BOPPPS教学模式下大学物理线上课堂的教学设计——以“动生电动势”为例

湖北第二师范学院学报
Journal of Hubei University of Education
2021年2月第38卷第2期Feb.2021
Vol- 38 No. 2
BOPPPS 教学模式下大学物理线上
课堂的教学设计
——以“动生电动势”为例
胡森，刘丹
（湖北第二师范学院物理与机电工程学院，武汉
430205）
摘 要：本文采用BOPPPS 教学模式，以“动生电动势”内容为例进行了大学物理线上课堂的
模块化教学设计。

该教学设计围绕着动生电动势的分类、产生机制、应用拓展等而展开，做到
了以学生为中心、以问题为导向，引导学生积极进行参与式学习和问题讨论，提高了学生在线 学习的投入度和参与度，从而实现课堂教学的多元化教学目标。

关键词：BOPPPS 教学模式；大学物理;教学设计
中图分类号：O4-0：G642.4 文献标识码:A
随着时代发展和教育技术进步，世界高等教
育尤其是我国高等教育已经进入一个“互联网+
高等教育”的新的历史发展时期。

近年来，伴随
着在线开放课程如火如荼地开展，以MOOC 为代
表的线上线下教育模式被引入课堂教学,在大学 教学中扮演着越来越重要的角色［1］。

特别是 2020年春季开始，突如其来的新冠肺炎使得全国
高校的教学模式被强制性地纳入线上教学模式$
如此大规模的采用线上教学在世界历史上乃是首
次,因此势必引起一场前所未有的教育变革。

疫
情防控结束后即便回归传统课堂,相信广大教师
和学生也一定会对在线教学的形式有全新的认 识，对未来基于互联网的教育教学改革满怀
憧憬［2］ $
大学物理作为高等院校理工科非物理专业的 一门重要基础课，在各专业知识体系建构中有着
文章编号：1674-344X （ 2021 ）2-0083-05
不可或缺的作用。

作为一门受众面十分广泛的课
程，大学物理具有开发MOOC 课程的先天优势。

据不完全统计，在爱课程中国大学MOOC 平台
上,大学物理相关课程的门数就达到了 220余门，
开课院校涵盖了双一流国家重点高校、普通地方
科院 业技术院 个 次$ 大
学物理课程制作精良、内容丰富，在疫情防控期间
给修读该课程的学生们提供了优质的学习资
源［3］$与传统课堂教学不同，线上教学的课程一
般是由微课视频及其他如拓展资源、学习计划、作
业要求、考核办法等教学资源构成。

其中,作为核
心内容的微课视频不应是课堂教学的简单实录, 而应是以学生为中心，围绕着某个知识点（重点
难点疑点）或教学环节而开展的教与学活动的全 过程。

考虑到观看教学视频时人的注意力难以长
时间保持，微课教学视频的时长不宜过长,更不宜
收稿日期：2020-09-05
基金项目：湖北第二师范学院2018年度校级教学研究项目“基于课例研究并融合信息化平台的职前物理教学技能
训练课堂模式的构建与开发”（X2018114）；2019年度校级教学研究项目“基于应用型人才培养的大学物
理分专业教学内容的重构与实践探索”（X2019008）
作者简介：胡森（1982 -）,男，副教授，研究方向为电磁场理论与应用、物理教育教学研究。

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直接以课堂教学实录来代替。

一项关于大学物理在线教学学习效果的问卷调查显示，由于线上教学的局限性,尤其是缺少师生交流互动和必要的学习监管，很多时候录制精美的教学视频变成了主讲教师“唱独角戏”，更有甚者沦为学生开着视频玩其他线上游戏的“背景音乐”。

因此,为保障大学物理线上教学的学习效果，提高学生线上学习的效率,我们必须科学、规范地做好线上教学内容的设计。

一方面我们需要将原教学内容尽量拆解成以知识点为单元的系列微课串成章节或课程体系,另外一方面更需要引进先进的教学设计理念来对大学物理线上课堂教学的内容进行科学%规范的设计。

BOPPPS教学模式是一种结构完整、注重学生参与与教学反馈的有效教学模式，近年来在高校中非常流行，不少高校教师将其应用于翻转课堂和微课的教学设计中⑷"5#。

基于BOPPPS教学模型的基本框架，课堂教学的设计紧密围绕着课程教学目标的达成而开展，在“以学生为中心”的理念下，教师逐步转变成为引导学生全方位参与并开展“协作式、探究式、问题式”学习的领航者⑷。

本文以典型的大学物理课程的“动生电动势”这一教学内容为例，详细分析如何利用BOPPPS教学模式，构建以学生为中心、以问题为导向，教学效率高、学生参与度良好的大学物理线上课堂，期望对高校物理教师的教学实践提供一定的帮助$
1BOPPPS教学模式简介
BOPPPS教学模式起源于北美,是北美众多高等院校认可和推崇的一种教学模式$该模式将教学过程分为导入（Badge-。

）、目标（Objective）、前测&Pre_assessment）、参与式学习（PaSicipatos lvrning）、后测（Post_csvsmvl）、总结（Summas）六个阶段（也称模型六要素）[7]$以上六大要素英文的首字母连在一起，即组成了“BOPPPS”教学模式。

其中，各个要素的解释及相应的任务解读见表1$
从表1看出,BOPPPS模式针对教学目标的达成个学过解为六大,在此过
中强调以学生为课堂的主体，重视学生的课堂参与，并通过师生、生生互动获取有效的反馈以便随时对课堂教学进行及时的调整。

同时，根据人的注意力大约只能持续维持15分钟的规律，
表1BOPPPS模式要素及任务解读
序号名称主要任务
1Bridge—。

吸引学生注意力，将学生已有的基础
与学习內容之间建立关联
2Objective
阐明教学目标，让学生明确掌握学习
的方向
3
Ps—对学生开展先测，了解学生的知识基
assessment础，及时反馈、调整教学计划
4Participatos
让学生参与系列教学活动，通过师生eeaenong互动完成课堂教学核心内容的学习
5
Post—对学生开展检测，检验学生是否达到
assessment教学目标
6Summas
总结课堂教学知识要点，整理回顾授
课内容以进一步巩固学习目标BOPPPS学学为15
钟左右的多个教学小单元,每个小单元以及由它们组成的课堂都遵循“起承转合”的脉络，从而使得课堂分段但却不零散。

正是因为BOPPPS模式具有流程化、注重学生参与、目标-活动-评价整体设计性大,从使它在建立以学生为中心的高效课堂方面有着显著的优性$
2基于BOPPPS教学模式的“动生电动势”线上课堂教学设计
2.1教学准备
2.1.1学析
在大学物理体系中,“动生动”于“电磁感应”这一知识板块中的教学内容。

以马文蔚等主编的《物理学教程（第三版）》（高等教育出版社出版）教材⑻为例，“动生电动势”位于第十二章《电磁感应电磁场与电磁波》第二节“动生电动势和感生电动势”之中。

在上一节一“电磁感应现象”中，已经介绍了感应电动势的产生原因（电磁感应定律）及其方向判断法则（楞次定律）$而本节内容则是进一步剖析引起磁通量的因,感应动成动生动
和感生电动势两类，并根据电源电动势的定义，讲解两类电动势的产生机制和本质。

“动生电动”知的学目是要其产生因、动的成、计例在中的应用。

在线上课堂的教学视频中，时长设置为15分钟$
2-
1.2学情分析
学生在高中阶段已经学习过“电磁感应定
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律”相的，对于感应电动势的产生原因及其方向判断已经有所了解。

因此，第一节
要是带领学生高中所学，进一步加固，在实际教学中无须占用$来讲,我们通常会在两个(90钟)的完成第和第二节的教学。

学知识，除了“电感应定律”这一重要的知识之外，“源电动势的定义”也是析感应电动
质的重要的知$
2.1.3学析
到学的，段用讲授法组学。

通过知、和推理引导学生从“表象”到“本质”逐步理解动生电动势的、物理应用。

从于的训练教学转变为面向实际的解决，从具体知的学转变为观念的建构，从达到培养学生物理观念、科学思维和应用能物理养的目的。

2.2教学过程设计
2-2-1Bridge-in阶段--回顾旧知、建立认识导“法拉第感应定律”，确“当过闭所的磁通量发生，回中会产生感应电动势。

”进一步拉第电感应现象的分析通量的计①K ・,+学生不，通量的主要原因有：一是稳恒磁场中的导体运动，导的回
、取向；二是不变，磁场$由不同原因而产生的电动为动生动和感生动$从要学的知----“动生电动势”。

第二个需要的知是电源电动势的概念，带领学生复“水泵”和源的工作过进行的类比(见图1)，了源在中的作用,巩固复源电动非场的概念以及其计算公式$二,8・,-二％-8?・,-.
2.2.2教学目标Obiectiva——PPT展示
(1)知目标:理解动生电动势的产生，
于源动的推导动生动的计能进计$
(2)思维能力目标(结合动生电动势产生原因的解释，培养学生运用物理原理分析解决、解的能力;进一步理解“水泵”与源动工作过的比，物理学的比
水賢导线
图1电源的工作过程和“水泵抽水”的类比
的思$
(3)价值观目标:通过对历史上第一台圆盘
的分析，让学生体会物理学在推动技术发展、生产的巨大作用。

2.2.3前测&Po-assessment)
“导体棒在磁场中作切割磁感线运动会产生电动势。

”是在高中物理课程中就已经讲过的内容。

事实上，这种电动势就是动生电动势$在系统讲授“动生电动势”之前,列举一道简单的例题1:在均匀磁场B中，一根长度为L的铜棒OP在与磁场垂直的平面内以速度V水平向右作切割磁感线运动，求铜棒中产生的电动势的大小及方向？
同学们可以完全运用高中的方法求解这道例题，如此一来,可以检验学生们高中所学。

在学完后续内容后,老师还可以让学生运用计算动生电动势的方法求解同一题目。

两种方法的对比，可以有效地帮助学生建立新旧知识的联系,完成知的建$
2.2.4参与式学习(Participatoo learning)
教学任务1:动生电动势的产生析
根据前面的知识回顾，学生们知道，任何电源电动势的内部必有非静电力来克服静电力做功，从而完成电能的转换。

那么，动生电动势的非静来源是？师带领学生例1中的
棒为例，铜棒内存在自由移动的电子，电子若能定向移动进而在铜棒两端聚集形成电势差,就可以形成电源电动势。

问题是铜棒内的电子是在何种力的作用下作定向移动呢？而这种力显然就是我需要分析的非$
85・
厘清问题的本质后，引导学生对铜棒内部电子的运动进行受力分析（见图2）。

不难发现，水平移动的铜棒中的电子在运动而又处于磁场中，因此会受到洛伦兹力，这就是动生电动势内部非静电力的来源。

随着铜棒两端聚集电荷（电场）的增加，最终电子会达到平衡（不再移动），此时电子所受洛伦兹力与电场力相等（（-；）8K（-q D），不难得岀非静电力的强度，于是得到动生电动势的计算公式为$二丿8?・（-q D）
OP OP
X X X角X X另
x x rx|l x x
X x
x x^l x艰
X X X O X X
图2切割磁感线的铜棒内电子受力情况
学任务2:动生电动势的计
在学，设置了如个习题：
（1）习题1:在均B中，一根长度为L 的铜棒OP在与磁场垂直的平面内以速度v水平向右作切割磁感线运动，利用动生电动势的求解公式求铜棒中产生的电动势的大小及方向？
（2）习题2:如图3,长为"的铜棒在匀强磁场D中以角速度.绕O点逆时针转动。

求铜棒中感应电动势的大小和方向。

假如将铜棒棒反向（针转动），计算结果又如何？
（3）习题3:如图4，如果是半径为<的铜盘在匀强磁场D中以角速度.绕盘心O逆时针转动，中产生电动？大小方向？
个由简，逐步递进。

1是阶段的例题，让学生用动生电动的计再次求解。

该的目的旨在让学生建高中物理和大学物理之间的联系，在高中物理中大多是“恒量”，因此不需要用到微进行运算，但学生需要明白其本质。

2是一个带有“变量”的，学生必须采用，分的进行计算$借由此，让学生明确带有矢量的运，并能据最终计’果进行物理解释$3则是在2的拓，要学生用的思想去解，旨在进一步学生的思维、巩固所学。

，是阶段“关于动生电动势的几点讨论”的$
学任务3:于动生电动势的几点讨
讨论1:拉第圆$3中给岀的正是拉第了感应现象
之后不久，用感应的世界上第一——法拉第圆$圆固定一个摇柄，圆的边缘和圆各与一个黄刷紧贴，用导刷与连来；圆
放置在蹄的磁场中。

当拉第转动摇柄,使圆盘旋转起来时，中产生了持续的电（图5）$
图5法拉第圆盘发电机（实验室模型）
通过给学生讲述圆的照片
过程的视频，让学生明白感应定律在
技术中所起的作用，从建立物理、科学与技术之间的联系。

让学生在课后查阅相：，了解的与最初的法拉第圆盘有何不同，物理学知识，解代发电机会做的改进。

讨2:转动的次思$在
86
・
，教师提出问题:在均匀磁场中匀速转动的
,过的磁通量有发生，按
拉第 感应定律,其中应该不会产生感应电动$与3的是的，是为何4学生不，这其是一个悖论$对于此，运用“导体切割”和“磁通”不的
析，应该是的。

只是在运用磁通量析时，必须到底应该如何准确选取闭。

教师提供几篇对此进行过研的期"n#，e学生在课后续查相，对此进总结$
讨论3:能否从能量转化和守恒的解释动生电动势的产生？洛仑兹不做功，在动生电动势的产生过程中起着怎样的作用？
设计意图:在讲授完新知识后，为学生们的知识、提高其与度，我设置了三个
讨论。

三个讨论涉及到了科学与技术的应用、新知识的联结和物理的思，期望借由个讨“动生电动势”以及“感应定律”等相知识进一步$
2.2.5课堂形成性评价(Post-assessment)
4:如图6，长导线中载有恒I，由为R的四分之一圆弧形导线和两段直导成的闭匀速v向上运动。

闭
与长直导，其OA边与长直导，相距为<求：(1)个闭合回路中的电动势；(2) OC段上的电动势大小；(3)AC段上的电动势大小。

设计意图:不，解该的第需要用到法拉第感应定律，第二问则涉场为量的运，第不是通过计
是对整个闭后$因此，该题目是一道性的，既需要学生们熟练运用所学,又需要学会用动生电动势的计算理较为复杂的运算$运用该作为课堂的后测，了学生对本节知识的掌握情况，学生与之前所学知识进$
2.2.6课堂总结(Summxy)
利用PPT对动生电动势的产生原因、物理本质、计、应用 对本小进行总结$从如何建立物理模型、运用物理思维
去归纳解决物理的$此外,与技术的应用相关，了解物理知识在技术推动的作用，有于提升理工科专业学生的专业素养。

3总结与反思
用BOPPPS教学六大的逻辑组合，对动生电动小节的进行了教学设计。

该学设计围绕着动生电动势的分、产生、应用开,做到以学生为中心、为导向、以有学目标为核心，在知知充分地搭建过梁学生学，充了、探的教学进行讲授,使物理自然与解，地了$在学中物理思维 、注重从物理的本质，注重学生物理思维的和物理观念的培养。

的
给教师提供作性和条理性较强的教学框，期望能为大学物理的教学设计提供$
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Teaching Design for Online Colleye Physics Class
Based on the BOPPPS Teaching Model
—Taking)Motional Electromotivv Force"as an Exxmplc
HU Sv,LIU Dan
(School of Physics and Electromechanical EnSneering,Hubei University of Education,Wuhan430205,China) Abstract：In this paper,BOPPPS teaching model is adopted in the tevching design for online colleye physics class)dynamic electromotive force"-The tevching design centers around the classification,mechanism and application of the motional electromotive force.Il is student_centered and problem_osented.Il guides students to actively engage in paSicipaoro/yrning and problem discussion.Il improves students'online eeaenongcommoimeniand paeiocopaioon ooedoeee<oooed ieachong.
Key wordt:BOPPPS teaching mode;colleye physics;teaching design
(上接第69页)
Application of Percutaneous Acupoint Electrical Stimulation in Receves of Calf Muscle Fatigue in CoOeye Athletes
LCUDuo
(School of Physical Education,Qile Nosnal University,Jinan250014,China)
Abtrdacr:Cn oedeeioexp oeeiheapp ocaioon e o ecioopeecuianeousacupoonieecieoca6siomu aioon on ihe eecoeeeyoocaomusceoaiogueon coegeaih eies,360coegeaih eiesoeom3unoeeesoioesweeeseecied as resevrch subjects.They were randomly divided into2gsups(180cases in each gsup)-The control group undeewenieouioneeeaxaioon exeecosesaoieeiheend ooexeecose,and iheonieeeenioon geoup undeewenimoee percutaneous acupoint elect/cal stimulation.Changes oO blood lactate(LA),serum crevtine kinase(CK)and blood usa(BU)kvels before and after inWsention are compared,as well as training fatigue symptoms and subjective physical sensors changes.Results show the RPE score after exercise in the intesention gsup was 10.63±0.82,which was significantly higher than that of the control gsup of17-02±0.96,P<0-05-The levels of LA,CK and BU in the two gsups incsced significantly after exercise.The levels of LA,CK and BU Ctar exercise in the intesention gsup were respectively(2.51±0.63)nmol/L and(232.46±11.35)U/L and(5.50±0.75)mmol/L,which were significantly lower than(4.55±0.43)nmol/L,(291.65±12.34) U/L and(5-81±0.66)mmol/L of the control gsup(P<0.05)-The fatigue symptom score of the intesention gsup aCer exercise was9.24±1.31,and that of the control gsup was13.69±1.02-The do o eeencebeiween ihegeoup<wa<<iaioioca e y<ognooocani(P<0.05) .Cioconceuded ihaiiheompeemeniaioon of percutaneous acupoint electrical stimulation after colleye athletes can efvtWVy reduce the serum CK and LA kvels,s/evv muscle fatigue caused by exercise,and accoleraW physical recavero,thus improving the Ch/tWs physical function.
Key wodtt:musceetaiogue;aiheeie;ieanscu ianeous e eec ieoca es iomu ea ioon;beood eaciaie;seeum ceeaionekonase ・88・。