核心素養視域下BOPPPS優化模式在中學物理實驗教學中的應用

金朝娣 王軍

摘?要：針對以往中學物理實驗教學的不足，在學科核心素養的培養中，將BOPPPS教學模式進行優化并應用于實驗課堂中，在教學實踐中立足于實驗探究和創新，引導學生在小組互助的學習模式中發掘、強化、保持學習動力，在收獲學科知識的同時提升學科核心能力和核心品質.

關鍵詞：核心素養;BOPPPS優化模式;實驗教學

文章編號：1008-4134（2020）05-0025中圖分類號：G633.7文獻標識碼：B

基金項目：北京市物理學會2020-2021年度教育科研立項課題“從實驗探究角度培養中學生物理核心素養的研究”（課題編號：WLXH202095）.

作者簡介：金朝娣（1984-），女，安徽安慶人，博士，中學高級教師，研究方向：物理教學與核心素養培養.

實驗是物理學科的課程靈魂，是完善學生認知過程的重要渠道.高中新課程標準明確提出在物理學科核心素養的培養過程中，建議一線教師開展生動活潑的實驗課堂，引導學生經歷科學探究過程，學會科學研究方法，養成科學思維習慣，增強創新意識和實踐能力，最終通過問題解決促進學科核心素養的達成.而以往實驗教學存在課時有限、設備不完備、教師改進實驗或優化實驗的意識淡薄，加上升學壓力這一客觀因素，導致實驗課堂多數以教師講授為主，學生被動接受.長此以往，學生的主動性、自主性、積極性沒有得到發揮，導致核心素養培養目標落實不到位.鑒于此，如何營造一種新型實驗教學環境，達到課程標準基本理念和核心素養對于實驗教學的要求，構建學生自主學習的氛圍，是推進實驗教學進一步改進的迫切要求.

筆者從中學生的物理學習心理特點和需要出發，立足于實驗創新和探究，對加拿大興起的BOPPPS教學模式的核心環節及其操作要點進行了詳細分析[1].對該教學模式中的主要環節，即引入環節（Bridge?in）、目標展示環節（Objective）、前測環節（Pre-assessment）、參與式環節（Participatory）、后測環節（Post-assessment）、總結環節（Summary）等六個環節進行部分優化[2]，力求激發學生的興趣，讓學生通過自主性學習、探索式學習、合作式學習高效地完成具體教學目標的同時，核心素養和關鍵能力得到提升.

1?BOPPPS模式優化

有些一線教師將BOPPPS教學模式應用于中學物理課堂中，嘗試并探討了該模式中6個環節的具體實施情況和注意事項，并在實施過程中做了適度的調整，強化了“以學生為中心”的教學策略，這為將該模式與當下核心素養培養目標結合以及在高中物理教學中的實踐應用奠定了基礎[3-5].

1.1?基于核心素養的BOPPPS教學模式優化

物理學科核心素養的培養建議，一線教師要開展生動活潑的課堂氛圍，將物理學科核心素養的培養貫穿于物理教學活動的全過程，通過問題解決促進物理學科核心素養的達成.

為此，筆者提出了核心素養視角下B0PPPS教學模式在中學物理教學中的優化與實踐改進研究，針對傳統模式的不足，在物理學科核心素養視角下，筆者對BOPPPS教學模式部分環節進行優化，使傳統的BOPPPS教學模式更加完善和細致化，為教師落實學科核心素養的培養目標提供了一種新的思路和參考，優化后的具體操作流程如圖1所示.

1.2?解決的實際問題和創新點

該流程不僅明晰了每個步驟背后的設計目標，更是將核心素養明確提出納入教學，將合作學習和多元化評價方式納入操作環節，在提高學生興趣和參與度的同時，更有助于促進學生綜合素養的發展.在課堂實施時，且有具體的操作流程，在具體目標的驅動下，開展小組互助的學習方式，教師在每個環節都會對學生及時引導和把控，具有避免部分學生盲目跟從形式化的學習，能及時反饋學生的問題，且每個環節都對應了核心素養的培養目標等優勢，該實施途徑較以往實驗課堂教學流程的創新點見表1.

2?案例分析

物理課堂教學中，采用優化的BOPPPS教學模式，促進學生合作學習，通過優化后的六個環節的合作學習，學生不僅加深了對概念和規律的認知，其操作技能、觀察、思維的拓展和解決問題等素養的培養都有著具體的落實.

下面以“探究加速度與力、質量的關系”新授課為例，分析BOPPPS優化模式在課堂實踐中的具體運用.

2.1?情感策略引導——興趣引導助學困生建立信心

在教學中，情感輸入是提高學生學習物理興趣的前提，物理學科的學困生多半是對物理失去興趣.因此，在本節課正式授課之前，筆者給予學困生特殊關注，指導他們提前準備這節課課堂上所需要的“道具”，而在準備工作中盡可能以學困生的興趣為切入點，不僅讓其提前預習相關知識點，更重要的是借以激發其學習動力，充分調動其積極性.圖2是筆者為所教授班級的物理學科學困生準備的“道具”，這一環節筆者認為是發揮主觀能動性的方式之一，有利于推動BOPPPS小組互助學習，讓盡可能多的學生積極融入小組探究學習中.

2.2?環節一：引入——創設問題情景，激發學生學習興趣和探究欲望

實驗探究課，如果直接告訴學生實驗目的，學生只能被動接受，而他們沒有真正明白為什么要探究這個實驗.用包裝一樣的乒乓球和小鐵球小實驗（如圖3所示）引入，并讓學生代表參與演示，引導學生思考隱藏在實驗現象背后的物理規律，通過小組討論形成有價值的問題.

2.3?環節二：目標展示——多元化的評價標準，尊重個性，促進全體學習

筆者在目標展示環節，強調重點關注以下三個方面的評價：盡可能尊重學生個性，讓其非智力因素在新知識的學習中起促進作用，從而確定建立信心的切入點;更要注重培養學生實驗探究的能力和素養，讓其體會發現問題，解決問題，收獲知識和能力的樂趣，最終實現個性化學習和全體互動學習相融合.

評價方式1：關注認知構建——發現問題、解決問題的方法和策略.

在實驗探究中發現問題并解決問題是形成物理概念和規律的必要途徑，也是提升學生思維和能力的必要環節，利用好小組學習，對學生觀察能力的培養、思想品德的形成、思維的發展和分析問題、解決問題能力的培養有著重要的意義.在此環節，教師適當引導，學生合作交流，

評價方式2：關注核心素養提升——獲取并處理信息的能力.

學生通過小組合作學習討論，可以獲得很多信息，引導學生提出值得研究的問題，本評價方式意在以學生為主體，加強學生綜合方法的培養和訓練，使學生養成多角度、全面看問題的習慣和思維品質.

評價方式3：關注思維的延伸——預設“沖突”，激勵探究欲望.

在常規的實驗教學中加入實驗探究環節，在教學中給學生設置一些認知“沖突”，讓學生產生質疑，與已有的認知引起沖突，最后自查原因，在學生發現認知沖突，到解決沖突的過程中，學生不僅收獲知識，更是收獲了解決問題的能力.

2.4?環節三：前測——設置問題串突破學生思維障礙，推進小組合作學習

學生直接想出用小桶的重力近似替代合外力F有些困難，需要引導啟發.這里可以設置一些由淺入深的問題與學生互動.

設置問題：重力、彈力和摩擦力，哪個力最方便測量？

大部分學生能回答：重力.

繼續追問，能用一個物體的重力作為外力F嗎？

學生回答：能.

繼續追問，怎么做？

學生知道小車與軌道之間有摩擦，但是利用小車重力分力來平衡摩擦力需要教師引導.教師提問：我們測的是分力還是合力？

教師提問：小車受到牽引力外應該還受到什么力？

學生會回答：摩擦力.

教師提問：摩擦力怎樣測？我們能否不用測，利用裝置自身的條件？

（將小車的軌道傾斜，提示學生）

小車傾斜之后，對小車進行受力分析，引導學生怎樣平衡摩擦力.

2.5?環節四：合作學習——設置認知沖突，引導互助探究

筆者根據學生學習情況和動手能力，將班級學生分為四組，編制A，B，C和D組，并在學生不知情的前提下，提前將每組的實驗器材設置不同（如圖4）.

（1）保持小車質量不變，研究力與加速度間的關系（A，B組）.

A組：保證小桶質量遠小于小車質量.

B組：小桶質量沒有遠小于小車質量.

（2）保持合外力不變，研究力與質量間的關系（C，D組）.

C組：小桶質量遠小于小車質量.

D組：小桶質量沒有遠小于小車質量.

教學中欲將四組實驗的結果一起呈現，讓學生自己發現結果有何不同，規律為什么會不同？

學生分小組討論，大部分學生在討論的過程中會發現老師設置的實驗差異——部分器材不同.通過這樣的環節能直接給學生視覺沖擊，引導學生要善于發現問題，同時在問題解決中深化和拓展思維.

2.6?課堂檢測——“答辯”式反饋，提升思辨能力

優化的BOPPPS教學模式中的“答辯”式總結環節，遵循問題、證據、交流、答辯的順序，師生一起突破知識難點.

2.6.1?觀察結果，發現問題

四組實驗結果呈現，如圖5所示.

四個小組學生按照正確的實驗步驟進行實驗，各組會得到類似圖5所示的實驗規律.該環節中，筆者將四組實驗的結果一起呈現，讓學生思考結果有什么不同？結果背后蘊含著怎樣的規律？

先討論AB組為什么不同？給予小組充分的討論和檢查實驗器材的時間，根據課堂經驗，細心的學生會發現背后的“玄機”在于小桶中質量組合.

2.6.2?問題引導，剖析原因

物理概念和規律的形成是個復雜的過程，筆者認為構建合理的教學模式能轉變學生的認知，通過由現象引發問題創設，能啟發學生思考，要比直接告訴學生結果更能促進科學思維的形成.

思考以下需要“答辯”的問題，尋找原因：

①小桶受到的重力與受到繩子的拉力相同嗎？

②什么情況下小桶的拉力等于重力？

③什么情況下不等呢？

④小桶向哪個方向運動？

⑤實際情況，重力大，還是拉力大？

⑥什么情況下小桶受到的重力近似等于繩子的拉力？

2.6.3?小組“答辯”，教師點撥，形成結論

通過小組討論交流，并通過抽簽的形式，由小組代表回答老師的問題，在問題逐一被解決的過程中，形成結論：在此實驗中，如果以小車為對象，研究加速度與質量、力的關系時，需要小桶的重力充當小車的合外力，故小桶的質量要遠小于小車的質量.

這一環節通過小組“答辯”式的師生互動學習，不僅能落實知識目標，更能充分調動學生的積極性，激發探索的愿望.學生能仔細觀察，縝密地查找原因，當學生知道原因后，收獲的不僅是學科知識，還有學科的實驗精神和能力.

2.6.4?反饋落實，學會遷移

當學生知道A、B組實驗結果呈現規律不同的原因時，讓學生再判斷C、D組實驗結果哪個比較符合實驗要求，哪個誤差大？這一環節主要是反饋落實對之前討論的關鍵問題的理解情況，并引導其學會遷移，進一步深化對問題的認識.

3?尊重學生個性，從核心素養培養角度構建“以學生發展為本”的評價機制

筆者認為，評價應以促進學生物理學科核心素養的提升和學習能力的提高為目的，建立合適的評價機制盡可能且全面評價每一位學生.故在該優化模式課堂實踐后，筆者通常采用以下三種方式檢測學習效果和客觀地評價學生的收獲.

3.1?評價方式1——過程性評價量表的實施

過程性評價應以促進學生物理學科核心素養的提升為目的，圍繞“物理觀念”“科學思維”“科學探究”“科學態度與責任”等物理學科核心素養，筆者設置相應的評價量表，讓學生開展自我評價和相互評價，充分了解自己的優勢和弱勢.

3.2?評價方式2——個性化作業

針對作業反饋模式，應尊重學生個性，不能停留在盲目刷題上，允許他們選擇自己喜歡的方式來反饋學習情況，作業的形式可以是撰寫小論文、研究報告或者自制教具或學具，圖6為某一物理學困生針對該實驗課的作業展示，從圖中可以看出，孩子完成作業的心態是積極的.

3.3?評價方式3——追蹤問卷

筆者通過對問卷調查篩查出來的學困生進行為期2個月的持續追蹤，每周一次進行問卷調查.問卷的題目主要涉及通過基于BOPPPS優化模式的實驗課堂的實施，對物理信心的逐步建立、克服困難的勇氣、掌握物理學習策略等方面的促進情況進行調研，具體結果如圖7所示.

從圖7中可以看出，學困生的成績也在不斷地提升，主動性、積極性得到明顯改善.

4?結論與展望

基于BOPPPS教學優化模式的課堂實踐，有以下幾點收獲.

（1）學生在多元化評價標準的引領下收集同伴們不同的觀點，開闊了思維和見識，同時學會有效溝通，加強了團隊意識.

（2）探究式實驗教學中，學生體驗解決問題過程中的樂趣，體驗探究過程中的艱辛與喜悅.

（3）尊重學生個性，允許他們選擇能展現自己興趣或優勢的學習方式進行學習，發揮其主觀能動性.

總之，基于BOPPPS教學優化模式的實驗課堂實踐，課堂設計從學生新獲得的知識入手，以學生的興趣為主線，用基于核心素養核心要素及團隊合作為支撐，在教師恰當的點撥下，學生一步步經歷了從簡單到復雜的問題解決過程，逐步樹立信心，并發展相應的物理學科核心素養.

參考文獻：

[1]李鈞.優化物理教學過程培育學科核心素養[J].物理教學，2018（07）：45-46.

[2]鄭宇晴，朱靈坤.基于BOPPPS教學模式的“大氣壓強”教學設計?[J].物理教師，2019（01）：7-11.

[3]顧雅彥.BOPPPS模式在新授課教學中的實踐應用[J].物理教學，2019（02）：7-10+47.

[4]郭玉英.從三維課程目標到物理核心素養[J].物理教學，2017（11）：2-4+8

[5]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準[M].北京：人民教育出版社，2018.

（收稿日期：2019-11-19）