基于BOPPPS教學模式的“大學物理”教學探討

楊亞宏 楊菲宇 馬亞斌 李萍 尹偉

摘?要：本文針對當前“大學物理”教學中存在的問題，探討了基于BOPPPS教學模式的“大學物理”教學設計。研究表明，BOPPPS教學模式可以有效激發(fā)學生的學習動機，提高學習成績和效果，培養(yǎng)自主學習和批判思維能力。文章首先介紹了BOPPPS教學模式的概念、特征及其對“大學物理”教學的意義，然后以“磁場對運動電荷的作用”為例，設計了基于BOPPPS模式的具體教學過程，最后討論了該教學模式在應用過程中可能面臨的挑戰(zhàn)及應對策略。本文為改進“大學物理”教學提供了一種可行的教學模式選擇。

關鍵詞：大學物理；BOPPPS教學模式；磁場對運動電荷的作用

“大學物理”是低年級應用型理工科學生必修的一門基礎課程［1］。通過“大學物理”的學習，可以培養(yǎng)學生科學思維和邏輯思維，提高問題解決能力和數(shù)學能力［23］。特別是在最新的《理工科類“大學物理”課程教學基本要求》中指出，“大學物理”課程在為學生系統(tǒng)地打好必要的物理基礎，培養(yǎng)學生樹立科學的世界觀，增強學生分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學生的探索精神和創(chuàng)新意識等方面，具有其他課程不能替代的重要作用。然而，教師和學生在物理教學中也面臨著一些挑戰(zhàn)，如抽象概念難以理解、實驗條件有限、缺乏學習動機等［4］。為提高“大學物理”教學質(zhì)量，教學者需不斷探索有效的教學模式。BOPPPS教學模式因其強調(diào)學生主體性和目標導向性，逐漸在“大學物理”教學中得到應用［5］。

一、BOPPPS教學模式及其特征

教育界一直在尋求更有效的教學方法，以提高學生的學習動力和學習成效。隨著對學生主動參與、互動式學習和個性化教學的需求不斷增加，教育者開始嘗試各種不同的教學策略和模式。BOPPPS模式正是在這個背景下逐漸形成的。這種教學模式的目標是激發(fā)學生的學習興趣、鼓勵他們積極參與、促進深入學習和理解。

BOPPPS教學模式是一種以教育目標為導向，以學生為中心的新型教學模式，包括六個教學環(huán)節(jié)：課程導入（Bridge）、學習目標（Objective）、預評估（Preassessment）、參與式學習（Participatory?Learning）、后評估（Postassessment）和總結（Summary）。通過這些教學環(huán)節(jié)，教師可以更有針對性地設計教學，創(chuàng)造更豐富的學習體驗，從而促進學生的學習興趣和能力的提升。

BOPPPS教學模式最重要的兩個特征是以學生為中心和目標導向［56］。以學生為中心的教學模式可以促進學生的深度學習和自主學習，而目標導向的教學模式可以幫助學生在課程中聚焦學習重點，增強學習動機。這將有效提高“大學物理”課堂教學的效果，增加學生的學習興趣、學習動力和學習能力。

二、BOPPPS教學模式對“大學物理”教學的意義

研究表明，BOPPPS教學模式可以提高學生的學習動機、學習成績和批判思維能力。在學習動機方面，該模式通過多種手段激發(fā)學生興趣；在成績方面，其個性化指導促進學習效果提升；在批判思維方面，其學習過程培養(yǎng)學生分析和解決問題的能力［7］。因此，BOPPPS教學模式為提升“大學物理”教學質(zhì)量提供了一種新思路。

BOPPPS教學模式通過激發(fā)學生的學習興趣、明確學習目標、提供及時反饋、鼓勵積極參與學習和個性化教學等方面的設計，對學生學習動機產(chǎn)生積極的影響。這種以學生為中心的教學方法通過多個階段的設計，創(chuàng)造了一個鼓勵學生參與和主動學習的學習環(huán)境，從而增強了學生的學習動機。例如，在課程導入階段，教師將新的學習內(nèi)容與學生的現(xiàn)實生活和先前知識聯(lián)系起來，這種引入的方式能夠激發(fā)學生的好奇心和興趣，使他們主動探索新的知識領域。當學生認識到學習對他們?nèi)粘Ｉ畹膶嶋H意義時，他們更愿意參與到學習過程中，以此提高學習動機。在學習目標階段，教師清晰地向?qū)W生傳達了學習目標，讓他們知道預期的學習成果。學生了解學習目標后，能夠更好地規(guī)劃學習進程，并感受到自己在學習中的進展，從而增強學習的自信心和動機。綜上所述，教師在教學中采用BOPPPS教學模式時，可以期待學生表現(xiàn)出更高的學習動機和更積極的學習態(tài)度。

除此之外，BOPPPS教學模式對學生學習成績和學習效果的提升有積極影響。這種以學生為中心的教學方法通過多個階段的設計，創(chuàng)造了一個積極、互動和個性化的學習環(huán)境，從而促進了學生在學習成績和學習效果方面的提升。例如在預估階段對學生的學習水平進行評估，有助于教師了解學生的學習需求和差異。根據(jù)學生的不同學習水平，教師可以提供個性化的學習支持和指導，使學生更容易掌握學習內(nèi)容，進而提高學習成績。在后評估和總結階段，教師為學生提供了及時的反饋和總結。學生通過反思學習過程和總結學習成果，能夠發(fā)現(xiàn)自己學習的不足，并在接下來的學習中加以改進，從而進一步提高學習效果和學習成績。綜上所述，教師在教學中采用BOPPPS教學模式時，可以期待學生在學習成績和學習效果方面有明顯的進步。

BOPPPS教學模式在激發(fā)學生自主學習和批判性思維方面也發(fā)揮著重要的作用。這種以學生為中心的教學方法通過多個階段的設計，鼓勵學生積極參與、主動探索和深入思考，從而培養(yǎng)了學生的自主學習能力和批判性思維。例如，在課程導入階段，教師將學習內(nèi)容與學生的現(xiàn)實生活和先前知識聯(lián)系起來。這種引入方式引發(fā)了學生的好奇心和思考欲望，激發(fā)他們對學習內(nèi)容進行深入思考和質(zhì)疑。在學習過程中，學生被鼓勵思考問題的本質(zhì)和原因，學會運用批判性思維分析和解決問題。這種批判性思維能力培養(yǎng)了學生的分析能力和創(chuàng)新能力，使他們能夠在學習和生活中更加靈活地應對各種情境。在總結階段，教師讓學生回顧和歸納學習的關鍵概念。學生通過總結，對所學知識進行反思，進一步加深對學科知識的理解。這種反思過程促使學生對學習內(nèi)容進行思考，培養(yǎng)了學生主動學習和批判性思維的能力。

綜上所述，學生在這種教學模式下成為學習的主體，積極參與學習過程，培養(yǎng)了自主學習的能力。同時，學生通過深入思考和批判性思維，提高了對知識的理解和應用能力。因此，教師在教學中采用BOPPPS教學模式時，能夠有效培養(yǎng)學生的自主學習能力和批判性思維，使他們成為更加獨立、思辨能力強的學習者。

三、基于BOPPPS教學模式的教學設計——以“磁場對運動電荷的作用”為例

（一）課程導入（Bridge）

在“大學物理”教學中，能否有效引發(fā)學生興趣，激發(fā)學生學習動力，將學習內(nèi)容與學生的經(jīng)驗和現(xiàn)實聯(lián)系起來是提高學生學習積極性的重要手段。因此，在這一階段教師提出問題：帶電粒子在磁場中受力嗎？其表達式是什么？為什么有這樣的表達式？以此吸引學生注意力，進入學習狀態(tài)。

（二）學習目標（Objective）

在這一階段，我們將明確學習目標，讓學生知道他們將學到什么，以便更有目的地學習。本節(jié)課程的學習目標為：（1）掌握磁場對運動電荷的作用力；（2）能夠正確判斷運動電荷在磁場中的受力情況，分析其運動狀態(tài)；（3）通過基于霍爾效應應用的研究，培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神。

（三）預評估（Preassessment）

在正式學習之前，進行簡短的預測測驗，評估學生對相關知識的了解程度，幫助教師了解學生的起點。利用智慧樹線上教學平臺發(fā)布選擇題，學生在線回答，例如：洛倫茲力的方向與下面哪個因素無關？A.帶電粒子的電荷量；B.帶電粒子的速度；C.磁場的方向；D.電場的強度。根據(jù)學生的作答情況，合理安排下一環(huán)節(jié)的教學活動。

（四）參與式學習（Participatory?Learning）

采用互動和參與式的教學方法，讓學生在課堂中積極參與，促進知識的深入理解和應用。

回顧高中物理學習過的知識點——洛倫茲力，運動電荷激發(fā)的磁場的磁感應強度B的表達式的推導過程，引導學生尋找推導洛倫茲力表達式的方法。教師總結推導過程，并對比“運動電荷激發(fā)的磁感應強度”的知識點，加強學生對推導過程的掌握，幫助學生構建知識網(wǎng)絡，具體的授課思路如下圖所示。

在學生掌握洛倫茲力的推導方法后，教師以磁聚焦技術為例，引導學生思考并進行小組討論“帶電粒子在均勻磁場中的運動軌跡”；教師對三種情況進行總結。

教師介紹薛其坤院士在“反常霍爾效應”方面的重要成就，引入霍爾效應；并引導學生分小組探究霍爾效應的原理以及霍爾效應在生活中的應用；教師總結并啟發(fā)學生霍爾效應的創(chuàng)新應用。

（五）后評估（Postassessment）

在學習完成后進行測驗，檢查學生是否達到了預定的學習目標。問題一，一束帶正電的粒子在垂直于磁場方向的勻強磁場中運動，如果粒子的初速度與磁場方向平行，那么它的軌跡是：A.圓形；B.直線；C.螺旋狀；D.橢圓形。問題二，一個帶負電的粒子以一定速度在垂直于磁場方向的勻強磁場中運動，如果粒子的初速度與磁場方向垂直，那么它的軌跡是：A.圓形；B.直線；C.螺旋狀；D.橢圓形。根據(jù)學生的作答情況，在最后的總結環(huán)節(jié)對學生沒有掌握的知識再次鞏固。

（六）總結（Summary）

教師進行課堂總結，強調(diào)重點，概括學習成果，鞏固學習效果；讓學生總結洛倫茲力的推導方法、帶電粒子在穩(wěn)恒磁場中的運動軌跡及霍爾效應原理，啟發(fā)學生根據(jù)“霍爾效應”進行物理創(chuàng)新應用。

四、“大學物理”教學中應用BOPPPS教學模式的挑戰(zhàn)與應對

在實施BOPPPS教學模式時，教師可能會面臨一些困難和挑戰(zhàn)。雖然這種教學模式可以促進學生學習興趣、提高成績、自主學習和批判性思維，但也可能會面臨以下挑戰(zhàn)。

首先是時間管理問題。BOPPPS教學模式需要在課堂中劃分多個階段，涉及課程引入、學習目標、預評估、參與式學習、后評估和總結等步驟。教師需要合理安排時間，確保每個階段的時間都能充分利用，同時保證教學進度不受影響。

其次是學生抵觸情緒。對于習慣于傳統(tǒng)教學模式的學生來說，BOPPPS教學模式可能是一個新的教學方式，他們可能不習慣于主動參與和自主學習。在初期，學生可能對這種新的教學模式產(chǎn)生抵觸情緒，教師需要適應學生的需求，逐漸引導他們適應并接受這種教學方式。

最后是個性化教學困難。BOPPPS教學模式強調(diào)個性化教學，根據(jù)學生的不同學習水平提供個性化的學習支持。然而，在班級規(guī)模較大的情況下，教師可能難以滿足每個學生的個性化需求，需要尋找合適的方式來應對這一挑戰(zhàn)。

綜上所述，實施BOPPPS教學模式可能面臨時間管理、學生抵觸情緒、個性化教學困難等方面的困難和挑戰(zhàn)。然而，通過適當?shù)牟呗院团Γ處熆梢钥朔@些挑戰(zhàn)，確保BOPPPS教學模式在教學中發(fā)揮有效的作用，提高學生學習成績和學習效果。

五、BOPPPS教學模式在未來“大學物理”教學中的前景

BOPPPS教學模式在未來“大學物理”教育領域的發(fā)展趨勢將更加注重數(shù)字化教學工具的融入、個性化學習的發(fā)展、與其他學科的融合。這些發(fā)展趨勢有望進一步提升“大學物理”教育的質(zhì)量和效果，培養(yǎng)更具有綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的學生。

首先，隨著科技的不斷進步，未來的“大學物理”教育中可能會更廣泛地融入數(shù)字化教學工具。這些工具可以幫助教師更好地設計和實施BOPPPS教學模式中的各個階段，同時提供更豐富的學習資源和實踐機會，增強學生的學習體驗和參與度。

其次，未來的教育趨勢將更加關注學生的個性化學習需求。BOPPPS教學模式中強調(diào)個性化教學，根據(jù)學生的不同學習水平提供個性化的學習支持。隨著教育技術的發(fā)展，個性化學習將變得更加容易實現(xiàn)，教師可以更好地滿足學生的學習需求，提高學習效果。

最后是跨學科知識的融合，“大學物理”教育不再僅僅局限于傳授物理學的基礎知識，未來可能更加強調(diào)與其他學科的融合。BOPPPS教學模式為學生提供了更多的參與性學習機會，鼓勵學生在物理學中運用批判性思維和解決問題的能力。這種批判性思維和解決問題的能力可以幫助學生更好地應用物理學知識于實際問題中，同時促進與其他學科的交叉學習。

結語

總的來說，BOPPPS教學模式在未來“大學物理”教學領域的發(fā)展趨勢將更加注重學生主體性和實踐能力的培養(yǎng)，結合教學技術和跨學科內(nèi)容，更好地滿足未來社會和產(chǎn)業(yè)的需求。同時，教師在實踐中也需要不斷創(chuàng)新和提升教學方法，以適應未來物理教學的發(fā)展。

參考文獻：

［1］趙近芳，王登龍.大學物理簡明教程［M］.北京：北京郵電大學出版社，2021.

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［3］韓思思，羅瑩.大學物理教學研究現(xiàn)狀與展望——基于10年核心期刊論文分析［J］.大學物理，2018，37（06）：5056.

［4］李想.研究型大學物理教學存在的問題與對策［J］.物理教學通訊，2017，33（6）：2830.

［5］黃毅，覃忠成，莫曉華，等.基于BOPPPS模型的大學物理課堂教學設計——以“轉動定律”為例［J］.科技風，2020（22）：37.

［6］黃毅，覃忠成，莫曉華，等.基于BOPPPS模型的大學物理課堂教學設計——以“高斯定理”為例［J］.科技風，2020（23）：39.

［7］李想.BOPPPS教學模式在大學物理課堂中的應用研究［J］.現(xiàn)代教育科學，2018，3（7）：140141.

項目基金：本文章受新疆理工學院2023年度校級課程思政示范課程教改項目支持

作者簡介：楊亞宏（1995—?），女，漢族，山西呂梁人，碩士研究生，助教，研究方向：等離子體物理、大學物理教學。

*通訊作者：楊菲宇（1996—?），男，漢族，湖北宜昌人，碩士研究生，助教，研究方向：粒子物理與原子核物理。