基于BOPPPS模式的高效课堂教学设计 ——以“反冲现象 火箭”为例

BOPPPS有两个要素，一是以学生为中心；二是及时获取学生的反馈信息，调整后续教学活动，从而提高教学效果和课堂效率。BOPPPS模式包含引入（Bridge-in）、学习目标（Objectives）、前测（Pre-assessment）、参与式学习（PanicipatoryLearing）、后测（Post-assessment）、总结（Summary）6个模块，本文将初步尝试将学科核心素养融入BOPPPS教学模式[1]。

一、教学分析

学生已经学习了冲量、动量、动量定理及动量守恒定律等知识，为联系反冲现象与生活打下了基础。反冲现象是对本章知识的巩固和运用，尤其是对动量守恒定律知识的复习。从运动、能量、动量角度升华反冲现象的概念和规律，从生活走向科技用动量守恒定律得出多级火箭的飞行的原理。并学会构建模型解决人船模型类的问题。

二、教学目标

基于学科素养BOPPPS模式下“反冲现象”的教学目标分为下面几个部分：①引入。通过对生活片段的观察，增强物质观、运动观、相互作用观和能量观。②学习目标。知道反冲现象的概念和规律，能举出几个反冲现象的实例；通过所学知识对火箭的飞行原理进行科学解释。③前测。通过两道关于反冲现象和火箭的选择题掌握学生对本节课所学内容了解程度。④参与式学习。通过创建物理情境，设置问题，引导学生总结反冲现象概念及特点，列举生活实例并分析原理，培养学生建模能力；通过构建物理模型，列出动量守恒表达式，利用微元思想解决变速情境下的人船模型问题，提出普遍规律。⑤后评估。通过习题了解学生对反冲现象模型的理解和掌握程度。⑥总结。通过对反冲现象概念、特点、以及应用进行总结。

三、教学过程

（一）引入——物理观念情景化

学生：观看“射击练习”趣味视频

教师：大家看完视频后都笑了，视频里面发生了什么？

在这一模块中通过观看“射击练习”趣味视频，引发学生的思考，同时激发学生的学习兴趣，引入新课。

（二）前测——物理问题导向化

两道选择题，全班共有57人。由数据可知，学生在高一上学期已经学过牛顿运动定律，虽然知道反冲这个概念，但仍有部分学生对反冲现象持有错误的前概念（19人），大部分学生知道反冲现象适用于牛顿运动定律，知道反冲现象就是相互作用（38人）。由数据图2可知，大部分学生知道火箭加速原因就是相互作用（52人），但其中仍有少部分学生不清楚火箭加速原理（15人），极少部分同学完全不清楚原理（5人）。

这一模块让教师对学生关于反冲现象及火箭的认识有个大致的了解，在后面教学中逐步引导学生确立正确的物理观念。因此将本节调整至“学习目标”这节之前。

（三）学习目标——前测结果立体化

学习目标如图3所示

这一模块由三个目标组成， 目标应该简洁明了，让学生清楚本节课应该的重点和能力要求，明确学习目的，掌握学习方向，做到有的放矢。

（四）参与式学习——以生为本主体化

1.反冲现象概念及其特点

教师：刚才同学总结了反冲现象是物体间相互作用，下面我们来请同学演示实验1

教师进而引出反冲现象的定义和要点。

教师：接下来请同学演示实验2——空气动力车。

学生思考讨论

师生共同总结反冲现象特点：

（1）反冲现象的本质:是牛顿第三定律的必然结果

（2）反冲现象中常有其他形式的能转变为机械能，所以系统总动能增加。

（3）反冲现象中系统动量守恒，内力远大于外力（或在某一方向上内力远大于外力），系统动量守恒或在某一方向动量守恒。

2.火箭的飞行原理及其应用

教师播放“神舟十三号”飞船发射升空视频。

那么，为什么火箭要这样分级制造呢？分级会带来多大的好处？

教师简化火箭模型，提出例3。

【物理建模】

例3.火箭发射前的总质量为M、燃料燃尽后的质量为m，火箭燃气的喷射速度为v1，求燃料燃尽后火箭的飞行速度v为多大

 火箭喷出的燃气的速度v1越大、火箭喷出物质的质量与火箭本身质量之比越大，火箭获得的速度v越大

学生阅读教材，结合上面公式，回答：目前的技术条件下，火箭的质量比在6-10 左右，要发射人造卫星，用一级火箭还不能达到所需的速度，必须用多级火箭。

3.用动量守恒定律分析、解决有关反冲现象的问题--人船模型

【物理建模】

例4.如图10所示，质量为M的小船长L，静止于水面，质量为m 的人从船右端走到船左端，不计水对船的运动阻力，则:人对地位移S人和船对地位移S船为多少？

师生总结人船模型特点：

（1）人动船动，人停船停，人快船快，人慢船慢，人左船右；

（2）人船速度与其质量成反比；人船位移比等于其质量的反比。

这一模块强调以学生为主，充分调动学生的主观能动性，因此采用师生互动，生生互动的形式进行，以情境代入学生学习，激发探索欲望，培养学生团结合作意识。通过介绍火箭的发射与原理，培养学生热爱科学，热衷探索的精神。

（五）后测——核心素养效率化

通过对本节课相关知识的针对性训练，了解学生对知识点的掌握情况，学生是否具有建构模型的意识和能力，是否能用所形成的物理观念解释自然现象和解决实际问题。

这3道题分别考查“反冲现象的理解”“火箭相关速度求解”“动量守恒定律的应用及对人船模型的理解”。考查内容对应学习目标，通过题1与前测内容解答情况的对比（如图12所示），可知大部分学生已经纠正关于反冲现象学前的错误观念。

总结

教师布置本节课作业，设计并制作“水火箭”

这一环节对照本节课的学习目标，通过思维导图形式言简意赅将要点再现，让学生有效地对知识点进行回顾、消化。

参考文献

[1]吕文明,李晓端.BOPPPS模型在大学物理课程中的实践探索[J].大学物理,2022,41(02):53-57.DOI:10.16854/j.cnki.1000-0712.210164.