BOPPPS教学模式融入爱国主义教育在中学物理教学应用

刘坚辉 黄树清 林馨郁 王素云

摘   要：基于“立德树人”的根本任务，以BOPPPS教学模式为载体，结合中学物理教学的内容及特点，引入现代科技、传统文化、时代楷模等“爱国”元素，以期提高学生学习的广度与深度，培养学生的爱国主义情怀。

关键词：BOPPPS;中学物理教学;爱国主义;传统文化

对于中学物理教学而言，如何将爱国元素融入其中一直是社会研究的重点方向之一。以BOPPPS教学模式为载体，可使爱国元素的引入在中学物理教学中变得有迹可循。

1  BOPPPS教学模式

BOPPPS教学模式将课堂教学分为六个模块：导入环节（Bridge-in）、目标呈现（Objective）、预评价（Pre-assessment）、参与式学习（Participatory Learning）、后评价（Post-assessment）和总结（Summary）[ 1 ]，其主要内涵如表1所示。

2  BOPPPS教学模式融入爱国主义教育在中学物理教学应用

2.1  “B”+“O”——紧跟时代精神 确定教学目标

做好课堂引入，应做到吸引学生的注意力，同时能够引起学生对问题的思考[ 2 ]，能以时事热点、前沿科技、传统文化等内容作为贯穿课堂教学的主线，激发学生学习的兴趣，为爱国主义教育埋下伏笔。同时，将“目标呈现”环节顺应课堂的导入，立即呈现教学目标，与课堂引入的素材构成良好的衔接关系，使学生对课堂脉络有清晰的了解。

片段课例：宇宙航行。

播放新闻：中国探月工程“嫦娥五号”成功发射。

教师：观看新闻后，我们可以知道中国探月工程分成了哪三步？

学生：“绕、落、回”三个步骤。

教师：没错！嫦娥五号是“绕”到月球的，而不是直接飞往月球的。

教师：从嫦娥五号的飞行轨迹（如图1所示）可以看出，嫦娥五号先飞往P点，接着从轨道Ⅲ绕到轨道Ⅱ最后绕到轨道Ⅰ。在这整个过程中，嫦娥五号的速度是怎样变化的呢？本节课，让我们共同探讨嫦娥五号的宇宙航行。（板书：宇宙航行）

幻灯片播放教学目标：

物理观念

（a）会计算第一宇宙速度，掌握万有引力与向心力之间的供需关系;

（b）掌握嫦娥五号的变轨运动，会分析其变轨前后的机械能变化;

（c）知道第二宇宙速度和第三宇宙速度。

科学思维与科学探究

（a）构建物理模型，体会嫦娥五号变轨运动;

（b）通过“牛顿大炮”的设想，了解理想实验的科学推理;

（c）通过探究嫦娥五号变轨着陆月球的过程，培养学生的科学探究意识。

科学态度与责任

（a）通过探究活动，形成正确的科学态度及科学研究方法;

（b）通过对嫦娥五号探月工程的认识，培养学生的爱国情怀。

设计意图：（1）学科知识设计：以嫦娥五号升空为切入点，引入本节课重难点——卫星变轨运动;顺应课堂引入，呈现核心素养教学目标，初步了解离心、向心运动与卫星变轨运动的关系，使学生对课堂目标具有清晰的认识。（2）爱国主义设计：引入探月工程嫦娥五号任务，展现新时代航天事业的发展，体现大国“航天精神”，增强民族自豪感，坚定道路自信。

2.2  预评价——检测先备知识 弘扬传统文化

该模块重点回顾过往知识，检测课程先备情况，根据实际调整教学方式与教学进度。教师可选择以课前小练、师生问答等形式对学生进行预评价，并在其中引入爱国元素，将预评价与思政教育双向结合。

片段课例：大气压强。

播放视频：中国古代茶艺文化——公道杯。

教师：视频中的公道杯在盛酒时只能浅平，不可过满，否则，杯中之酒便会全部漏掉，一滴不剩。这告诉我们什么道理？

学生：知足者水存，贪心者水尽。

教师：对啦！但我们还必须从科学的角度来研究这个问题。试着结合它内部结构示意图（如图2所示），试着解释它的原理。

学生1：当水位超过A点时，水会因为重力的缘故流出。

教師：如果是重力的原因，那该如何解释杯中的水全部流尽呢？

学生2：因为管道中存在液体压强的作用。（学生已经学过液体压强）

教师：只有液体压强的作用吗？

学生3：还有大气压强。（预习过大气压强的相关知识）

教师：那么大气压强又是怎样将杯中的水全部排出的呢？

学生：（思考公道杯中大气压强的作用）。

开始新课教学：大气压强（板书）。

设计意图：（1）学科知识设计：以公道杯的虹吸现象作为切入点，检测学生对液体压强的掌握程度，铺垫课程内容，检测学生对大气压强的先备情况。（2）爱国主义设计：引入中国古代茶道文化，增强学生对中华民族传统工艺的文化自信，更使学生明白“公则四通八达，私则一偏而隅”的处世之道。

2.3  参与式教学——师生交互教学 引领科技革命

该环节是该教学模式的核心环节，是实现教学目标、发展学生思维、提升学生学科核心素养的关键环节[ 3 ]。该环节以学生为中心，灵活运用多媒体、自制实验教具和场境教学等方式，引入人物事迹、前沿科技等爱国元素，在师生交互式学习中学习爱国主义精神，不断提升思政育人的浸润力。

片段课例：全反射。

演示自制教具：水流导光（如图3所示）。

教师：对比前后两个实验有什么不同？

学生：瓶子在未打开瓶盖之前，激光是沿直线传播的;打开瓶盖后，水会从水孔流出，此时光也跟着弯曲的水流一起流出，并在水平面上形成光斑。

学生：光不是沿直线传播的吗？为什么光会沿着水流弯曲？

教师：为了解开疑惑，我们有必要探究光在这股水流中是怎样传播的？

教师：但是我们看到的水流非常细，肉眼无法直接观察，怎么办？

学生：将弯曲的水流放大，观察光在里面是如何传播的。

教师：我们通过建模的方式，研究光在水流中是如何传播的。

教师：根据微元的思想，将水流进行无限切割，化曲为直，分割成无限多段小水柱，（如图4所示），再将每一小段进行放大，便可清楚地看到光在水中的传播路径。

教师：水流放大后，光在放大后的小水柱中又是怎样传播的呢？下面我们再观察另一个教具。

演示实验：光在水中的传播路径（如图5所示）。

教师：原来！光在水中并不是沿着曲线传播，它还是沿着直线传播的！在这个过程中，光不断地发生反射，从而使传播方向发生了改变！而这种反射，正是我们刚才学习过的全反射。我们的光导纤维，也正是基于全反射得以实现的。

PPT演示：光导纤维内部结构示意图。

教师：如今许多家庭实现光纤到户，这都受益于华裔物理学家“光纤之父”——高琨。

播放视频：光纤之父——高琨。

设计意图：（1）学科知识设计：通过“水流导光”的对比实验，引发学生的认知冲突，衔接引出放大法及微元法的思想，帮助学生理解光导纤维的工作原理。（2）爱国主义设计：介绍华裔物理学家高琨研发光纤的历程，使学生体会科学探索的艰辛历程，培养学生创造、探索和实践精神。

2.4  后评价——检验教学成效 书写时代楷模

该模块主要检测学生在课堂学习后对知识点的掌握程度，检测学生的学习成效以及教师的教学效果。在该模块中，可选择以课后小练、师生问答等形式引入爱国元素。引入的爱国元素可以从学科知识的生活应用作为出发点，深入挖掘该应用背后的人物轶事，讲述其背后所蕴含的民族精神和时代精神。

片段课例：涡流。

教师：课前所提到的电磁炉就是涡流在日常生活中的应用。那涡流在工业生产中的应用又有哪些呢？

学生：真空冶炼金属炉（如图6所示）。

教师：试说明其工作原理。

学生：炉外的线圈通入反复变化的电流，使炉内金属产生涡流，涡流产生的热量能够使金属熔化。

教师：很好！涡流除了在日常生活中和工业生产中的应用外，在军工业上的应用也非常多，探雷器就是其中的一种。当探雷器感受到地底下埋藏着地雷时，探雷器就会发出警报声。请同学们分组讨论探雷器的工作原理。

小组1：探雷器中有变化的电流，如果地底下埋着地雷，则地雷就会产生涡流。

教师：产生的涡流对探雷器会有什么影响？是什么原因使探雷器发出警报声？

小组2：产生的涡流会产生磁场，涡流的磁场会影响线圈中的电流，使仪器报警。

教师：掌握得很透彻！扫雷是一项极其危险的工作。扫雷战士常年奋战在边境生死雷场中，与随时会爆炸的地雷作斗争。我们的“时代楷模”杜国富战士就在一次扫雷过程中失去了双手双眼。

播放视频：《排雷英雄杜国富，感动中国》。

设计意图：（1）学科知识设计：真空冶炼金属炉和探雷器是涡流分别在工业生产上和军工业上的应用，学生能够利用涡流解释真空冶炼金属炉和探雷器的工作原理。（2）爱国主义设计：引入“感动中国2018年度人物”杜富国战士，学习弘扬杜富国“让我来”的英勇精神，培养学生的爱国主义精神和无私无畏的奉献精神。

2.5  总结——提炼梳理知识 增强文化自信

总结模块常以提问、思维导图、图表等方式梳理、提炼本节课的知识点，亦能够以制作教具、布置课后作业等方式巩固教学目标。在该模块中引入“爱国主义”教育，是对课堂学习的升华，也是对课堂思政教育的提升。

片段课例：杠杆。

知识点回顾：杠杆的概念;杠杆的五要素、平衡条件和分类。

难点：杠杆示意图中动力臂和阻力臂的画法。

教师：阿基米德在《论平面图形的平衡》一书中最早提出杠杆原理。但在比阿基米德还要早约200年的墨子就已經在其著作《墨子》中记载了一种利用杠杆取水的机械——桔槔（如图7所示）。

播放视频：《桔槔》。

教师：请同学们试着分析，桔槔在取水过程中杠杆的五要素、是省力杠杆还是费力杠杆？同时试着制作桔槔的模型。

布置作业：制作桔槔模型同时画出杠杆示意图。

设计意图：（1）学科知识设计：布置制作桔槔模型以及画出杠杆示意图的作业，培养学生的实践操作能力，加深对杠杆知识的理解。（2）爱国主义设计：引入桔槔作为杠杆的课外拓展素材，体现中国古代人民的劳动智慧，提高学生对中华民族文化的认同感和自豪感。

3  结语

在BOPPPS教学模式中引入“爱国”元素是中学物理教学实施“爱国主义”教育的有效途径，为教师的课堂教学提供了可操作性的指导框架，尤其使刚走上讲台的教师在教学上变得有迹可循。2021年是中国共产党建党100周年，教师要以此为契机，将爱党爱国教育引入到课堂教学中。

参考文献：

[1] 曹丹平，印兴耀.加拿大BOPPPS教学模式及其对高等教育改革的启示[J].实验室研究与探索，2016，35（2）：196-200，249.

[2]尹庆丰.BOPPPS教学模式在高中物理课堂中的探索与实践——以“导体的电阻”为例[J].物理教师，2018，39（4）：2-7.

[3]顾雅彦.BOPPPS模式在新授课教学中的实践应用——以“功能关系”教学为例[J].物理教学，2019，41（1）：9-10，47.