大學(xué)物理學(xué)PBL混合式教學(xué)模式探索

馬艷梅，段 彬

(吉林大學(xué) 物理學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130012)

1 PBL教學(xué)法

為了使課堂變得有趣生動(dòng)、學(xué)生能主動(dòng)學(xué)習(xí)和有效獲得知識(shí)，選擇PBL教學(xué)法(Problem-based learning，PBL)即以問題為基礎(chǔ)的教學(xué)方法，以下簡(jiǎn)稱PBL教學(xué)法[1]。PBL教學(xué)法是由美國(guó)的神經(jīng)病學(xué)教授 Barrows 于1969 年在加拿大的麥克馬斯特大學(xué)首創(chuàng)，在國(guó)內(nèi)外的一些醫(yī)學(xué)院校證明了這種教學(xué)方法的優(yōu)越性，后來逐漸被應(yīng)用到各類各科教學(xué)過程之中[2-4]。PBL教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)以主動(dòng)學(xué)習(xí)為主，將學(xué)習(xí)與更大的任務(wù)或問題掛鉤，使學(xué)習(xí)者投入問題中，通過學(xué)習(xí)者的自主探究和合作來解決問題，從而學(xué)習(xí)隱含在問題背后的科學(xué)知識(shí)，形成解決問題的技能和自主學(xué)習(xí)的能力。其精髓在于“以問題為中心，以學(xué)生為主體”，著重培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù)，PBL混合式教學(xué)模式是我國(guó)高校信息化教學(xué)的重要體現(xiàn)，對(duì)提高教學(xué)效果具有重要意義。

物理學(xué)是一門自然科學(xué)，對(duì)理工科專業(yè)本科生的知識(shí)結(jié)構(gòu)具有支撐地位，所以在這門課程的課堂教學(xué)過程中讓學(xué)生體會(huì)到物理學(xué)的基本思想和方法對(duì)其他學(xué)科的學(xué)習(xí)具有很大的支持作用。目前，我校工科大學(xué)物理學(xué)普遍采用教師板書和多媒體課件相結(jié)合的大班授課模式，這種以教師講授為主，以學(xué)生探索為輔的教學(xué)模式能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)有序的知識(shí)傳授，但是限制了學(xué)生自學(xué)意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，不利于充分調(diào)動(dòng)和發(fā)揮學(xué)生的主體作用，傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)已不能適應(yīng)學(xué)生自身發(fā)展的需要。另外，大學(xué)物理的大班授課模式，學(xué)生參與度較低，使課堂互動(dòng)問題和因材施教問題顯得尤為突出，這種情況下，教師要針對(duì)學(xué)生對(duì)課堂互動(dòng)、創(chuàng)新性訓(xùn)練等學(xué)習(xí)需求，探索不同形式的教學(xué)改革。在教育全球化和信息化的背景下，為了更好地培養(yǎng)學(xué)生解決問題和合作交流能力，在基于問題的學(xué)習(xí)(PBL)教學(xué)模式基礎(chǔ)上，利用信息化教學(xué)手段和工具，將智慧教育理念引入到教學(xué)過程中，實(shí)現(xiàn)PBL混合式課堂教學(xué)，具有深遠(yuǎn)意義。

2 基于PBL的混合式教學(xué)的大學(xué)物理教學(xué)改革思考

首先，以問題作為課堂導(dǎo)入點(diǎn)，創(chuàng)設(shè)問題情境。物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)的自然學(xué)科，在大學(xué)物理引入PBL這種既注重合作教學(xué)又講究自主探究式的教學(xué)模式，教學(xué)過程將更為生動(dòng)。學(xué)生由知識(shí)的被動(dòng)接受者轉(zhuǎn)變?yōu)樽灾鲗W(xué)習(xí)者和研究者，成為此種教學(xué)模式的主體，因此，作為課程的主要內(nèi)容 —“問題”的選擇和設(shè)計(jì)是PBL課程教學(xué)成功的關(guān)鍵，在課堂教學(xué)中，引入一個(gè)新的知識(shí)定前，先有意識(shí)地設(shè)計(jì)問題，引入與生產(chǎn)生活相關(guān)的問題和現(xiàn)象，既能體現(xiàn)從生活走向物理的教學(xué)理念，又能讓學(xué)生帶著問題去聽課，有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，提高對(duì)大學(xué)物理的學(xué)習(xí)熱情和興趣。比如，講到剛體的角動(dòng)量守恒定律時(shí)，給學(xué)生看一段日常生活中跳水運(yùn)動(dòng)員跳水的視頻或者畫面，通過分析提出問題引導(dǎo)學(xué)生思考，運(yùn)動(dòng)員從起跳到入水是如何讓自己迅速旋轉(zhuǎn)起來又如何控制住旋轉(zhuǎn)的呢？花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員以及芭蕾舞演員在快速旋轉(zhuǎn)時(shí)為什么總是收攏四肢而不是舒展身體? 學(xué)生們熱烈討論從課前預(yù)習(xí)知識(shí)明確角動(dòng)量概念后，再推導(dǎo)剛體的角動(dòng)量定理和角動(dòng)量守恒定律，然后再由同學(xué)們用角動(dòng)量守恒定律解釋跳水運(yùn)動(dòng)員和花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員的跳水過程，最后由學(xué)生來概括總結(jié)角動(dòng)量守恒定律在日常生活和現(xiàn)代科技中的應(yīng)用。教師則對(duì)學(xué)生回答的問題進(jìn)行補(bǔ)充，學(xué)生在掌握知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)，也拓寬了知識(shí)面，進(jìn)一步增強(qiáng)了對(duì)該課程的興趣。再比如，講到愛因斯坦光電效應(yīng)時(shí)，有學(xué)生認(rèn)為無(wú)論入射光的頻率如何，只要光的強(qiáng)度足夠大，就會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，也有學(xué)生認(rèn)為入射光頻率必須大于某值才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)。這些問題的討論激發(fā)了學(xué)生的求知欲望，可以通過分組進(jìn)行小組內(nèi)討論，再將討論結(jié)果進(jìn)行小組間辯論，最后老師對(duì)各小組討論和辯論的觀點(diǎn)進(jìn)行評(píng)述和補(bǔ)充指正，加深學(xué)生對(duì)一些不易理解的物理概念和物理現(xiàn)象的理解。其實(shí)，物理學(xué)是一門自然科學(xué)，日常生活中有很多自然現(xiàn)象都是物理知識(shí)，在講授這些知識(shí)點(diǎn)前，教師預(yù)先設(shè)計(jì)問題，讓學(xué)生帶著問題去預(yù)習(xí)，有助于提高教學(xué)效果。

其次，構(gòu)建基于PBL的混合式智慧教學(xué)模式。應(yīng)用PBL教學(xué)的同時(shí)，把傳統(tǒng)教學(xué)和信息化教學(xué)進(jìn)行融合，實(shí)現(xiàn)混合式教學(xué)模式?；旌鲜浇虒W(xué)既具有傳統(tǒng)教學(xué)的系統(tǒng)性和嚴(yán)謹(jǐn)性，又能夠靈活地利用網(wǎng)絡(luò)資源，對(duì)所有教學(xué)要素進(jìn)行優(yōu)化組合，使得教學(xué)方法和內(nèi)容做到全方位、立體化、個(gè)性化，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量提高，為教學(xué)改革提供了一個(gè)新方向[5]。大學(xué)物理課程具有理論性較強(qiáng)、內(nèi)容多、難度大、課時(shí)長(zhǎng)，對(duì)學(xué)生的能力要求高的特點(diǎn)，在基于問題的學(xué)習(xí)(PBL)教學(xué)模式基礎(chǔ)上，借助超星、雨課堂、騰訊視頻等智慧教學(xué)平臺(tái)，布置主線知識(shí)以外的導(dǎo)論、推廣和引申知識(shí)或習(xí)題。將這些信息技術(shù)應(yīng)用到傳統(tǒng)教學(xué)模式里面，將智慧教育理念滲透到教學(xué)環(huán)節(jié)，提升教學(xué)信息化，教師的教學(xué)過程和學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)不再拘泥于固定的時(shí)間、地點(diǎn)、方式，打破時(shí)間和空間的限制，有了更為廣闊的發(fā)揮空間和更加靈活的選擇。借助這些信息技術(shù)手段，將教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用充分發(fā)揮并有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化、碎片化、趣味化學(xué)習(xí)。

在新時(shí)代的發(fā)展浪潮下，只有充分應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智慧平臺(tái)對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方法和思路進(jìn)行拓展、改革和創(chuàng)新，才能滿足對(duì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需求。

第三，為實(shí)現(xiàn)PBL教學(xué)的成功開展，達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果和目標(biāo)，對(duì)教師備課和教學(xué)實(shí)施過程提出了更高要求，要求教師具有高水平的、多學(xué)科的專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能和豐富的交叉學(xué)科相關(guān)知識(shí)，深入的PBL概念；現(xiàn)代信息技術(shù)平臺(tái)的應(yīng)用過程中，教師需要做很多的準(zhǔn)備工作，提供資源、設(shè)計(jì)問題、引導(dǎo)學(xué)生提出問題、參與討論等等；要有尊重他人、良好的溝通技巧、責(zé)任心、充分的自我認(rèn)識(shí)和評(píng)估等職業(yè)行為等是教師需要提高自身能力的問題。此時(shí)，教師是教育者也是學(xué)習(xí)者，討論環(huán)節(jié)中學(xué)生會(huì)提出很多新的方法、觀點(diǎn)及問題，這些都考驗(yàn)教師的能力，通過這樣的教學(xué)模式能夠提高教師的教學(xué)能力，真正實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng)。同時(shí)，PBL 教學(xué)的成功開展，學(xué)生也要完成角色轉(zhuǎn)換，從準(zhǔn)備文獻(xiàn)資料開始，需要查閱大量的文獻(xiàn)資料，由被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，從調(diào)研、查閱文獻(xiàn)資料到和其他同學(xué)交流溝通得到一致的觀點(diǎn)結(jié)論，這樣主動(dòng)的學(xué)習(xí)需要學(xué)習(xí)者花大量時(shí)間做準(zhǔn)備工作，這樣才能達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。比如，在學(xué)習(xí)剛體的角動(dòng)量守恒定律時(shí)，通過主動(dòng)學(xué)習(xí)，明確角動(dòng)量概念后，對(duì)剛體的角動(dòng)量定理和角動(dòng)量守恒定律的推導(dǎo)過程也應(yīng)熟悉理解，這樣學(xué)習(xí)者才能解釋跳水運(yùn)動(dòng)員和花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員的跳水過程，最后在老師的補(bǔ)充下概括總結(jié)角動(dòng)量守恒定律在日常生活和現(xiàn)代科技中的應(yīng)用。由于我國(guó)的學(xué)生長(zhǎng)期接受填鴨式教育，對(duì)傳統(tǒng)教育模式形成一定依賴性，部分學(xué)生只滿足于獲取好的分?jǐn)?shù)，缺乏主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的積極性和能力，這也是一種依賴于以往教學(xué)理念和學(xué)習(xí)方法的表現(xiàn)。因此，學(xué)生也應(yīng)從自身出發(fā)，從被動(dòng)的學(xué)習(xí)者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)的主人，完成角色轉(zhuǎn)換。

3 結(jié) 語(yǔ)

大學(xué)物理學(xué)是理工科類專業(yè)本科生必修的公共基礎(chǔ)課，是培養(yǎng)各專業(yè)本科生科學(xué)素質(zhì)、科學(xué)思維方法和科學(xué)研究能力的核心課程。在具體教學(xué)過程中，應(yīng)用PBL教學(xué)模式，構(gòu)建以“問題為核心”的教學(xué)方法，既與物理學(xué)科特點(diǎn)相吻合，又能彌補(bǔ)傳統(tǒng)大學(xué)物理教學(xué)模式的不足，會(huì)更注重學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，注重培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)能力。的教學(xué)不僅是傳授知識(shí)，更重要的是激發(fā)學(xué)生積極主動(dòng)的自學(xué)能力，培養(yǎng)學(xué)生如何思考問題、提出問題和解決問題，因此 PBL 教學(xué)模式也是提高教師教育教學(xué)水平的重要途徑。在智慧教育理念下，讓日新月異的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成為新型教學(xué)方式的有效助力，結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù)，PBL混合式教學(xué)模式是高校信息化教學(xué)的重要體現(xiàn)。