BOPPPS教學模式在高中生物學概念教學的應用

譚美善 周岐海

摘 要：生物學概念是生物學科知識的主要組成部分，是培養學生生物學學科核心素養的基礎。概念的形成需要學生的主動建構，BOPPPS教學模式十分注重教學中對知識的自主構建與探索。將BOPPPS教學模式運用于高中生物學概念教學，教師需關注導入、學習目標、前測、參與式學習、后測以及總結等BOPPPS教學模式的六個環節，注重情境的創設、注重開展探究性學習活動。

關鍵詞：BOPPPS教學模式；概念教學；高中生物學

中圖分類號：G63 文獻標識碼：A 文章編號：0450-9889（2024）05-0132-04

生物學概念是對生物的結構、功能以及對生命現象的綜合性闡述，是生物學科知識的主要組成部分，是教學中的核心［1］?！镀胀ǜ咧猩飳W課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標準》）明確要求教學過程重實踐，指出學生的學習過程是主動參與的過程，學生通過探究性學習活動，能夠深刻地理解和運用生物學的概念［2］。因此，教師在生物學概念教學中應引導學生主動學習，自主建構概念，這樣才能加深學生對生物學學科本質的認識。然而，生物學概念教學存在著“重識記、忽視理解過程，重結論、忽視探究過程”的教學弊端［3］。因此，改變教師的課堂教學方式，落實探究教學是目前優化生物學概念教學的途徑之一。BOPPPS教學模式是一種注重學生參與知識建構，要求教師在課堂上采取以探究為特點的參與式教學，促進學生主動學習的教學模式。BOPPPS教學模式為教師在生物學概念教學中落實以探究性學習為特點的課堂教學改革提供了教學框架。

一、BOPPPS教學模式的內涵及研究現狀

（一）BOPPPS教學模式的內涵

20世紀70年代加拿大教師技能培訓體系ISW（Instructional Skills Workshop）基于建構主義理論首次提出一種新型教學模式——BOPPPS教學模式［4］。該模式將教學分為六個環節，分別為導入（Bridge-in）、學習目標（Objective）、前測（Pre-assessment）、參與式學習（Participatory Learning）、后測（Post-assessment）和總結（Summary），簡稱為BOPPPS［5］。BOPPPS教學模式對師生提出不同要求：引入作為BOPPPS教學模式的教學開端，要求教師采取適宜的教學手段使學生產生濃厚的學習興趣，從而激發學生的探究欲望；學習目標環節展示了學生在課堂上要完成的學習任務和預期效果，教師需要以《課程標準》為依據，根據課本教學內容制訂適宜的學習目標；前測環節是檢驗學生已有知識水平和新課預習成果，可采用課堂提問、知識小測驗、問卷調查等方式，該環節的主要目的是建立新舊知識的聯系以及探查學生已有的概念認知是否科學，從而確定教學起點，因此前測任務的難度不宜過大；參與式學習環節是BOPPPS教學模式的中心環節，要求學生主動參與知識建構過程，教師需要設計探究活動使學生深度參與課堂，促使學生主動思考、探索和建構知識；后測環節是檢驗學習效果，了解目標達成度，并引導學生運用新知識解決相似情境的問題；總結環節強調師生共同總結課堂所學知識，鞏固學習成果，教師亦可在此環節評價學習目標的完成情況，為學生課后復習提供思考方向。

（二）BOPPPS教學模式在中學教育的研究現狀

尹慶豐于2018年將BOPPPS教學模式運用于中學教育中，探討了該教學模式與物理教學設計的適切性，并通過實踐驗證了該教學模式能提高學生課堂參與度，促進學生主動探索物理知識［6］。其他學科的研究者在分析了本學科的特點后，探討了基于BOPPPS教學模式的課堂教學設計及應用效果。柳小康與字敏為了解決學生化學課堂參與度不高的問題，將BOPPPS教學模式運用于化學教學中，發現該教學模式能促進學生積極地進行自主探究［7］。徐天嘯認為該教學模式的參與式學習環節能創造學生自主學習情境，經實踐發現該教學模式能促使學生沉浸于英語語法課堂的學習［8］。劉朝莉將BOPPPS教學模式運用于生物課堂中，發現其能夠有效提高學生課堂參與度，提升學生主動建構知識的能力［9］。

筆者在梳理前人的研究中發現，BOPPPS教學模式在課堂實踐中具有提高學生主動參與知識建構的效果，與《課程標準》中要求學生主動參與學習過程高度契合。因此，筆者嘗試運用BOPPPS教學模式優化高中生物學概念教學。

二、高中生物學概念教學實例

本課教學內容選自人教版高中生物學必修1第2章第4節“蛋白質是生命活動的主要承擔者”。

（一）引入環節：創設教學情境，激發學習興趣

適宜的教學情境能調動學生的學習興趣，促使學生在情境中積極思考，激發學生學習概念的動機。教學情境的類型有很多，如生活情境、問題情境、科學史情境、實驗情境等。

本課教學通過播放視頻，呈現蛋白質每日攝入量數據，創設問題情境來激發學生的探究欲望。教師首先播放《荒野求生》中貝爾·格里爾斯生吃蟲子的視頻片段并提問：貝爾為什么要吃蟲子？學生回答：補充蛋白質。緊接著，教師呈現中國膳食指南推薦中國居民每日蛋白質攝入量的數據并提問：貝爾吃蟲子補充蛋白質，膳食指南也推薦我們每天攝入足夠的蛋白質，可見蛋白質對人體的重要性。那么蛋白質在人體中究竟發揮著什么樣的作用？食物中的蛋白質又是如何構成我們機體的蛋白質的呢？引導學生帶著問題進入本節課的學習。

在引入環節，教師通過播放貝爾為活命生吃蟲子的視頻營造生動有趣的情境，激發學生的探究興趣。利用情境信息設計問題，引導學生思考蛋白質與生命活動之間的聯系，并以此指導學生健康生活。

（二）目標環節：展示學習目標，引出概念

學習目標指學生通過學習應達到的預期結果，是教師評估學習效果的重要依據。在生物學概念教學中呈現學習目標，能為學生探究與理解概念知識指明方向。本節課的學習目標為，理解蛋白質功能與生命活動之間的聯系，探究并能闡述氨基酸的分子結構及其形成蛋白質的過程，探究蛋白質結構與其功能之間的關聯。

（三）前測環節：設置預估問題，建立新舊概念聯系

前測環節教師通過提問了解學生已有的前概念水平，從而及時地調整教學進度。另外，學生的前概念未必都是科學的，如果存在錯誤概念，教師還要根據前概念設計有針對性的問題，引發認知沖突，在建構概念過程中逐步引導學生正確理解概念。

通過學情分析得知，學生在初中階段初步接觸過蛋白質的功能，教師設計問題引導學生思考在校一天的生命活動，把生命活動與蛋白質功能聯系起來：早上整理頭發、進行課間早操，引出蛋白質的結構功能；一日三餐消化需要酶的催化，飯后血糖短暫升高需要胰島素發揮作用，引出蛋白質具有催化功能和調節功能；每時每刻都進行呼吸，雖然空氣中存在病菌，但是同學們仍能保持健康狀態上課，引出蛋白質具有運輸功能和免疫功能（如圖1所示）。接著教師補充資料講解機體的生命活動主要由蛋白質來執行，促使學生進一步認同和理解蛋白質是生命活動的物質基礎與承擔者。

在前測環節，教師利用學生在校的生活情境，引導學生逐步理解蛋白質的功能，并建立人體生命活動與蛋白質功能的聯系，對知識的掌握由淺入深、循序漸進，從而達成第一個目標任務。

（四）參與環節：鼓勵參與活動，促進學生主動建構概念

在生物學概念教學中，如果僅通過教師講解容易使學生對概念的認知停留在字面表達上，學生難以很好地理解概念。因此，教師需要設計教學活動促進學生深度參與知識加工過程，主動建構概念，深入理解概念的本質。以學生為主體的教學活動通常包括小組合作學習、角色扮演、案例分析、模型建構等。本節課主要采用模型建構的方法，讓學生深度參與課堂。學生在模型建構過程中自主感知概念，主動形成概念并理解概念本質。

活動1：探究氨基酸的結構特點及其結構通式

教師首先提問：食物中的蛋白質最終以什么形式被人體吸收？緊接著教師讓學生觀察幾種氨基酸的結構，引導學生用“正方形”劃出相同部分，用“圓圈”劃出不同之處，歸納出氨基酸的結構特點及其組成元素，并嘗試寫出氨基酸的結構通式。

為了使學生更好地理解氨基酸的結構并非平面結構，教師提供顏色不同的黏土模擬組成氨基酸的元素，C、H、O、N為固定顏色的黏土，其他顏色代表側鏈基團R基，牙簽代表化學鍵。學生分組合作，先構建氨基和羧基的基團，并在組間相互評價所構建的模型是否具有科學性，在此過程中修正氨基和羧基的分子結構模型。

氨基酸的R基結構復雜，為了方便學生理解，教師可以簡化R基的表示形式，采用不同顏色的黏土代表不同的R基［10］。利用已經組建好的氨基和羧基結構模型，引導學生組建完整的氨基酸分子結構通式模型，并進行組間評價，在互評過程中學生自主修正氨基酸結構通式的物理模型（如圖2所示）。接下來教師提問：氨基酸分子只有一個氨基和一個羧基嗎？緊接著教師展示賴氨酸的結構式，學生修正對氨基酸中氨基和羧基的分布和數量的理解。

活動2：探究氨基酸形成肽鏈并進一步組成蛋白質的過程

教師提問：食物中的蛋白質分解成氨基酸進入細胞內，那么這些氨基酸需要經歷什么過程才能形成人體中的蛋白質？由于此過程比較抽象，學生不易理解，因此教師可以播放氨基酸脫水縮合形成肽鏈的視頻。緊接著教師引導各小組利用氨基酸結構模型，演繹氨基酸脫水縮合的過程（如圖3所示）。教師布置任務，引導學生在建構模型的過程中思考：氨基酸之間是如何連接的？連接兩個氨基酸的化學鍵是什么？何為二肽、多肽、肽鏈？學生通過小組合作，在建構模型過程中理解和辨析這些概念。教師追問：氨基酸脫水縮合形成肽鏈后就是一個蛋白質嗎？接著教師以氨基酸形成血紅蛋白為例，講解肽鏈需形成更為復雜的空間結構才能組成蛋白質。

活動3：探究蛋白質結構多樣性的原因

教師把學生組建的不同長度、種類、排列順序的氨基酸多肽鏈模型投影在交互白板上，引導學生觀察：如果這幾條多肽鏈分別形成蛋白質，你認為這些蛋白質的結構和功能相同嗎？學生比較分析肽鏈模型，得出氨基酸的數目、種類、肽鏈的排列順序不同會導致多肽鏈的結構不同，進而導致蛋白質結構不同。教師繼續補充血紅蛋白形成過程的資料，引導學生分析肽鏈的空間結構不同也是蛋白質結構多樣性的原因之一。教師引導學生認同蛋白質結構的多樣性導致蛋白質功能的多樣性這一觀點。

在參與式學習環節，學生主要通過組建物理模型活動，把微觀抽象的知識以宏觀且直觀的形式呈現出來，理解與建構相關概念知識。在組間交流與評價過程中，完善模型建構的同時修正對概念的理解。在整個參與式環節中，學生通過建模發揮空間想象力，培養科學思維與探究能力，同時也建立和理解結構決定功能，發展生命觀念。

（五）后測環節：檢測目標達成，促進概念知識遷移與應用

后測環節的目的是檢驗課堂學習目標達成度，并促進學生內化知識。課堂練習一方面使教師了解學生對知識的掌握程度，以便在總結環節對學生仍未能掌握的概念知識進行重點講解，另一方面可促進學生對概念的理解和應用。筆者在此環節設置了兩種類型的題目，基礎性題目檢驗學生目標達成度，能力提升題目促進學生對知識的遷移和應用。

基礎題：氨基酸僅通過脫水縮合的方式就可以形成蛋白質。判斷表述是否正確，并說明理由。

能力提升題：近日市面上出現一種能口服的膠原蛋白產品，商家稱口服這種產品不僅能補充機體的膠原蛋白，還能使肌膚變飽滿，恢復皮膚彈性。你認同這種說法嗎？請說明理由。

基礎題考查學生對蛋白質形成過程的理解，能力提升題考查學生對所學概念知識的綜合運用能力。學生在思考過程中將蛋白質相關概念知識運用于分析、解釋生活中的生物學問題，有利于生物學學科核心素養的發展。

（六）總結環節：利用概念圖總結，強化概念知識結構體系

總結是BOPPPS教學模式的第六個環節，是學生完善概念知識結構體系，提升總結能力的途徑?？v觀教學過程，學生在教師的引導下，體驗多樣化的參與式學習活動，逐步建構概念。然而，學生課堂上所掌握的概念知識具有碎片化的特點，課堂總結使學生把碎片化概念知識建構成概念知識結構體系，提高概念認知水平。概念圖是師生總結知識的工具，在總結環節，教師可以引導學生完善概念圖，建立概念知識之間的聯系，形成概念網絡。

例如，在本節課的尾聲，教師提出總結任務：大家回顧課堂所學，補充與完善概念圖（如圖4所示）。在此任務的引導下，學生回顧課堂所學知識，逐步完善概念圖，建立各個知識間的聯系。

在此過程中，學生不僅能在頭腦中對蛋白質相關的知識內容形成一個整體認知，還能自評學習效果，不斷改進；教師亦能從整體上評估學生掌握知識的情況，實現教學反思。

三、在生物學概念教學中運用BOPPPS模式的建議

（一）注重開展探究性學習

《課程標準》要求生物學概念教學重視探究性學習。因此，教師要基于學生的已有認知基礎，設計能促使學生真正參與建構課堂知識的教學活動。但在以往的生物學概念教學中，教師往往更注重知識講授而忽視學生的探究過程，導致學生對概念的認知僅停留在字面意義上，缺乏深入理解。因此，基于BOPPPS教學模式的生物學概念教學，須落實以“學生為中心”的教育理念，引導學生在參與探究任務的過程中逐漸形成概念理解，并在問題情境中運用概念解決問題。

（二）注重教學情境的創設

BOPPPS教學模式的所有教學環節均需創設情境，在課堂伊始創設情境能激發學生探究新知的欲望；在教學活動中創設情境能使學生感知知識的形成過程并能啟發學生思考，促使學生主動建構知識；在課堂尾聲創設情境能增強學生運用所學知識解決問題的意識，深化學生對知識的理解。因此，運用BOPPPS教學模式時要注重創設情境，將抽象的生物學概念融入具體的情境中，讓學生在情境中理解與運用概念，引導學生在遇到類似情境時遷移所學知識解決新問題，發揮生物學科的育人價值。

參考文獻

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［10］牛鳳芝，孟新廷.“蛋白質是生命活動的主要承擔者”教學設計［J］.生物學教學，2023（3）：40-42.

（責編 劉小瑗）