BOPPPS教學模式下的高效課堂教學設計
——以“密度”為例

馮思宇

(華東師范大學第二附屬中學前灘學校,上海 200124)

筆者嘗試在初中物理課堂教學中引入BOPPPS教學模式,并以“密度”為例,基于BOPPPS教學模式進行模塊化教學設計,合理構建完整的課堂結構,引導學生進行參與式學習,提高課堂學習的投入度,及時有效地反饋學習信息,從而促進課堂效率的提高和多元化教學目標的實現．

1 BOPPPS教學模式

BOPPPS教學模式是加拿大青年教師技能培訓體系提出的一種以參與式學習為核心的教學模式．由于其效果顯著、可操作性強,引入國內后,在大中小學,尤其是微課堂教學中受到關注和重視．[1]根據人的注意力大約可以持續15 min,該模式將課堂教學分為多個教學小單元,且要求小單元內部以及小單元整體組成的課堂都要具有“起承轉合”的功能．具體來說,該模式主要將課堂分為引言(Bridge-in)、目標展示(Objective)、前測(Pre-assessment)、參與式學習(Participatory Learning)、后測(Post-assessment)、總結(Summary)6個模塊,簡稱BOPPPS．[2]各模塊的主要任務及注意事項如表1．

表1 BOPPPS教學模式各模塊主要任務及注意事項

2 基于BOPPPS教學模式的“密度”教學設計

2.1 教學準備

(1) 教材分析.

本節課是上海教育出版社9年級物理第6章“壓力與壓強”第1節的內容．密度是第6章的核心概念,在初中力學中占有較重要地位.它既是初二力學知識的延續,又為之后壓強和浮力的學習做好準備,因此具有承上啟下的作用．在初中物理課程標準中,要求通過實驗探究物質質量與體積的關系,掌握密度概念,會計算物質的質量、體積或密度．

(2) 學情分析.

學生已經學過質量、體積的概念,掌握控制變量的方法,能較為熟練地使用電子天平測量質量,使用量筒測量體積,這都為本節課的學習打下了較好的基礎．

授課班級的基礎較好,具備一定的實驗操作能力和數據分析能力．

2.2 教學過程

(1) 前測.

在實際課堂教學中,為了更加深入地了解學生對密度概念的理解程度,以便后續教學更有針對性地展開,筆者將前測部分放到了課堂的第一環節．完成一道不定項選擇題．

例題.以你對密度概念的理解,你認為，

(A) 密度大的物體質量比較大;(B)密度與物體的體積有關;(C)密度與質量和體積都無關,只與構成物體的物質有關;(D)密度是質量和體積的比值．

全班共41人,選擇結果如圖1所示．由結果可知,雖然學生已經在科學中學過密度的相關概念,但仍然有少部分學生對密度持有錯誤的前概念(10人次),大部分學生對密度有一個較為正確的整體認知(37人次),學生知道密度在數值上等于質量和體積的比值(32人次),但經交流發現學生對于為什么要用質量和體積的比值來定義密度并不十分明晰,因此在后面的教學中需要讓學生建立一個認知過程．

圖1 選擇結果統計圖

(2) 引言.

教師:老師手邊有兩個金屬塊,你有什么樣的方法可以鑒別它是銅塊還是鋁塊?

學生:根據顏色．紅色的是銅塊,銀白色的是鋁塊．

老師:現在老師給金屬塊穿上了一層衣裳,這是兩個表面被涂上白漆的金屬塊,現在該如何鑒別呢?

學生:用質量來鑒別，銅塊比鋁塊重．

老師:銅塊一定比鋁塊重嗎?

學生:不一定,體積大的鋁塊質量可能比銅塊大．

老師:問題出在什么地方?

學生:沒有規定體積．物體的質量不但跟物質有關,也和體積有關．

在這一模塊中通過實物的展出和鑒別問題的拋出,在吸引學生目光同時引發學生思考,之后教師以問題串的方式不斷引導學生找到問題所在,糾正了部分學生所認為的“密度大的物體質量比較大”的錯誤前概念并探討得出物體質量的影響因素:物質和體積,為接下來的探究實驗做好準備．

(3) 目標展示.

(a) 理解密度概念;

(b) 經歷“探究物質質量與體積關系”的過程,逐步建立密度概念;

(c) 通過分組實驗,提高實驗設計、實驗操作以及數據分析能力;

(d) 會計算物質的質量、體積或密度,會應用密度知識解決實際問題．

在這一模塊中,教師言簡意賅地闡明教學目標,尤其是課程的重點知識和學習價值,讓學生能夠清楚地知道通過這節課可以學到哪些知識,培養哪些能力,從而明確學習的方向．

(4) 參與式學習.

教師:剛剛同學總結得非常好．質量既和物質有關,也和體積有關．今天我們先來探究一下質量與體積的關系,需要用到什么方法?

學生:控制變量法．

教師:控制什么變量相同,具體怎么操作呢?有哪位同學來發表一下自己的見解?

學生:控制物質相同,用體積不同的同種物質來做實驗,分別測出它們質量．

教師:接下來的這段時間,請大家觀察你們小組桌面上所分配到的實驗器材,討論一下你們想要選取哪些器材來進行實驗以及實驗的具體操作步驟．待會兒我請每個小組派一名代表來進行交流．

學生認真觀察桌面上的實驗器材,回顧它們的作用,基于實驗任務來確定實驗器材并詳細制定操作步驟．

小組代表發言.

第1大組:我們組拿到的研究對象是體積不同的銅塊．原先我們想用電子天平來測銅塊的質量,但發現我們組的器材中并沒有．所以我們準備用彈簧測力計先測出銅塊的重力,然后通過計算求出銅塊的質量．由于銅塊的形狀是規則的,所以我們通過用刻度尺量出銅塊的的長寬高來求出它的體積．

第2大組:我們組拿到的是幾塊已經用過的形狀不規則的橡皮．首先橡皮的質量是用電子天平測量．因為橡皮的形狀不規則所以我們準備選用量筒、細線和水來測出橡皮的體積．具體的操作是:先在量筒中倒入適量的水,測出此時水的體積V1,然后將橡皮系在細線上慢慢放入量筒中使其浸沒,測出此時的體積V2,那么橡皮的體積就是V橡=V2-V1．

第3大組:我們組拿到的是幾塊形狀不規則的蠟塊．蠟塊的質量也是用電子天平測量．但因為蠟塊的形狀不規則而且它放到水里會浮起來,所以我們準備用細針、量筒和水來測量蠟塊的體積．具體的操作是:在量筒中倒入適量的水,讀出此時體積為V1,然后將蠟塊放到水里,用細針頂著蠟塊使其浸沒,讀出此時的體積V2,那么蠟塊的體積就是V蠟=V2-V1．

教師對3個小組方案進行點評和注意事項的補充．

學生根據自己設計的方案進行實驗,并利用電腦上的Excel軟件來設計表格記錄數據,并繪制m-V圖像．

教師電腦調取學生的實驗數據和繪制圖像,讓學生介紹實驗數據,分享實驗結果．

教師:根據你們小組的實驗數據和圖像,你可以得到怎樣的結論?

學生:我們畫出的m-V圖像是一條過原點的傾斜直線．所以我們認為對于同種物質而言,質量與體積成正比．

教師:其他小組學生也得到了一樣的結論嗎?

學生:或者也可以說同種物質,質量和體積的比值是相同的．

教師:很好．這兩種說法都是對的．接下來大家看一下,老師把3個小組的圖像放到了一張圖中,你還可以得到怎樣的結論呢?

學生:對于不同物質來說,它們圖像的斜率是不一樣的,說明不同物質質量和體積的比值是不同的．

教師:可見質量和體積的比值反映出了物質的某種特性．我們用密度來表示這種特性．

教師進而引出密度的定義和密度的公式．

這一模塊強調學生的“參與”,因此采用師生互動、生生互動以及小組實驗的形式進行,使得每個學生都能參與其中,學生在提高實驗探究能力的同時也培養了團隊合作的意識．

而在3組學生的方案中,第1小組的方案最容易得出,第2小組次之,第3小組的方案最難．由于蠟塊形狀不規則,且不沉于水,要測量它的體積除了需要量筒、水以外還需要借助細針(同小組的學生也給出了其他的設計方案)．在這個過程中,學生需要反復討論,同組學生之間相互質疑,不斷優化設計的方案．這種競爭意識可以激發學習的熱情,挖掘個體的潛能,使學生之間互相取長補短共同進步．

(5) 后測.

通過有針對性的測試,了解學生對所學內容的掌握情況,檢查教學目標是否達成,同時測試的結果也為后續教學設計的改進提供參考．

題1.通常說“鐵比木重”是指為

(A) 鐵的體積比木的體積小;

(B) 鐵受到的重力比木受到的重力大;

(C) 鐵的密度比木的密度大．

題2.若其他條件未知,以下各組器材中,不能探究長方體金屬塊質量與體積關系的是

(A) 刻度尺、水、細線、燒杯.

(B) 電子天平、刻度尺.

(C) 電子天平、水、細線、量筒.

(D) 彈簧測力計、刻度尺.

題3.試估算教室里空氣的質量．

這3道題目分別考查的是對密度概念的理解、“探究物質質量與體積關系”的實驗設計以及密度公式的應用．這3項均可以對應到教學目標．此外,通過題1測試結果與前測結果的對比,還可以了解到學生是否已經糾正了關于密度的錯誤前概念．

(6) 總結.

回顧本節課的內容,引導學生進行總結．

教師:請同學們回顧一下我們這節課所學習的內容,然后用自己的話有條理地完整地來總結一下．

學生:我們先探究了物質質量與體積的關系,發現對于同種物質而言,質量和體積的比值是一個定值,而對于不同物質,質量和體積的比值不同,可見質量和體積的比值反映了物質的一種特性,這種特性就是密度．接著,我們分別學習了密度的概念、公式、單位以及它在實際生活中的應用．

學生邊說,教師邊在黑板上完善板書,使其能夠清楚地呈現整堂課的學習思路,如圖2．

圖2 課堂總結

教師布置課后的作業:設計并完成實驗來鑒定我們班在學校運動會上拿到的金牌是不是純金的．

在這一環節中,教師引導學生對本節課進行回顧,對重要的知識點和技能要點進行梳理．為了讓學生明晰本節課的思路,教師在實際應用中可以采用思維導圖或邏輯圖等方式進行梳理．課堂總結起著承上啟下的作用,因此在梳理完知識點后還可以進行作業的布置,下節課內容及準備工作的預告等等．