黃毅 覃忠成 莫曉華 何良明

摘 要： 傳統(tǒng)的大學(xué)物理課程重視學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解以及掌握，缺乏對(duì)學(xué)生自身知識(shí)儲(chǔ)備程度的關(guān)注，難以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)，忽視學(xué)生的互動(dòng)學(xué)習(xí)。針對(duì)這些問(wèn)題，本文將BOPPPS教學(xué)理念運(yùn)用到大學(xué)物理課堂設(shè)計(jì)之中，并將BOPPPS教學(xué)六要素——導(dǎo)言、目標(biāo)、前測(cè)、參與式學(xué)習(xí)、后測(cè)和總結(jié)分布到大學(xué)物理“高斯定理”章節(jié)中，以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞： 大學(xué)物理;BOPPPS;高斯定理

1 概述

現(xiàn)代大學(xué)教育倡導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探索式獲取知識(shí)，目的在于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新能力。大學(xué)物理是一門(mén)物理知識(shí)比較抽象課程，它與高等數(shù)學(xué)知識(shí)緊密結(jié)合，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)和理解的難度。如何讓學(xué)生高效地掌握知識(shí)，克服學(xué)習(xí)困難是教師必須考慮及解決的問(wèn)題。BOPPPS教學(xué)模型源于加拿大教師技能培訓(xùn)工作坊（Instructional Skills Workshop，ISW），核心要素是以學(xué)生為中心，強(qiáng)調(diào)學(xué)生參與式學(xué)習(xí)，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增加教學(xué)互動(dòng)和反思，從而達(dá)到較好的教學(xué)效果與較高的課堂效率。BOPPPS教學(xué)模型將教學(xué)過(guò)程分為6個(gè)階段：

（1）導(dǎo)入（Bridge-in），通過(guò)故事、視頻、圖片等形式吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

（2）目標(biāo)（Objective），是指在本節(jié)課后學(xué)生能知道、思考、達(dá)到什么程度。

（3）前測(cè)（Pre-assessment），是指通過(guò)測(cè)試等方法了解學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的掌握程度，實(shí)現(xiàn)因材施教。

（4）參與式學(xué)習(xí)（Participatory Learning），是在教學(xué)過(guò)程中盡可能的引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)地參與學(xué)習(xí)，包括提問(wèn)、小組討論、案例研究等教學(xué)方法。

（5）后測(cè)（Post-assessment），是通過(guò)提問(wèn)、討論等形式測(cè)驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，評(píng)估教學(xué)目標(biāo)是否實(shí)現(xiàn)。

（6）總結(jié)（Summary），是對(duì)本節(jié)課程提供一個(gè)簡(jiǎn)短的總結(jié)知識(shí)脈絡(luò)和重點(diǎn)。

針對(duì)當(dāng)前大學(xué)物理課程教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，本文基于BOPPPS教學(xué)模型對(duì)課程進(jìn)行教學(xué)改革，提供了一個(gè)清晰的教學(xué)實(shí)踐流程，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，使得課堂教學(xué)更具有可操作性。

2 基于BOPPPS模型下“高斯定理”的教學(xué)設(shè)計(jì)

2.1 導(dǎo)入（Bridge-in）

開(kāi)始課堂教學(xué)，提出問(wèn)題，例如，如何形象地將帶電體的周?chē)妶?chǎng)表現(xiàn)出來(lái)？通過(guò)觀看木屑在各種電場(chǎng)中的排列視頻，把抽象的電場(chǎng)通過(guò)電場(chǎng)線形象表示出來(lái)，再利用精美的電場(chǎng)線圖片吸引同學(xué)注意力。

2.2 學(xué)習(xí)目標(biāo)（Objective）

指引學(xué)生探索性學(xué)習(xí)，明確本節(jié)課的學(xué)標(biāo)：

（1）理解電場(chǎng)強(qiáng)度E → 的閉合曲面積分與所包圍電荷之間的關(guān)系;

（2）掌握計(jì)算高斯面積分技巧，理解軸對(duì)稱、球?qū)ΨQ、面對(duì)稱分布帶電體周?chē)碾妶?chǎng)問(wèn)題。

2.3 前測(cè)（Pre-assessment）

前測(cè)選擇題? 提問(wèn)學(xué)生回答PPT中設(shè)置選擇題，例如：在固定點(diǎn)電荷A的電場(chǎng)中，有另一點(diǎn)電荷B僅在電場(chǎng)力作用下做直線運(yùn)動(dòng)，電荷B在某段時(shí)間內(nèi)速度v隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖所示，則關(guān)于A、B電性及B在該段時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)情況描述正確的是（? ）。

A.A、B為異種電荷，且電荷B遠(yuǎn)離A運(yùn)動(dòng)

B.A、B為同種電荷，且電荷B遠(yuǎn)離A運(yùn)動(dòng)

C.A、B為同種電荷，且電荷B靠近A運(yùn)動(dòng)

D.A、B為異種電荷，且電荷B靠近A運(yùn)動(dòng)

2.4 參與式互動(dòng)教學(xué)（Participatory Learning）

將高中學(xué)過(guò)特殊的電通量的概念和高斯定理閉合曲面的電通量聯(lián)系起來(lái)，其中電場(chǎng)強(qiáng)度通量為Φe=ES，提問(wèn)學(xué)生電通量的相關(guān)知識(shí)。分組進(jìn)行討論，分析電場(chǎng)的分布特點(diǎn)，應(yīng)用高斯定理優(yōu)選適當(dāng)?shù)母咚姑?，積分求解電場(chǎng)強(qiáng)度。其中高斯定理為：

E·dS= 1 ε0 ∑ n i=1 qini

師生互動(dòng)共同推導(dǎo)高斯定理的數(shù)學(xué)表達(dá)式，掌握從特殊到一般的科學(xué)研究方法。

2.5 后測(cè)（Post-assessment）—課堂練習(xí)

設(shè)置相關(guān)選擇題進(jìn)行測(cè)驗(yàn)，例如：關(guān)于高斯定理的理解有下面幾種說(shuō)法，其中正確的是（? ）

A.如果高斯面內(nèi)無(wú)電荷，則高斯面上E → 處處為零

B.如果高斯面內(nèi)有凈電荷，則通過(guò)高斯面的電場(chǎng)強(qiáng)度通量必不為零

C.如果高斯面上E → 處處為零，則該面內(nèi)必?zé)o電荷

D.如果高斯面上E → 處處不為零，則高斯面內(nèi)必有電荷

2.6 總結(jié)（Summary）

總結(jié)加強(qiáng)概念和基本公式印象，利用高斯定理選擇適當(dāng)?shù)拈]合曲面，理論聯(lián)系實(shí)際，使學(xué)生更好地理解和掌握高斯定理，達(dá)到最終的教學(xué)目標(biāo)。

3 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合大學(xué)物理課程的“高斯定理”章節(jié)，將BOPPPS模型的應(yīng)用在課堂教學(xué)中，設(shè)置6個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)掌控課堂，改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)，對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量具有很好的指導(dǎo)意義。

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基金項(xiàng)目： 廣西民族大學(xué)教學(xué)改革項(xiàng)目（2017XJGY36）;大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（201710608025）;廣西高等教育本科教學(xué)改革工程項(xiàng)目（2018JGB1651，2019JGZ117）