,從而及時地調(diào)整總結(jié)模塊的內(nèi)容．

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