BOPPPS教学理念在大学物理实验教学中的探索

　　摘要：传统的大学物理实验课程重视学生对于实验原理的理解以及实验仪器的操作，缺乏对学生自身知识储备的关注，且忽视学生的参与式学习体验。针对这些问题，文章以“等厚干涉”为例，尝试将BOPPPS教学理念运用到大学物理实验课堂设计之中，并将BOPPPS教学六要素合理地分布到线上与线下的教学任务中，以达到培养学生实验技能、提高学生创新能力的目的。

　　关键词：大学物理实验;BOPPPS教学法;教学设计

　　物理老师评职称投稿刊物：《大学物理》我国物理类核心杂志 是中国物理学会主办的、以高校物理教学研究为主要内容的学术性刊物，是中国科技论文统计源期刊及我国物理类核心期刊。

　　一、大学物理实验课特点

　　大学物理实验课是高等学校理工科学生的必修基础课，不但可对大学物理这门基础理论课起到辅助作用，更是对学生进行科学素养培训的基础。在这门课程的学习过程中，学生不但可以学习基本的实验方法和实验技能，加深对物理理论知识的理解，还可以从这些经典的物理实验中获得启发与灵感，从而激发学生科研探索与创新的热情，最终培养学生严谨、认真的工作作风及科学态度。当前，创新驱动发展已经上升到国家战略，在这种背景下讲好大学物理实验课，培养出更多具有创新精神和科学素养的大学生，为国家输出更多的智力支撑就显得尤为迫切和重要。

　　传统的大学物理实验模式一般包括：教师的理论讲解，包括实验目的、原理、仪器操作与保护、注意事项及实验内容等;学生实验操作，包括仪器使用、原始数据记录等;实验报告撰写，包括数据处理、实验现象分析及思考题解答等。这种教学模式注重理论知识的传授与验证，对于学生加深物理概念和规律的理解以及熟悉实验仪器的使用具有较大帮助。然而，该教学理念存在以教学者为中心的缺陷，缺乏对学生自身知识储备的关注，忽视学生的参与式学习体验，学生大多只是对实验步骤进行简单的重复，不利于对学生主动探索以及创新意识的培养。

　　此外，大学物理实验往往独立性很强，分立的实验内容之间的关联性并不大，不同专业的理工科学生对同一物理知识的掌握程度也不尽相同，这无疑增加了大学物理实验课程的难度。因此，充分利用好现有的高校教学资源，探索出适应大学物理实验课程特点的教学模式，对上好大学物理实验课至关重要。来自加拿大的BOPPPS教学法以学习者为中心，能够最大限度地激发学生的参与式学习热情，因此我们在大学物理实验课程中引入BOPPPS教学理念，以解决当前大学物理实验教学存在的问题，增强学生的参与感与获得感，并最终提升学生的创新能力。

　　二、BOPPPS教学法概述

　　BOPPPS教学模式源于加拿大教师技能培训工作坊(ISW)，以建构主义和交际法为理论基础，对课程教学进行模块化分解，强调学生在课堂中的主动角色，突出学生的参与式学习。实践表明BOPPPS是一种行之有效的教学模型，在北美诸多名校较受推崇，在全球已有100多所高校和产业机构引入了该教学模式。

　　近几年，我国部分高校也陆续对新进教师进行ISW技能培训，通过短时间高强度的微型教学课程演练，让青年教师快速掌握BOPPPS教学模式的设计理念，为课程教学目标的有效实现奠定基础。BOPPPS教学法主要分为六个模块：导言(Bridgein)、学习目标(Learningobjective)、前测(Pre-test)、参与式学习(Participatorylearning)、后测(Post-assessment)和总结(Summary)。导言的功能在于建立课程内容与学生之间的联系，激发学生的主动学习兴趣，可以不拘泥于形式，尤其在学习氛围不浓的课堂中，显得更为重要。

　　学习目标是课程教学结束后，学生应该掌握的知识、技能或态度，应具有精确和简洁的特点，这也是我们教学设计所应关注的终极目标。前测的目的是获知学生对本堂课知识的掌握情况，以便教学者能够有针对性地设计课程内容。参与式学习则强调学生能够主动投入课堂学习，以期达到学习目标。后测是在完成教学内容之后，对学生课程内容的掌握情况以及学习目标是否达到的摸底。总结则是在结束教学的最后阶段，帮学生梳理并反思所学内容，营造出完成的感觉，往往可以引出后续课程。

　　三、BOPPPS教学法用于大学物理实验课的探索

　　BOPPPS教学法常应用在理论课的课程设计之中，按照BOPPPS教学法的六要素将整个课堂分成六个模块，每个模块有各自的功能且相互关联，最终实现本堂课的教学目标。实验课具有自身特点，并不能完全以理论课的模式进行课程设计，因此，我们充分运用互联网以及移动互联网技术，采用线上与线下、课前与课上相结合的方式，将BOPPPS教学理念应用到大学物理实验课程之中。下面我们以大学物理实验课程中的“等厚干涉”为例，说明BOPPPS教学设计在大学物理实验课教学中的实践。

　　(一)学习目标1.观察牛顿环所产生的干涉现象，加深对光的等厚干涉原理的理解;2.用牛顿环实现平凸透镜曲率半径的测量;3.用劈尖干涉法测量出头发丝直径;4.学习读数显微镜的操作方法。

　　(二)导言、前测及参与式学习这三个模块设计均采用线上与线下、课前与课上相结合的方式。以我校物理科学与技术学院为例，我们以慕课的形式，将大学物理实验课程视频及相关学习资料放在校园应用门户以及超星学习通等互联网及移动互联网平台之上，让学生在课前就对即将开展的实验有一个比较清晰的认识，并完成这三个模块的线上学习任务，然后进入实验室参加实验课的学习。视频资源的丰富性可以激发学生的学习热情;观看视频之后有相应的试题回答环节，检验了学生网上的学习效果;手机APP的应用可充分利用学生的碎片化时间，并激发学生的学习兴趣。

　　总之，通过课前与线上的学习，增加了学生对实验内容的准备时间，这有利于学生在课上将更多精力集中在实验本身以及发现并解决问题之上。

　　1.导言线上与课前：采用视频课件专门介绍“等厚干涉”发现的历史背景以及名字的由来，以讲故事的形式引起学生的兴趣。视频内容可以图文并茂地展现出牛顿环非常美观的干涉圆环图像，激发学生的求知热情。以牛顿环发现的偶然性以及牛顿因钟爱“微粒说”而错失“波动说”的遗憾，激发学生对科学的探索欲望。课上：以提问的方式询问学生曲率半径及头发丝直径如何测量，借以阐述常规测量工具的局限，突出光学测量的精妙之处，让学生带着解决问题的动力，积极地投入到实验操作之中。

　　2.前测、参与式学习线上与课前：采用视频课件的形式介绍“等厚干涉”的实验原理以及仪器操作方法，让学生对所做实验先有一个初步的认知，之后让其在线上回答有关问题，以检测学生的知识掌握情况。课上前测：由于大学物理实验面向的学生是来自所有的理工科专业，因此学生之间差异很大，虽然通过线上学习，学生已经初步对实验内容有所掌握，但是掌握程度和知识盲点不尽相同，因此有必要进一步对学生的掌握情况进行摸底。

　　课上参与式学习：讲解理论时，要积极与学生互动，调动学生的学习兴趣并了解学生对知识的掌握情况——或是存在实验原理不甚清晰，或是存在实验仪器操作误区等现象，然后开展有针对性的理论教学。实验操作时，针对学生出现的问题——比如45度反射镜的方向调反、目镜的十字叉丝线不清晰、视场不够明亮、测微鼓轮存在零点误差、无法发现干涉图样等，再次进行针对性、启发式的讲解，注重提升学生自己解决问题的能力。

　　3.后测和结论后测需要检查学生是否能够正确地观察到等厚干涉图样、是否能够正确地操作仪器、是否能够解决实验过程中所遇到的问题、是否能够清晰准确地记录并处理原始数据等，以检测学生学到了什么以及是否达到了本堂实验的学习目标。如同导言要开启一堂课一样，结论则要总结并整理所学知识，完成一堂课的收尾工作，帮助学生反思本堂实验课所学的原理及实验技能，以及学生在实验过程中的其他收获等。

　　四、结束语

　　BOPPPS教学法是一种操作性极强的课堂设计模型，注重以学生为中心，强调师生之间的良性互动。我们将BOPPPS教学法从理论课堂推广到实验课堂，并且采用线上与线下、课前与课上相结合的模式。实践表明，该教学法加深了学生对所做实验原理及仪器操作的掌握程度，带动了学生的学习兴趣，同时，BOPPPS教学法在线上和线下的结合使用，增加了学生的学习时间，使学生能够充分做好实验的前期准备工作，这样在实验课程中，学生能够利用有限的时间去更多地关注实验本身，达到锻炼学生实验技能并培养学生分析、解决问题能力的目的。

　　参考文献：

　　[1]安利民.分层次、开放性、团队化的实验教学模式构建[J].黑龙江教育(高教研究与评估),2014,(7):3-4.

　　[2]马桂花.加拿大高校教师ISW培训项目述评及启示[J].教师教育学报,2018,5(6):90-97.