PBL教學(xué)模式下中學(xué)物理教學(xué)探究
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摘要：pbl教學(xué)模式立足于真實情境，強(qiáng)調(diào)將傳統(tǒng)教學(xué)中的以教師主講轉(zhuǎn)換為以學(xué)生的主動學(xué)習(xí)作為課堂教學(xué)的主體，通過采用小組合作學(xué)習(xí)為載體，發(fā)現(xiàn)并探討問題和解決問題，最終使學(xué)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(xué)模式的要素和體系的基礎(chǔ)上，進(jìn)行初中物理電學(xué)部分的教學(xué)設(shè)計。
關(guān)鍵詞：PBL教學(xué)模式；初中物理；教學(xué)設(shè)計
1引言
自《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）》頒布以來，我國基礎(chǔ)教育領(lǐng)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(zhì)的全面培養(yǎng)，自主學(xué)習(xí)與終身學(xué)習(xí)等概念也漸漸深入人心?！靶抡n標(biāo)”明確指出課程與教學(xué)不但是傳授學(xué)科知識與解題技能，而且應(yīng)注重學(xué)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(xué)習(xí)”，獲得學(xué)科基礎(chǔ)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(zhuǎn)化為學(xué)生主動學(xué)習(xí)與教授分析方法，在解決問題的過程中培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力與創(chuàng)新能力，因此PBL教學(xué)模式的理論優(yōu)勢與教育改革的新要求不謀而合。PBL教學(xué)模式的理論基礎(chǔ)是建構(gòu)主義理論、支架式教學(xué)和維果茨基的最近發(fā)展區(qū)理論。此教學(xué)模式起源于美國，首次實踐于加拿大的醫(yī)學(xué)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(chǔ)教育中。郝亞麗[1]將PBL教學(xué)模式引入中小學(xué)美術(shù)教學(xué)，馬麗梅[2]將其引入小學(xué)語文教學(xué)，游樹斌[3]將其引入初中歷史教學(xué)，于霜[4]將其引入初中數(shù)學(xué)教學(xué)中，滕佳盈[5]將其引高中數(shù)學(xué)教學(xué)中，呂露[6]將其引入大學(xué)物理教學(xué)，諸多探索成果中理論研究是可行性分析占多數(shù)，應(yīng)用研究與課程設(shè)計較少。還有一部分初中教育者做了初中物理教學(xué)設(shè)計的研究工作，章晶晶[7]使用PBL教學(xué)模式設(shè)計了高中物理圓周運(yùn)動、能量守恒定律，陳韻玉[8]使用PBL教學(xué)模式設(shè)計了密度、噪音的危害與控制、壓強(qiáng)，牛立新[9]使用PBL教學(xué)模式設(shè)計了浮力和壓強(qiáng)，萬新月[10]使用PBL教學(xué)模式設(shè)計的浮力等教學(xué)案例設(shè)計，還有其他學(xué)者研究的教學(xué)設(shè)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(xué)模式理論與“新課標(biāo)”下進(jìn)行宏觀角度的課程安排，探究以初中物理電學(xué)部分為例，進(jìn)行詳細(xì)的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計并給出教學(xué)評價方法。
2PBL教學(xué)模式
2.1PBL教學(xué)模式的實施要素
（1）創(chuàng)設(shè)情境。與傳統(tǒng)教學(xué)模式的創(chuàng)設(shè)情境不同，PBL教學(xué)模式創(chuàng)設(shè)的情境要求貼近學(xué)生的生活經(jīng)驗，是學(xué)生經(jīng)歷過的或者一定會經(jīng)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(xué)模式是以解決實際問題為目標(biāo)進(jìn)行的學(xué)習(xí)，學(xué)生為了解決問題而開展知識學(xué)習(xí)，基于此原則，就要提出一個可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的問題，這個問題要有不良結(jié)果與一定的挖掘空間。（3）自主學(xué)習(xí)。學(xué)生在解決問題的驅(qū)動下進(jìn)行的學(xué)習(xí)，本質(zhì)上是學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，學(xué)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(xué)生的最近發(fā)展區(qū)域內(nèi)，出于興趣的自主學(xué)習(xí)產(chǎn)生的效果往往要優(yōu)于被動學(xué)習(xí)。（4）合作學(xué)習(xí)。由于學(xué)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(xué)習(xí)小組，在分析、界定問題之后，組內(nèi)分工合作學(xué)習(xí)或者班級全體學(xué)習(xí)小組之間合作學(xué)習(xí)，分享學(xué)習(xí)成果[11]。（5）總結(jié)反思。學(xué)而不思則罔，在進(jìn)行大量的自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)之后，需要及時進(jìn)行對知識與技能的總結(jié)以及對學(xué)習(xí)行為與學(xué)習(xí)過程中暴露出的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行反思，以大量的總結(jié)和反思推進(jìn)知識積累與能力成長?；诖嗽瓌t，教師要引導(dǎo)學(xué)生及時作出總結(jié)反思[12]。
2.2PBL教學(xué)模式的體系構(gòu)建
根據(jù)PBL教學(xué)模式歸納出簡化的PBL教學(xué)模式體系，如圖1所示。第一個學(xué)習(xí)步驟是合作學(xué)習(xí)，載體為正式課，是學(xué)習(xí)小組內(nèi)部或者全部學(xué)習(xí)小組的創(chuàng)設(shè)情境、分析界定問題、分工合作與成果共享；第二個學(xué)習(xí)步驟是自主學(xué)習(xí)，是課下每個學(xué)生的學(xué)習(xí)，解決問題并獲取知識；第三個學(xué)習(xí)步驟是技能訓(xùn)練，載體為技能訓(xùn)練課，向?qū)W生教授學(xué)習(xí)方法、專項技能和帶練，授人以漁；第四個學(xué)習(xí)步驟是總結(jié)反思，構(gòu)建知識體系，歸納問題解決方法，在歸納基礎(chǔ)上獲得深化問題，進(jìn)而開啟第二輪合作學(xué)習(xí)。四個學(xué)習(xí)步驟循環(huán)進(jìn)行，四種課程夯實基礎(chǔ)，強(qiáng)化能力。素質(zhì)培養(yǎng)課和習(xí)題課作為正式課的夯實和補(bǔ)充，進(jìn)一步補(bǔ)強(qiáng)學(xué)生的物理素養(yǎng)與綜合素質(zhì)。
3基于PBL教學(xué)模式的教學(xué)設(shè)計
3.1技術(shù)支持
在物質(zhì)條件層面上，首先要有無線網(wǎng)絡(luò)，每組應(yīng)配備至少一臺可以上網(wǎng)的設(shè)備，平板電腦或者智能手機(jī)，創(chuàng)造學(xué)生上網(wǎng)收集新資料的條件。其次，采取圓桌會議的學(xué)習(xí)小組座位模式，方便進(jìn)行合作學(xué)習(xí)，有助于創(chuàng)造良好舒適的討論環(huán)境以及學(xué)習(xí)環(huán)境。再次，需要給每個學(xué)習(xí)小組配備充足的實驗器材，支持學(xué)生的實驗操作，創(chuàng)造良好的探索環(huán)境，當(dāng)有必要的時候需要啟用實驗室。在非物質(zhì)條件層面，首先需要提供教科書、教學(xué)參考書、十萬個為什么、大百科全書等文本資料，方便學(xué)生搜集資料。其次，準(zhǔn)備多媒體材料，在創(chuàng)設(shè)情境、教學(xué)跟進(jìn)等時機(jī)使用。再次，教師要營造拼搏進(jìn)取的學(xué)習(xí)氛圍以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，激勵學(xué)生思考與討論。
3.2教學(xué)設(shè)計內(nèi)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(nèi)容為例，詳細(xì)敘述PBL教學(xué)模式下的初中物理教學(xué)設(shè)計?！皟煞N電荷”的學(xué)習(xí)內(nèi)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(jié)構(gòu)、導(dǎo)體和絕緣體。其中兩種電荷及其相互作用規(guī)律是教學(xué)重點(diǎn)，而認(rèn)識自然界只有兩種電荷同時又是教學(xué)難點(diǎn)。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(jìn)一步深入學(xué)習(xí)電學(xué)、理解許多電現(xiàn)象的基礎(chǔ)，電量的概念是后面理解電流概念的關(guān)鍵，因此本節(jié)課作為初中電學(xué)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(diǎn)教學(xué)內(nèi)容。在本節(jié)課中學(xué)生第一次接觸電路元件，第一次學(xué)習(xí)連接電路，第一次學(xué)習(xí)畫電路圖，同時還學(xué)習(xí)了電學(xué)中很重要的一個電學(xué)物理量—電流，通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)知道電流的形成條件。知道電流方向的規(guī)定，通過實驗認(rèn)識斷路通路短路，知道電路的組成，認(rèn)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(xué)重點(diǎn)是學(xué)生能認(rèn)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(xué)生良好的電學(xué)實驗習(xí)慣，良好的畫電路圖的習(xí)慣。
3.3學(xué)情分析
初中生年齡大多15-16歲，根據(jù)皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展觀分類，處于形式運(yùn)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(zhì)進(jìn)行思維。能夠進(jìn)行假設(shè)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(xué)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(xué)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(xué)模式的引導(dǎo)。
3.4教學(xué)過程
教學(xué)過程由先導(dǎo)課、正式課和習(xí)題課三種類型的課程組成。第一種課程是先導(dǎo)課，首先要向?qū)W生闡述課程設(shè)置的目的以及理念，其次要明確課堂、討論、匯報紀(jì)律，明確組間競爭、成績認(rèn)定機(jī)制。再次要完成學(xué)習(xí)小組劃分、選舉組長等教學(xué)輔助性質(zhì)工作。最后再趁熱打鐵開始PBL教學(xué)模式下的第一課。主要目的是帶領(lǐng)學(xué)生體驗新學(xué)習(xí)模式，與學(xué)生一同摸索總結(jié)PBL教學(xué)模式下的學(xué)習(xí)成果與學(xué)習(xí)經(jīng)驗；第二種課程是正式課。在PBL教學(xué)模式的教學(xué)體系建構(gòu)下開展的課堂合作學(xué)習(xí)。首先，創(chuàng)設(shè)情境，發(fā)現(xiàn)并提出問題，完成對問題的分析與學(xué)習(xí)任務(wù)的分工。其次，在課堂上分享通過自主學(xué)習(xí)解決的問題成果，引導(dǎo)學(xué)生完成總結(jié)與反思。再次，在課堂的問題解決成果基礎(chǔ)上，進(jìn)行問題再探，進(jìn)而開啟第二輪自主學(xué)習(xí)，獲得深層次的成果；第三種課程是習(xí)題課。PBL教學(xué)模式本身沒有習(xí)題課，但是為了保證教學(xué)質(zhì)量，幫助學(xué)生鞏固學(xué)習(xí)成果與進(jìn)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(nèi)容為例，詳細(xì)敘述PBL教學(xué)模式下的初中物理教學(xué)設(shè)計?！皟煞N電荷”先導(dǎo)課的教師活動由四個環(huán)節(jié)構(gòu)成：（1）創(chuàng)設(shè)真實情境，演示“靜電章魚”實驗。（2）引導(dǎo)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(dǎo)小組進(jìn)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(zhì)詢，適當(dāng)引帶深層次問題分析，例如為什么金屬能導(dǎo)電？原子的結(jié)構(gòu)等。相對應(yīng)的學(xué)生活動也由四個環(huán)節(jié)構(gòu)成：（1）觀察思考并進(jìn)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(shè)計深層次探究方案。設(shè)計意圖：（1）激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，滲透物理與生活緊密相關(guān)的觀念。（2）刺激思考，激發(fā)興趣。（3）培養(yǎng)團(tuán)隊協(xié)作能力。（4）培養(yǎng)實驗探究能力和實驗總結(jié)能力。伴隨著PBL教學(xué)的進(jìn)行，學(xué)生自主學(xué)習(xí)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(yīng)的鍛煉與提升，提升物理學(xué)科素養(yǎng)?！半娏骱碗娐贰闭秸n由情境創(chuàng)設(shè)、實驗探究、交流討論和總結(jié)提升四個環(huán)節(jié)構(gòu)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(zhǔn)備好實驗器材，布置探究內(nèi)容；視頻演示電源短路，進(jìn)行用電安全教育；進(jìn)行實驗指導(dǎo)。（3）啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行積極討論，關(guān)鍵處進(jìn)行提示和引導(dǎo)，及時給予點(diǎn)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(diǎn)為后續(xù)課程留下伏筆。相應(yīng)的學(xué)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(fēng)扇轉(zhuǎn)；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(dǎo)電特性；如何畫電路圖。（4）小組匯報討論結(jié)果并總結(jié)不足。設(shè)計意圖：（1）從真實情境引出問題，激發(fā)學(xué)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(xué)生主觀能動性，體現(xiàn)教師主導(dǎo)學(xué)生主體地位。（4）提高學(xué)生思維水平完善學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)。物理是實驗科學(xué)，物理也是觀察科學(xué)，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(xué)部分是初中物理中實驗氣氛最為濃烈的一部分，導(dǎo)入部分使用實驗法，讓學(xué)生更直觀、更清晰的理解電路知識，對比傳統(tǒng)教學(xué)法中的演示法，教師在講臺上電路實驗，即要擔(dān)心學(xué)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(xí)題課的所有題目都是學(xué)生小組先討論，全班80%的同學(xué)做對的題目，不對的同學(xué)組內(nèi)解決，針對組內(nèi)與組間答案不能統(tǒng)一或統(tǒng)一但不能合理解教育教學(xué)改革論壇釋的問題做好標(biāo)記待師生一起攻破。實驗操作題，學(xué)生都不能給出規(guī)范答案的，教師再對學(xué)生的易混點(diǎn)進(jìn)行規(guī)范統(tǒng)一。計算題，先帶領(lǐng)學(xué)生梳理考查的知識體系，引導(dǎo)學(xué)生選擇適當(dāng)?shù)墓?，最終學(xué)生整理寫出標(biāo)準(zhǔn)答案。這樣即能避免學(xué)生出于自尊心，害怕當(dāng)著全班同學(xué)的面說自己不會這個很簡單的題的抵觸情況，又能增強(qiáng)學(xué)生的自信心和語言表達(dá)能力。這種教學(xué)方式也存在明顯的缺點(diǎn)，就是時間上不好拿捏，時間短效果不好，時間長，任務(wù)做不完。所以使用前應(yīng)確認(rèn)好題量，做出合理的時間分配計劃。除了以上教學(xué)過程，可以通過進(jìn)行主題辯論、看物理學(xué)的紀(jì)錄片、半命題設(shè)計比賽等有意思又有意義的教學(xué)活動，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的各項素質(zhì)。還可以通過開設(shè)專項能力訓(xùn)練教給學(xué)生相關(guān)專項的學(xué)習(xí)方法與分析技能，并進(jìn)行一定量的帶練，授人以漁，平緩過渡學(xué)生的茫然期，從方法論層面幫助學(xué)生降低自主學(xué)習(xí)臺階，同時對后續(xù)的教學(xué)起到促進(jìn)效果。3.5教學(xué)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(xué)模式采用多元化教學(xué)評價體系進(jìn)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(shè)置意圖：（1）檢驗物理概念、基礎(chǔ)知識的理解、運(yùn)用與遷移。（2）檢驗實驗設(shè)計、實施、數(shù)據(jù)測量、結(jié)論分析。（3）基于教師對學(xué)生的伴學(xué)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(jìn)行表獎。測試范圍：（1）課標(biāo)要求掌握的知識以及實際問題的解決。（2）課標(biāo)中要求必須掌握的二十個實驗中的電學(xué)部分實驗。（3）從學(xué)生的參與學(xué)習(xí)的心態(tài)、情感、態(tài)度、價值觀進(jìn)行評價。（4）教學(xué)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(xué)周，獲得優(yōu)秀小組次數(shù)最多的兩個組獲得此部分分?jǐn)?shù)。評價形式：試卷+實驗+評價+評優(yōu)。
4總結(jié)
本文從教學(xué)改革和新課標(biāo)對中學(xué)物理課程的要求出發(fā)，闡述了PBL教學(xué)模式的理論優(yōu)勢、實施要素及體系構(gòu)建，最后基于PBL教學(xué)模式進(jìn)行了初中物理課程教學(xué)設(shè)計探究。PBL教學(xué)模式有諸多理論優(yōu)勢，尤其適合對實驗氣息濃的部分進(jìn)行教學(xué)（例如力學(xué)部分，電學(xué)部分）。但PBL教學(xué)模式也存在著不足，由于PBL教學(xué)過程普遍耗時較長，不能在整個初中物理階段應(yīng)用該模式教學(xué)，因此為保證PBL教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量，教師應(yīng)充分分析教材，選擇合適章節(jié)應(yīng)用PBL教學(xué)模式進(jìn)行授課。隨著教育改革的不斷推進(jìn)，在專家和教師的不懈完善、推廣之下，PBL教學(xué)模式終會真正走進(jìn)初中教學(xué)，擁有屬于自己的席位。
作者:李紅娟 田靖 呂立君 單位:赤峰學(xué)院物理與智能制造工程學(xué)院 赤峰二中國際實驗學(xué)校