PBL教學模式下中學物理教學探究

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摘要：pbl教學模式立足于真實情境，強調將傳統(tǒng)教學中的以教師主講轉換為以學生的主動學習作為課堂教學的主體，通過采用小組合作學習為載體，發(fā)現(xiàn)并探討問題和解決問題，最終使學生的物理知識水平和綜合能力均得到提升。文章在闡明PBL教學模式的要素和體系的基礎上，進行初中物理電學部分的教學設計。

關鍵詞：PBL教學模式；初中物理；教學設計

1引言

自《義務教育物理課程標準（2011版）》頒布以來，我國基礎教育領域一直在呼吁課程改革與教育改革，逐漸重視受教育者諸方面素質的全面培養(yǎng)，自主學習與終身學習等概念也漸漸深入人心。“新課標”明確指出課程與教學不但是傳授學科知識與解題技能，而且應注重學生的興趣發(fā)展以及探究能力、創(chuàng)新能力等方面能力的培養(yǎng)。PBL（Problem-Based-Learning）譯為“基于問題的學習”，獲得學科基礎知識的同時可以拓寬知識外延，面向真實情境與實際問題，提高分析問題能力和處理問題的能力，由教師講授轉化為學生主動學習與教授分析方法，在解決問題的過程中培養(yǎng)自主學習能力與創(chuàng)新能力，因此PBL教學模式的理論優(yōu)勢與教育改革的新要求不謀而合。PBL教學模式的理論基礎是建構主義理論、支架式教學和維果茨基的最近發(fā)展區(qū)理論。此教學模式起源于美國，首次實踐于加拿大的醫(yī)學生的培養(yǎng)，取得了非常好的效果。有教育者將PBL模式引入各階段的基礎教育中。郝亞麗[1]將PBL教學模式引入中小學美術教學，馬麗梅[2]將其引入小學語文教學，游樹斌[3]將其引入初中歷史教學，于霜[4]將其引入初中數(shù)學教學中，滕佳盈[5]將其引高中數(shù)學教學中，呂露[6]將其引入大學物理教學，諸多探索成果中理論研究是可行性分析占多數(shù)，應用研究與課程設計較少。還有一部分初中教育者做了初中物理教學設計的研究工作，章晶晶[7]使用PBL教學模式設計了高中物理圓周運動、能量守恒定律，陳韻玉[8]使用PBL教學模式設計了密度、噪音的危害與控制、壓強，牛立新[9]使用PBL教學模式設計了浮力和壓強，萬新月[10]使用PBL教學模式設計的浮力等教學案例設計，還有其他學者研究的教學設計，但無論從數(shù)量還是深度上看都仍有大量工作需要做。本文擬在PBL教學模式理論與“新課標”下進行宏觀角度的課程安排，探究以初中物理電學部分為例，進行詳細的教學內容設計并給出教學評價方法。

2PBL教學模式

2.1PBL教學模式的實施要素

（1）創(chuàng)設情境。與傳統(tǒng)教學模式的創(chuàng)設情境不同，PBL教學模式創(chuàng)設的情境要求貼近學生的生活經驗，是學生經歷過的或者一定會經歷的現(xiàn)實社會生活中的情境，要有足夠的現(xiàn)實意義。（2）提出問題。PBL教學模式是以解決實際問題為目標進行的學習，學生為了解決問題而開展知識學習，基于此原則，就要提出一個可以激發(fā)學生學習興趣的問題，這個問題要有不良結果與一定的挖掘空間。（3）自主學習。學生在解決問題的驅動下進行的學習，本質上是學生的自主學習，學生以自身已有前概念與通過各種渠道收集到的新資料，分析歸納新知識，基于此原則，教師要把握問題的難度，保證解決問題過程中探索的知識在學生的最近發(fā)展區(qū)域內，出于興趣的自主學習產生的效果往往要優(yōu)于被動學習。（4）合作學習。由于學生個人的時間精力有限，要完成對問題的淺層探索以及深層探索，工作量很大，這就需要組建學習小組，在分析、界定問題之后，組內分工合作學習或者班級全體學習小組之間合作學習，分享學習成果[11]。（5）總結反思。學而不思則罔，在進行大量的自主學習與合作學習之后，需要及時進行對知識與技能的總結以及對學習行為與學習過程中暴露出的薄弱環(huán)節(jié)進行反思，以大量的總結和反思推進知識積累與能力成長?；诖嗽瓌t，教師要引導學生及時作出總結反思[12]。

2.2PBL教學模式的體系構建

根據(jù)PBL教學模式歸納出簡化的PBL教學模式體系，如圖1所示。第一個學習步驟是合作學習，載體為正式課，是學習小組內部或者全部學習小組的創(chuàng)設情境、分析界定問題、分工合作與成果共享；第二個學習步驟是自主學習，是課下每個學生的學習，解決問題并獲取知識；第三個學習步驟是技能訓練，載體為技能訓練課，向學生教授學習方法、專項技能和帶練，授人以漁；第四個學習步驟是總結反思，構建知識體系，歸納問題解決方法，在歸納基礎上獲得深化問題，進而開啟第二輪合作學習。四個學習步驟循環(huán)進行，四種課程夯實基礎，強化能力。素質培養(yǎng)課和習題課作為正式課的夯實和補充，進一步補強學生的物理素養(yǎng)與綜合素質。

3基于PBL教學模式的教學設計

3.1技術支持

在物質條件層面上，首先要有無線網絡，每組應配備至少一臺可以上網的設備，平板電腦或者智能手機，創(chuàng)造學生上網收集新資料的條件。其次，采取圓桌會議的學習小組座位模式，方便進行合作學習，有助于創(chuàng)造良好舒適的討論環(huán)境以及學習環(huán)境。再次，需要給每個學習小組配備充足的實驗器材，支持學生的實驗操作，創(chuàng)造良好的探索環(huán)境，當有必要的時候需要啟用實驗室。在非物質條件層面，首先需要提供教科書、教學參考書、十萬個為什么、大百科全書等文本資料，方便學生搜集資料。其次，準備多媒體材料，在創(chuàng)設情境、教學跟進等時機使用。再次，教師要營造拼搏進取的學習氛圍以調動學生的學習欲望，激勵學生思考與討論。

3.2教學設計內容分析

本論文以人教版第十五章中的“兩種電荷”“電流和電路”這兩節(jié)內容為例，詳細敘述PBL教學模式下的初中物理教學設計?！皟煞N電荷”的學習內容，有摩擦起電現(xiàn)象、兩種電荷及其作用規(guī)律、驗電器、電量及其單位、原子及其結構、導體和絕緣體。其中兩種電荷及其相互作用規(guī)律是教學重點，而認識自然界只有兩種電荷同時又是教學難點。摩擦起電是人類最早發(fā)現(xiàn)的電現(xiàn)象，兩種電荷及其相互作用規(guī)律是進一步深入學習電學、理解許多電現(xiàn)象的基礎，電量的概念是后面理解電流概念的關鍵，因此本節(jié)課作為初中電學起始課，具有很重要的地位。而電流與電荷這節(jié)課又是這章的重點教學內容。在本節(jié)課中學生第一次接觸電路元件，第一次學習連接電路，第一次學習畫電路圖，同時還學習了電學中很重要的一個電學物理量—電流，通過本節(jié)課的學習知道電流的形成條件。知道電流方向的規(guī)定，通過實驗認識斷路通路短路，知道電路的組成，認識電源和用電器，能用電路元件符號畫簡單的電路圖，能連接簡單的電路。本節(jié)課的教學重點是學生能認識簡單電路，能動手連接簡單電路，能畫簡單的電路圖，并要從一開始就培養(yǎng)學生良好的電學實驗習慣，良好的畫電路圖的習慣。

3.3學情分析

初中生年齡大多15-16歲，根據(jù)皮亞杰的認知發(fā)展觀分類，處于形式運算階段，個體推理能力得到極大提高，能從多角度對抽象性質進行思維。能夠進行假設性思維，采用邏輯推理、歸納或演繹的方式來解決問題。此階段學生的身心處于持續(xù)的成長過程。根據(jù)埃里克森的社會化發(fā)展理論，此階段學生出于角色同一性對角色混亂狀態(tài)，性格和人生觀等觀念都在形成中，容易受外界因素的影響而改變。因此，初中生可以較輕松的接受PBL教學模式的引導。

3.4教學過程

教學過程由先導課、正式課和習題課三種類型的課程組成。第一種課程是先導課，首先要向學生闡述課程設置的目的以及理念，其次要明確課堂、討論、匯報紀律，明確組間競爭、成績認定機制。再次要完成學習小組劃分、選舉組長等教學輔助性質工作。最后再趁熱打鐵開始PBL教學模式下的第一課。主要目的是帶領學生體驗新學習模式，與學生一同摸索總結PBL教學模式下的學習成果與學習經驗；第二種課程是正式課。在PBL教學模式的教學體系建構下開展的課堂合作學習。首先，創(chuàng)設情境，發(fā)現(xiàn)并提出問題，完成對問題的分析與學習任務的分工。其次，在課堂上分享通過自主學習解決的問題成果，引導學生完成總結與反思。再次，在課堂的問題解決成果基礎上，進行問題再探，進而開啟第二輪自主學習，獲得深層次的成果；第三種課程是習題課。PBL教學模式本身沒有習題課，但是為了保證教學質量，幫助學生鞏固學習成果與進一步提高解決問題能力，本論文以人教版第十五章中的“兩種電荷”“電流和電路”這兩節(jié)內容為例，詳細敘述PBL教學模式下的初中物理教學設計。“兩種電荷”先導課的教師活動由四個環(huán)節(jié)構成：（1）創(chuàng)設真實情境，演示“靜電章魚”實驗。（2）引導小組淺層次討論，為什么摩擦過的尺子會帶電？吸附原因？帶電的方法？（3）引導小組進行深層次討論，電荷的大小、多少、種類？如何檢驗電荷存在？電荷是怎么出現(xiàn)的？（4）組織匯報，視情況發(fā)出質詢，適當引帶深層次問題分析，例如為什么金屬能導電？原子的結構等。相對應的學生活動也由四個環(huán)節(jié)構成：（1）觀察思考并進行實驗探究。（2）明確問題后討論答案。（3）組間評比，小組討論后搶答。（4）分組向全班匯報問題的解決情況，設計深層次探究方案。設計意圖：（1）激發(fā)學習興趣，滲透物理與生活緊密相關的觀念。（2）刺激思考，激發(fā)興趣。（3）培養(yǎng)團隊協(xié)作能力。（4）培養(yǎng)實驗探究能力和實驗總結能力。伴隨著PBL教學的進行，學生自主學習能力、溝通交流能力、合作創(chuàng)新能力等各方面都在得到相應的鍛煉與提升，提升物理學科素養(yǎng)。“電流和電路”正式課由情境創(chuàng)設、實驗探究、交流討論和總結提升四個環(huán)節(jié)構成。教師活動包括：（1）從生活實例出發(fā)提出問題。例如：家里的耗能電器是怎樣工作的呢？（2）提前準備好實驗器材，布置探究內容；視頻演示電源短路，進行用電安全教育；進行實驗指導。（3）啟發(fā)引導學生進行積極討論，關鍵處進行提示和引導，及時給予點撥與評價。（4）對小組活動給予積極評價并布置探究并聯(lián)電路特點為后續(xù)課程留下伏筆。相應的學生活動包括:（1）開動腦筋，積極搶答。（2）任意組裝電路分別實現(xiàn)只讓小喇叭響；只讓小燈泡亮；只讓小風扇轉；在一個電路中同時讓兩個用電器工作。（3）小組討論。電路的組成成分和各部分的作用；討論串聯(lián)電路的特性；討論二極管的導電特性；如何畫電路圖。（4）小組匯報討論結果并總結不足。設計意圖：（1）從真實情境引出問題，激發(fā)學生的探索欲。（2）培養(yǎng)動手能力，提高物理核心素養(yǎng)。（3）充分發(fā)揮學生主觀能動性，體現(xiàn)教師主導學生主體地位。（4）提高學生思維水平完善學生認知結構。物理是實驗科學，物理也是觀察科學，同樣需要大量的觀察與分析，某一天會發(fā)現(xiàn)，整個世界每時每刻都可見物理在發(fā)光。電學部分是初中物理中實驗氣氛最為濃烈的一部分，導入部分使用實驗法，讓學生更直觀、更清晰的理解電路知識，對比傳統(tǒng)教學法中的演示法，教師在講臺上電路實驗，即要擔心學生看不清楚，又操作極為不便，課堂低效。此方法課堂高效，但時間稍難把控。習題課的所有題目都是學生小組先討論，全班80%的同學做對的題目，不對的同學組內解決，針對組內與組間答案不能統(tǒng)一或統(tǒng)一但不能合理解教育教學改革論壇釋的問題做好標記待師生一起攻破。實驗操作題，學生都不能給出規(guī)范答案的，教師再對學生的易混點進行規(guī)范統(tǒng)一。計算題，先帶領學生梳理考查的知識體系，引導學生選擇適當?shù)墓?，最終學生整理寫出標準答案。這樣即能避免學生出于自尊心，害怕當著全班同學的面說自己不會這個很簡單的題的抵觸情況，又能增強學生的自信心和語言表達能力。這種教學方式也存在明顯的缺點，就是時間上不好拿捏，時間短效果不好，時間長，任務做不完。所以使用前應確認好題量，做出合理的時間分配計劃。除了以上教學過程，可以通過進行主題辯論、看物理學的紀錄片、半命題設計比賽等有意思又有意義的教學活動，進一步培養(yǎng)學生的各項素質。還可以通過開設專項能力訓練教給學生相關專項的學習方法與分析技能，并進行一定量的帶練，授人以漁，平緩過渡學生的茫然期，從方法論層面幫助學生降低自主學習臺階，同時對后續(xù)的教學起到促進效果。3.5教學評價與用一張百分制的試卷作為成績的課程評價不同，PBL教學模式采用多元化教學評價體系進行成績評定。評價方式：紙化測試（60%）+實驗操作（25%）+平時表現(xiàn)（10%）+積分獎勵（5%）。設置意圖：（1）檢驗物理概念、基礎知識的理解、運用與遷移。（2）檢驗實驗設計、實施、數(shù)據(jù)測量、結論分析。（3）基于教師對學生的伴學記錄，反映卷子上體現(xiàn)不出的成長收獲。（4）對最積極參與課程的二個小組的全體成員進行表獎。測試范圍：（1）課標要求掌握的知識以及實際問題的解決。（2）課標中要求必須掌握的二十個實驗中的電學部分實驗。（3）從學生的參與學習的心態(tài)、情感、態(tài)度、價值觀進行評價。（4）教學期間各小組的積分獎勵，每周做一次統(tǒng)計，評出兩個優(yōu)秀小組。綜合所有教學周，獲得優(yōu)秀小組次數(shù)最多的兩個組獲得此部分分數(shù)。評價形式：試卷+實驗+評價+評優(yōu)。

4總結

本文從教學改革和新課標對中學物理課程的要求出發(fā)，闡述了PBL教學模式的理論優(yōu)勢、實施要素及體系構建，最后基于PBL教學模式進行了初中物理課程教學設計探究。PBL教學模式有諸多理論優(yōu)勢，尤其適合對實驗氣息濃的部分進行教學（例如力學部分，電學部分）。但PBL教學模式也存在著不足，由于PBL教學過程普遍耗時較長，不能在整個初中物理階段應用該模式教學，因此為保證PBL教學的教學質量，教師應充分分析教材，選擇合適章節(jié)應用PBL教學模式進行授課。隨著教育改革的不斷推進，在專家和教師的不懈完善、推廣之下，PBL教學模式終會真正走進初中教學，擁有屬于自己的席位。

作者:李紅娟 田靖 呂立君 單位:赤峰學院物理與智能制造工程學院 赤峰二中國際實驗學校