基于BOPPPS模型的大学物理课堂教学设计

黄毅 覃忠成 莫晓华 何良明

摘 要： 传统的大学物理课程重视学生对物理知识的理解以及掌握，缺乏对学生自身知识储备程度的关注，难以培养学生创新意识，忽视学生的互动学习。针对这些问题，本文将BOPPPS教学理念运用到大学物理课堂设计之中，并将BOPPPS教学六要素——导言、目标、前测、参与式学习、后测和总结分布到大学物理“高斯定理”章节中，以达到培养学生创新能力。

关键词： 大学物理;BOPPPS;高斯定理

1 概述

现代大学教育倡导学生自主学习和探索式获取知识，目的在于培养学生的科学素质和创新能力。大学物理是一门物理知识比较抽象课程，它与高等数学知識紧密结合，增加了学生学习和理解的难度。如何让学生高效地掌握知识，克服学习困难是教师必须考虑及解决的问题。BOPPPS教学模型源于加拿大教师技能培训工作坊（Instructional Skills Workshop，ISW），核心要素是以学生为中心，强调学生参与式学习，提升学生的学习兴趣，增加教学互动和反思，从而达到较好的教学效果与较高的课堂效率。BOPPPS教学模型将教学过程分为6个阶段：

（1）导入（Bridge-in），通过故事、视频、图片等形式吸引学生的注意力，激发学习的主动性。

（2）目标（Objective），是指在本节课后学生能知道、思考、达到什么程度。

（3）前测（Pre-assessment），是指通过测试等方法了解学生对相关知识的掌握程度，实现因材施教。

（4）参与式学习（Participatory Learning），是在教学过程中尽可能的引导学生主动地参与学习，包括提问、小组讨论、案例研究等教学方法。

（5）后测（Post-assessment），是通过提问、讨论等形式测验学生的学习效果，评估教学目标是否实现。

（6）总结（Summary），是对本节课程提供一个简短的总结知识脉络和重点。

针对当前大学物理课程教学现状及存在的问题，本文基于BOPPPS教学模型对课程进行教学改革，提供了一个清晰的教学实践流程，调动学生积极性，使得课堂教学更具有可操作性。

2 基于BOPPPS模型下“高斯定理”的教学设计

2.1 导入（Bridge-in）

开始课堂教学，提出问题，例如，如何形象地将带电体的周围电场表现出来？通过观看木屑在各种电场中的排列视频，把抽象的电场通过电场线形象表示出来，再利用精美的电场线图片吸引同学注意力。

2.2 学习目标（Objective）

指引学生探索性学习，明确本节课的学标：

（1）理解电场强度E → 的闭合曲面积分与所包围电荷之间的关系;

（2）掌握计算高斯面积分技巧，理解轴对称、球对称、面对称分布带电体周围的电场问题。

2.3 前测（Pre-assessment）

前测选择题  提问学生回答PPT中设置选择题，例如：在固定点电荷A的电场中，有另一点电荷B仅在电场力作用下做直线运动，电荷B在某段时间内速度v随时间t的变化关系如图所示，则关于A、B电性及B在该段时间内运动情况描述正确的是（  ）。

A.A、B为异种电荷，且电荷B远离A运动

B.A、B为同种电荷，且电荷B远离A运动

C.A、B为同种电荷，且电荷B靠近A运动

D.A、B为异种电荷，且电荷B靠近A运动

2.4 参与式互动教学（Participatory Learning）

将高中学过特殊的电通量的概念和高斯定理闭合曲面的电通量联系起来，其中电场强度通量为Φe=ES，提问学生电通量的相关知识。分组进行讨论，分析电场的分布特点，应用高斯定理优选适当的高斯面，积分求解电场强度。其中高斯定理为：

E·dS= 1 ε0 ∑ n i=1 qini

师生互动共同推导高斯定理的数学表达式，掌握从特殊到一般的科学研究方法。

2.5 后测（Post-assessment）—课堂练习

设置相关选择题进行测验，例如：关于高斯定理的理解有下面几种说法，其中正确的是（  ）

A.如果高斯面内无电荷，则高斯面上E → 处处为零

B.如果高斯面内有净电荷，则通过高斯面的电场强度通量必不为零

C.如果高斯面上E → 处处为零，则该面内必无电荷

D.如果高斯面上E → 处处不为零，则高斯面内必有电荷

2.6 总结（Summary）

总结加强概念和基本公式印象，利用高斯定理选择适当的闭合曲面，理论联系实际，使学生更好地理解和掌握高斯定理，达到最终的教学目标。

3 结语

本文结合大学物理课程的“高斯定理”章节，将BOPPPS模型的应用在课堂教学中，设置6个环节实现掌控课堂，改变学生的学习方式由被动变为主动，对提高教学质量具有很好的指导意义。

参考文献：

[1]马文蔚.物理学[M].北京：高等教育出版社，2006：161-170.

[2]孙金平.BOPPPS教学模式研究综述——基于知网文献分析[J].现代职业教育，2019（5）：96-97.

[3]储亚伟，叶薇薇.基于BOPPPS模型下的高等数学微课教学设计[J].山东农业工程学院学报，2016，（9）：153-156.

基金项目： 广西民族大学教学改革项目（2017XJGY36）;大学生创新创业训练计划项目（201710608025）;广西高等教育本科教学改革工程项目（2018JGB1651，2019JGZ117）