基于PBL的初中物理教學(xué)設(shè)計研究

萬新月 姜玉梅

摘 要：PBL（Problem-Based Learning）是一種以問題為導(dǎo)向的教育教學(xué)理念，重點培養(yǎng)學(xué)生在真實問題情境下運用已有知識解決問題的能力。文章以初中物理“浮力”一課為例，從分析、選擇、評價三個階段闡述了基于PBL進(jìn)行教學(xué)設(shè)計的策略和要點，為PBL教學(xué)模式的推廣提供參考。

關(guān)鍵詞：PBL;初中物理;教學(xué)設(shè)計;教學(xué)策略

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1008-3561（2019）25-0060-02

PBL是一種以真實生活情境中的復(fù)雜問題為起點，以小組討論合作為課堂組織形式，學(xué)生通過多種途徑自主構(gòu)建知識，注重問題解決能力的培養(yǎng)的教學(xué)模式，其在基礎(chǔ)教育中逐漸受到歡迎。目前關(guān)于PBL的研究有很多，例如寇敏對PBL課堂中問題該如何設(shè)計進(jìn)行了具體的研究;翁宗琮提出先分析教學(xué)目標(biāo)、學(xué)生情況，再創(chuàng)設(shè)情境，最后闡述在教學(xué)策略、教學(xué)過程和教學(xué)效果評價設(shè)計方面的步驟;王曉琛根據(jù)新授課、習(xí)題課、復(fù)習(xí)課、實驗課、試卷講評課的特點分別進(jìn)行了教學(xué)設(shè)計模式與策略的構(gòu)建;?？★L(fēng)根據(jù)羅伯特PBL七步模型整合出課堂中的PBL學(xué)習(xí)過程模型。從眾多的研究成果看，要想順利實施PBL課堂教學(xué)，筆者認(rèn)為一份成熟的教學(xué)設(shè)計非常重要，而教學(xué)設(shè)計的模型眾多，其中迪克—凱瑞的教學(xué)設(shè)計過程模式包括確定教學(xué)目標(biāo)、選用教學(xué)方法、開展教學(xué)評價三個大環(huán)節(jié)與九個小環(huán)節(jié)，最為貼近教師的教學(xué)實際。為使PBL課堂真正高效可實施，筆者基于迪克—凱瑞的教學(xué)設(shè)計模式，創(chuàng)新設(shè)計了基于PBL的初中物理教學(xué)設(shè)計模型（如圖1所示），并結(jié)合浮力教學(xué)進(jìn)行了具體的闡述。

一、基于PBL的浮力教學(xué)設(shè)計的分析階段

1.分析教學(xué)內(nèi)容

浮力是理論聯(lián)系實際的物理知識，也是學(xué)生必備的物理知識，把這部分內(nèi)容放在初中，并要求一次性過關(guān)，高中教學(xué)中不再重復(fù)，可見浮力一課在初中物理知識體系中占有很高的地位。下面對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行簡要的分析。

首先，教師可列出學(xué)生在浮力一課中需要掌握的知識點如浮力的定義、下沉的物體是否受到浮力、影響浮力大小的因素、阿基米德原理等，其中探究影響浮力大小的因素為教學(xué)重點，阿基米德原理為難點。然后，根據(jù)學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律及思維培養(yǎng)的需要，教師可稍修改教材內(nèi)容順序，將稱重法測浮力放在探究影響浮力大小的因素時進(jìn)行教學(xué)。其次，教師引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系前后章節(jié)，通過梳理可發(fā)現(xiàn)：前一章力與運動的知識成為浮力學(xué)習(xí)的工具，本章所學(xué)液體壓強的知識可為浮力的學(xué)習(xí)提供鋪墊，浮力的學(xué)習(xí)也有利于后面“物體的浮與沉”的學(xué)習(xí)。

2.分析三維目標(biāo)

仔細(xì)研讀新課程標(biāo)準(zhǔn)，整理出浮力一課的知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)，然后根據(jù)本節(jié)課課程內(nèi)容的特點具體編寫出與PBL課堂相對應(yīng)的、有利于學(xué)生發(fā)展的三維目標(biāo)。其中與傳統(tǒng)教學(xué)最為不同的是將過程與方法目標(biāo)定為“學(xué)生自主查閱資料并分析，理解稱重法測浮力;并運用稱重法進(jìn)行小組實驗，總結(jié)得出浮力大小的影響因素”，強調(diào)學(xué)生的主體地位以及探究、實踐操作能力的培養(yǎng)。

3.分析學(xué)習(xí)者

分析學(xué)生的心理特點，他們好奇、好動、好強，應(yīng)多運用實驗調(diào)動其學(xué)習(xí)積極性與主動性，所以浮力整節(jié)課將圍繞實驗進(jìn)行;分析學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，初中生的思維方式處在由形象思維向抽象思維過渡的階段，學(xué)生對浮力有一定的感性認(rèn)知，在教學(xué)中應(yīng)注意積極引導(dǎo)學(xué)生在已有知識的基礎(chǔ)上發(fā)展抽象思維;分析知識結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計時要喚醒學(xué)生的原有認(rèn)知。在學(xué)習(xí)浮力之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過力的測量、二力平衡、力的合成、密度、壓力、壓強等重要知識，可充分挖掘?qū)W生原有知識，為新課的學(xué)習(xí)服務(wù)。如何將已有知識進(jìn)行綜合運用，將感性認(rèn)知提高到理性理解，是教師進(jìn)行教學(xué)設(shè)計時要仔細(xì)思考的問題。

4.分析教學(xué)環(huán)境

教學(xué)環(huán)境包括硬件環(huán)境和軟件環(huán)境。硬件環(huán)境指學(xué)校的基礎(chǔ)設(shè)施、座位安排、實驗器材、多媒體等;軟件環(huán)境指師生關(guān)系、家長及社會對新興教學(xué)模式的包容性等。分析教學(xué)環(huán)境，有助于PBL課堂教學(xué)的順利開展。

二、基于PBL的浮力教學(xué)設(shè)計的選擇階段

1.選擇教學(xué)資源

“浮力”一課中的素材包括“死海”、稱重法測浮力、阿基米德鑒別皇冠的故事等文本素材以及橡皮泥、水、濃鹽水、小木塊、彈簧測力計、燒杯等實驗器材。這些教學(xué)資源能保證學(xué)生的探究不偏離教學(xué)目標(biāo)、提高課堂學(xué)習(xí)效率。

2.選擇教學(xué)策略

好的教學(xué)策略有助于教師完成教學(xué)目標(biāo)，是高效安排學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的方法，包括：

（1）結(jié)構(gòu)不良問題的設(shè)計。找準(zhǔn)本節(jié)課核心的知識目標(biāo)，根據(jù)此目標(biāo)創(chuàng)設(shè)一個真實的問題情境，能否把學(xué)生生活中與此知識目標(biāo)有關(guān)的經(jīng)驗穿插在整個問題任務(wù)鏈中，是整節(jié)課問題設(shè)計的關(guān)鍵。“浮力”這節(jié)課最重要的知識目標(biāo)是“認(rèn)識浮力，知道浮力大小的影響因素”，教師可在課堂開始時創(chuàng)造問題情境：如果不小心將乒乓球掉進(jìn)手伸不進(jìn)的細(xì)長洞里，該怎樣取出？如果掉進(jìn)去的是雞蛋呢？之后課堂上提出的引導(dǎo)性問題依然是開放性的，學(xué)生不能通過翻閱課本直接找到答案，這對學(xué)生的邏輯推理能力、應(yīng)變能力、動手能力、概括總結(jié)能力都提出了挑戰(zhàn)。

（2）引導(dǎo)性問題的設(shè)計。這類問題在學(xué)生討論難以推進(jìn)的時候提出，具有思考性。學(xué)生討論遇到困難或取得階段性成果，而本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)還未達(dá)成時，教師要引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)探究，但不能直接指明方向，而同樣應(yīng)創(chuàng)造一個真實的問題情境，由學(xué)生自主分析問題后進(jìn)行探究。當(dāng)學(xué)生探究出浮力大小和液體密度有關(guān)，取出雞蛋的方法是往洞里加濃鹽水后，教師提出新問題“同學(xué)們在浴缸內(nèi)洗澡或?qū)⑹謮喝胨械臅r候有什么感受，浮力大小僅和液體密度有關(guān)嗎”，引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)探究物體浮力大小與浸入液體體積的關(guān)系。布置學(xué)生閱讀阿基米德的故事，引導(dǎo)發(fā)問“從同學(xué)們的討論中，我常聽見幾個關(guān)鍵詞，聯(lián)系這幾個詞，想想它們之間可能存在什么關(guān)系”，鼓勵學(xué)生自己推導(dǎo)出阿基米德原理。

（3）教學(xué)活動的設(shè)計。基于PBL教學(xué)模式的浮力課堂以學(xué)生小組實驗探究為主，教師先營造學(xué)生自主學(xué)習(xí)的氛圍，將學(xué)生異質(zhì)分組，呈現(xiàn)真實的問題情境，提出結(jié)構(gòu)不良問題，并提供問題解決的相關(guān)素材。學(xué)生進(jìn)入情境，運用二力平衡的知識對乒乓球和雞蛋進(jìn)行受力分析，將結(jié)構(gòu)不良問題轉(zhuǎn)換成結(jié)構(gòu)良好的物理問題“怎樣增大浮力”。學(xué)生小組討論進(jìn)行問題初探，列出已知內(nèi)容“什么是浮力”和未知內(nèi)容“影響浮力大小的因素、測量浮力大小的方法”。學(xué)生根據(jù)“死海”的神奇浮力提出猜想：液體密度影響浮力大小。列出驗證方案，結(jié)合課本和素材進(jìn)行實驗探究，解決問題：要想從洞里取出雞蛋，應(yīng)該往洞里加濃鹽水。各小組展示成果，匯總后得到結(jié)論：增大浮力的方法包括增大液體密度。此時本節(jié)課還沒有結(jié)束，教師提出引導(dǎo)性問題“用浴盆洗澡或?qū)⑹謮喝胨械臅r候有什么感受”，學(xué)生進(jìn)行問題再探究“浮力大小還和什么因素有關(guān)”，重復(fù)以上探究過程，得出與物體排出液體體積有關(guān)的結(jié)論。最后讓學(xué)生體會阿基米德的探究過程，輔以學(xué)生實驗，激發(fā)學(xué)生勇于探求科學(xué)真理的熱情，培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度。最后教師總結(jié)本節(jié)課所學(xué)，并進(jìn)行學(xué)習(xí)評價，讓學(xué)生反思在本節(jié)課的表現(xiàn)。

三、基于PBL的 浮力教學(xué)設(shè)計的評價階段

課堂評價環(huán)節(jié)是PBL教學(xué)模式的一個重要組成部分。其一是對教學(xué)設(shè)計的評價，包括對教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段的評價;其二是對教學(xué)實踐的評價，包括學(xué)生掌握本節(jié)課幾個知識點的程度、解決實際問題的程度、課堂參與度與學(xué)習(xí)熱情、分析與界定問題的能力、記錄與分析數(shù)據(jù)的能力、設(shè)計探究浮力大小影響因素實驗的能力、總結(jié)與評價交流的能力等。經(jīng)過筆者的實踐驗證，學(xué)生在PBL教學(xué)模式下學(xué)習(xí)興趣大幅度提高，動手和合作能力都能得到訓(xùn)練。

四、總結(jié)與反思

基于問題的教學(xué)方式很早就運用到課堂教學(xué)當(dāng)中，但在我國的實際應(yīng)用中，許多教師只是將問題與生活情境作為課堂導(dǎo)入的引子，而本文從課堂教學(xué)的源頭——教學(xué)設(shè)計出發(fā)，探索出適應(yīng)實際教學(xué)需要的PBL教學(xué)模式，在基于PBL的教學(xué)模式下，物理教師需要不斷提高創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計的能力，既注重知識的傳授，又注重能力、個性的培養(yǎng)，以便達(dá)到最佳的教學(xué)效果。要注意的是，教師在進(jìn)行基于PBL的教學(xué)設(shè)計時，要選擇合適的課題，不是所有教學(xué)內(nèi)容都能生搬硬套，扣上以生活情境為背景、以問題任務(wù)為主線的帽子;引導(dǎo)實驗探究時要站在學(xué)生的立場上思考，以學(xué)生認(rèn)知規(guī)律為基礎(chǔ)，促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展;教師要做好學(xué)科專家、雜家，學(xué)生的咨詢者、幫助者、指導(dǎo)者，不能越俎代庖，替學(xué)生解決問題;提問時切不可出現(xiàn)標(biāo)靶式問題，故意縮小學(xué)生思考范圍，雖然課堂教學(xué)能高效進(jìn)行，但學(xué)生的創(chuàng)造力得不到激發(fā)。

參考文獻(xiàn)：

[1]管琴琴.PBL教學(xué)模式在初中生物教學(xué)中的應(yīng)用[D].內(nèi)蒙古師范大學(xué)，2015.

[2]寇敏.PBL中的問題設(shè)計研究[D].南京師范大學(xué)，2015.

[3]翁宗琮.基于PBL教學(xué)模式的中學(xué)物理教學(xué)設(shè)計探究[J].湖南中學(xué)物理，201308）.

[4]王曉琛.基于問題為中心的高中物理課堂教學(xué)設(shè)計[D].揚州大學(xué)，2013.

[5]?？★L(fēng).化學(xué)課堂中的PBL課程與教學(xué)設(shè)計[D].華東師范大學(xué)，2008.

[6]李玉拉.高中物理教學(xué)中“問題導(dǎo)向式教學(xué)策略”運用研究[D].西北師范大學(xué)，2017.

[7]劉燕輝.PBL教學(xué)模式在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用研究[D].廣州大學(xué)，2017.

[8]張成.問題導(dǎo)向?qū)W習(xí)在高職物理教學(xué)中的實踐研究[D].上海師范大學(xué)，2016.

[9]陳欣，徐曉梅.控制變量法在初中物理教學(xué)中的運用三例[J].湖南中學(xué)物理，2016（08）.

[10]喬通，邢紅軍.初中物理教學(xué)中應(yīng)用物理知識的科學(xué)方法教育內(nèi)容研究[J].物理教師，2011（01）.