基于BOPPPS模型的大學物理課堂教學設計

黃毅 覃忠成 莫曉華 何良明

摘 要： 傳統的大學物理課程重視學生對物理知識的理解以及掌握，缺乏對學生自身知識儲備程度的關注，難以培養學生創新意識，忽視學生的互動學習。針對這些問題，本文將BOPPPS教學理念運用到大學物理課堂設計之中，并將BOPPPS教學六要素——導言、目標、前測、參與式學習、后測和總結分布到大學物理“高斯定理”章節中，以達到培養學生創新能力。

關鍵詞： 大學物理;BOPPPS;高斯定理

1 概述

現代大學教育倡導學生自主學習和探索式獲取知識，目的在于培養學生的科學素質和創新能力。大學物理是一門物理知識比較抽象課程，它與高等數學知識緊密結合，增加了學生學習和理解的難度。如何讓學生高效地掌握知識，克服學習困難是教師必須考慮及解決的問題。BOPPPS教學模型源于加拿大教師技能培訓工作坊（Instructional Skills Workshop，ISW），核心要素是以學生為中心，強調學生參與式學習，提升學生的學習興趣，增加教學互動和反思，從而達到較好的教學效果與較高的課堂效率。BOPPPS教學模型將教學過程分為6個階段：

（1）導入（Bridge-in），通過故事、視頻、圖片等形式吸引學生的注意力，激發學習的主動性。

（2）目標（Objective），是指在本節課后學生能知道、思考、達到什么程度。

（3）前測（Pre-assessment），是指通過測試等方法了解學生對相關知識的掌握程度，實現因材施教。

（4）參與式學習（Participatory Learning），是在教學過程中盡可能的引導學生主動地參與學習，包括提問、小組討論、案例研究等教學方法。

（5）后測（Post-assessment），是通過提問、討論等形式測驗學生的學習效果，評估教學目標是否實現。

（6）總結（Summary），是對本節課程提供一個簡短的總結知識脈絡和重點。

針對當前大學物理課程教學現狀及存在的問題，本文基于BOPPPS教學模型對課程進行教學改革，提供了一個清晰的教學實踐流程，調動學生積極性，使得課堂教學更具有可操作性。

2 基于BOPPPS模型下“高斯定理”的教學設計

2.1 導入（Bridge-in）

開始課堂教學，提出問題，例如，如何形象地將帶電體的周圍電場表現出來？通過觀看木屑在各種電場中的排列視頻，把抽象的電場通過電場線形象表示出來，再利用精美的電場線圖片吸引同學注意力。

2.2 學習目標（Objective）

指引學生探索性學習，明確本節課的學標：

（1）理解電場強度E → 的閉合曲面積分與所包圍電荷之間的關系;

（2）掌握計算高斯面積分技巧，理解軸對稱、球對稱、面對稱分布帶電體周圍的電場問題。

2.3 前測（Pre-assessment）

前測選擇題? 提問學生回答PPT中設置選擇題，例如：在固定點電荷A的電場中，有另一點電荷B僅在電場力作用下做直線運動，電荷B在某段時間內速度v隨時間t的變化關系如圖所示，則關于A、B電性及B在該段時間內運動情況描述正確的是（? ）。

A.A、B為異種電荷，且電荷B遠離A運動

B.A、B為同種電荷，且電荷B遠離A運動

C.A、B為同種電荷，且電荷B靠近A運動

D.A、B為異種電荷，且電荷B靠近A運動

2.4 參與式互動教學（Participatory Learning）

將高中學過特殊的電通量的概念和高斯定理閉合曲面的電通量聯系起來，其中電場強度通量為Φe=ES，提問學生電通量的相關知識。分組進行討論，分析電場的分布特點，應用高斯定理優選適當的高斯面，積分求解電場強度。其中高斯定理為：

E·dS= 1 ε0 ∑ n i=1 qini

師生互動共同推導高斯定理的數學表達式，掌握從特殊到一般的科學研究方法。

2.5 后測（Post-assessment）—課堂練習

設置相關選擇題進行測驗，例如：關于高斯定理的理解有下面幾種說法，其中正確的是（? ）

A.如果高斯面內無電荷，則高斯面上E → 處處為零

B.如果高斯面內有凈電荷，則通過高斯面的電場強度通量必不為零

C.如果高斯面上E → 處處為零，則該面內必無電荷

D.如果高斯面上E → 處處不為零，則高斯面內必有電荷

2.6 總結（Summary）

總結加強概念和基本公式印象，利用高斯定理選擇適當的閉合曲面，理論聯系實際，使學生更好地理解和掌握高斯定理，達到最終的教學目標。

3 結語

本文結合大學物理課程的“高斯定理”章節，將BOPPPS模型的應用在課堂教學中，設置6個環節實現掌控課堂，改變學生的學習方式由被動變為主動，對提高教學質量具有很好的指導意義。

參考文獻：

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[3]儲亞偉，葉薇薇.基于BOPPPS模型下的高等數學微課教學設計[J].山東農業工程學院學報，2016，（9）：153-156.

基金項目： 廣西民族大學教學改革項目（2017XJGY36）;大學生創新創業訓練計劃項目（201710608025）;廣西高等教育本科教學改革工程項目（2018JGB1651，2019JGZ117）