在核心素養(yǎng)視域下的PBL物理教學(xué)模式的探索

李東朝 林健

PBL物理教學(xué)模式以構(gòu)建問(wèn)題情境為教學(xué)關(guān)鍵，同時(shí)以學(xué)生為學(xué)習(xí)主體，著重強(qiáng)調(diào)教學(xué)問(wèn)題的提出以及學(xué)生解題思路的引導(dǎo)，是當(dāng)下高中物理教學(xué)課堂中一種十分有效的教學(xué)手段。本文以核心素養(yǎng)為主要方向，深入分析了PBL物理教學(xué)模式的作用、構(gòu)成要素，而后總結(jié)出了能適用于大部分高中物理課堂的具體教學(xué)策略，望相關(guān)內(nèi)容能夠給予廣大物理教師一定啟示。

2017年版的《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了培養(yǎng)高中生物理核心素養(yǎng)的重要性與積極價(jià)值，同時(shí)將物理學(xué)科的核心素養(yǎng)歸納為物理學(xué)科觀念、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)思維與責(zé)任、科學(xué)探究四方面。物理作為高中理科教育中至關(guān)重要的教學(xué)科目，將核心素養(yǎng)的培育策略融入實(shí)際的課堂教學(xué)中是當(dāng)前高中物理教學(xué)乃至整個(gè)高中教育的重要轉(zhuǎn)型方向。

PBL物理教學(xué)模式的主要教學(xué)目標(biāo)為“引導(dǎo)學(xué)生掌握物理學(xué)課程所要求的基礎(chǔ)理論知識(shí)與必備技能”，這一點(diǎn)與核心素養(yǎng)概念下的教學(xué)改革目標(biāo)不謀而合。在此情況下，教師應(yīng)加強(qiáng)對(duì)PBL物理教學(xué)模式的關(guān)注，全面落實(shí)PBL物理教學(xué)與核心素養(yǎng)的有效結(jié)合，幫助高中生積累更扎實(shí)的物理知識(shí)，獲得更全面的進(jìn)步與成長(zhǎng)。

一、相關(guān)概念簡(jiǎn)述

（一）物理學(xué)科核心素養(yǎng)

所謂的高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)，是指高中生在學(xué)習(xí)物理知識(shí)、完成物理實(shí)踐的過(guò)程中逐漸養(yǎng)成的，既能滿足學(xué)生個(gè)人終身發(fā)展需求，又包括社會(huì)發(fā)展需要的關(guān)鍵性能力與必備品格的綜合性能力素養(yǎng)?？梢詫⑵浞譃槲锢碛^念、學(xué)科思維與責(zé)任、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度這四大模塊。核心素養(yǎng)是學(xué)生在學(xué)習(xí)物理知識(shí)過(guò)后樹(shù)立的帶有物理學(xué)科特質(zhì)的精神品質(zhì)，是學(xué)生逐年累月沉淀、積累下的內(nèi)部精神品質(zhì)與外在能力表現(xiàn)的綜合表達(dá)。物理知識(shí)能廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代社會(huì)生活中的方方面面，因而物理知識(shí)教學(xué)對(duì)高中生而言并不應(yīng)拘泥于提升成績(jī)、強(qiáng)化理性思維等相對(duì)淺顯、表象的層面上。核心素養(yǎng)概念的提出，不僅革新了學(xué)生的日常學(xué)習(xí)模式，同時(shí)也改變了教師的教學(xué)觀念與授課方法。其要求教師可以設(shè)身處地地站在學(xué)生的角度去思考課前導(dǎo)入、教學(xué)情境、問(wèn)題引導(dǎo)等環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐，同時(shí)注重對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性與興趣的激發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生做到將物理知識(shí)“內(nèi)化于心，外化于行”，幫助學(xué)生在物理學(xué)科的引導(dǎo)下發(fā)展為更獨(dú)立且健全的個(gè)體。

（二）PBL物理教學(xué)模式

PBL教學(xué)模式的概念最早是由加拿大醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)W者在工作中提出，其以“基于問(wèn)題去學(xué)習(xí)”的觀念出發(fā)，引導(dǎo)其學(xué)生在入學(xué)之初便面對(duì)真正的病人與真實(shí)的病例，使其能在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)醫(yī)學(xué)知識(shí)的理解與實(shí)踐。PBL教學(xué)概念于20世紀(jì)90年代才逐漸延伸至教育之中，發(fā)展至今已經(jīng)成為當(dāng)下教育界所重點(diǎn)關(guān)心的教學(xué)理論學(xué)說(shuō)之一。PBL物理教學(xué)模式重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了教師在授課過(guò)程中應(yīng)合理運(yùn)用物理學(xué)知識(shí)以及學(xué)生的實(shí)際需求去共同創(chuàng)設(shè)出相應(yīng)的教學(xué)問(wèn)題與問(wèn)題情境，從而引導(dǎo)學(xué)生在解決真實(shí)物理問(wèn)題的過(guò)程中進(jìn)一步深化對(duì)物理知識(shí)的理解與記憶。并且相較于傳統(tǒng)概念中“問(wèn)題教學(xué)”重成績(jī)、輕能力的教學(xué)目標(biāo)而言，PBL物理教學(xué)模式更加強(qiáng)調(diào)于對(duì)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作、理解能力、邏輯思維等各方面物理素養(yǎng)與能力的提升。PBL物理教學(xué)模式下的物理教學(xué)活動(dòng)內(nèi)容應(yīng)源于生活、用于生活，教師所教以及學(xué)生所學(xué)都應(yīng)該基于社會(huì)的需求與發(fā)展，幫助不同能力的學(xué)生在該教學(xué)模式皆獲得獨(dú)屬于其自身的進(jìn)步與發(fā)展。

二、基于核心素養(yǎng)視域下高中物理課程PBL學(xué)核心要素

（一）重視教學(xué)目標(biāo)的構(gòu)建

在開(kāi)展實(shí)際的物理教學(xué)之前需要教師能加強(qiáng)對(duì)其教學(xué)目標(biāo)以及學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)的認(rèn)知，才能依照目標(biāo)去踐行PBL物理教學(xué)模式，幫助學(xué)生獲得更具體的進(jìn)步。由此，要求教師能充分了解每一名學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的“最近發(fā)展區(qū)”，以此為基礎(chǔ)去設(shè)計(jì)并踐行其教學(xué)子目標(biāo)直至達(dá)成教學(xué)總目標(biāo)。所謂的“最近發(fā)展區(qū)”也就是指學(xué)生學(xué)習(xí)潛力與現(xiàn)有水平之間的差距。教師依照不同學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”以及PBL物理教學(xué)模式的觀念去設(shè)計(jì)出切實(shí)有效的教學(xué)問(wèn)題，能引導(dǎo)學(xué)生循序漸進(jìn)地加強(qiáng)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，具有一定的實(shí)踐價(jià)值。同時(shí)，教師應(yīng)該將物理學(xué)科中知識(shí)跨越較大、難度較高的知識(shí)點(diǎn)細(xì)分為相互關(guān)聯(lián)的支線知識(shí)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中逐步完善其自身的物理知識(shí)架構(gòu)，充分激發(fā)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的好奇心與探索欲。例如，教師在講解“作用力與反作用力”這一部分的知識(shí)前，就可以將“簡(jiǎn)述生活中常見(jiàn)作用力與反作用力”“通過(guò)簡(jiǎn)單的動(dòng)作闡釋作用力與反作用力”等問(wèn)題設(shè)置為本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)。而后引導(dǎo)學(xué)生在目標(biāo)的驅(qū)使下帶著問(wèn)題對(duì)標(biāo)量、矢量、力的合成與分解等支線知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分析，最終全面性地提升高中物理課堂的教學(xué)效率。但需要注意的是，教師在為學(xué)生規(guī)劃學(xué)習(xí)目標(biāo)時(shí)要充分把握目標(biāo)的難度，既要保障目標(biāo)具有一定的挑戰(zhàn)性，同時(shí)也要考慮到每一個(gè)學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)能力，進(jìn)而保障目標(biāo)的可實(shí)現(xiàn)性。要避免目標(biāo)過(guò)于簡(jiǎn)單無(wú)法激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，抑或是目標(biāo)過(guò)于困難無(wú)法維護(hù)學(xué)生學(xué)習(xí)信息等不良情況的發(fā)生。

（二）以核心素養(yǎng)為中心設(shè)計(jì)教學(xué)問(wèn)題與評(píng)價(jià)

教學(xué)問(wèn)題評(píng)價(jià)是高中物理課堂中必不可少的組成部分之一，同時(shí)也是教師鼓勵(lì)學(xué)生能力進(jìn)步的最重要的教學(xué)手段之一。但有部分教師在實(shí)際授課的過(guò)程中只能依照學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)、聽(tīng)課狀態(tài)等進(jìn)行較為淺顯、表面化的評(píng)價(jià)。忽略了對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)需求與個(gè)人能力的關(guān)注，不僅無(wú)法充分發(fā)揮教學(xué)評(píng)價(jià)的真實(shí)價(jià)值與作用，同時(shí)也無(wú)法有效促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性與學(xué)習(xí)自信心的提升。由此，就需要教師充分結(jié)合PBL物理教學(xué)模式的真正內(nèi)涵以及學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)需求進(jìn)一步優(yōu)化物理課堂中的問(wèn)題設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)體系。在物理課堂中，教師通常會(huì)引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)口述、默寫(xiě)物理計(jì)算公式的方式檢驗(yàn)其學(xué)習(xí)成果，此舉會(huì)帶給學(xué)生一定的學(xué)習(xí)壓力，并不具備良好的實(shí)際價(jià)值，同時(shí)針對(duì)這一教學(xué)檢驗(yàn)環(huán)節(jié)的評(píng)價(jià)往往也只有“正確”與“錯(cuò)誤”兩方面內(nèi)容。教師不會(huì)對(duì)部分記憶困難的學(xué)生進(jìn)行正確指導(dǎo)，而學(xué)生也無(wú)法在教師的評(píng)價(jià)中獲得學(xué)習(xí)的滿足感。由此，教師就可以充分結(jié)合PBL物理教學(xué)模式的概念以及核心素養(yǎng)內(nèi)涵去優(yōu)化課堂問(wèn)題的提出與評(píng)價(jià)。例如，教師想要檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)“功的一般計(jì)算公式”的記憶程度時(shí)，可以暫且拋卻傳統(tǒng)模式中的檢驗(yàn)方式，而是依照不同學(xué)生的學(xué)習(xí)能力來(lái)進(jìn)行有區(qū)別的問(wèn)題設(shè)計(jì)。針對(duì)學(xué)習(xí)能力差的學(xué)生時(shí)，教師就要注意引導(dǎo)，可以通過(guò)問(wèn)題“結(jié)合功的計(jì)算公式，當(dāng)[cosα=0]，[W=0]時(shí)，力與位移的夾角應(yīng)當(dāng)是多少度？”幫助其對(duì)功的計(jì)算公式及相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行回憶。而面對(duì)學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)的學(xué)生時(shí)，可以通過(guò)問(wèn)題“[W=FScosα]這一公式中能提煉出什么物理知識(shí)？”促進(jìn)其深入思考與探究。同時(shí)教師也應(yīng)該避免過(guò)度單一化、差異化的評(píng)價(jià)內(nèi)容出現(xiàn)，既要保障其評(píng)價(jià)內(nèi)容能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)自信心，同時(shí)也要保證其評(píng)價(jià)內(nèi)容能對(duì)學(xué)生的不足之處進(jìn)行總結(jié)與反饋。

三、核心素養(yǎng)視域下的PBL物理教學(xué)策略

（一）采用問(wèn)題引導(dǎo)，梳理學(xué)生思緒

在實(shí)際的學(xué)習(xí)過(guò)程中，受到學(xué)生實(shí)際能力與學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的限制，使其難免對(duì)部分知識(shí)產(chǎn)生迷茫、困惑的心理，這是一種十分常見(jiàn)的現(xiàn)象。一方面，針對(duì)這種現(xiàn)象時(shí)，部分教師并不會(huì)針對(duì)學(xué)生的實(shí)際情況進(jìn)行思緒引導(dǎo)與梳理，反而是采用平鋪直敘的講解方式將知識(shí)點(diǎn)告知于學(xué)生，不僅無(wú)法幫助學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)產(chǎn)生更深入的理解，甚至可能使學(xué)生對(duì)教師乃至物理課堂喪失信心，弊大于利。另一方面，部分教師針對(duì)學(xué)習(xí)止步不前的學(xué)生時(shí)，并不會(huì)對(duì)其學(xué)習(xí)問(wèn)題進(jìn)行研究與分析，反而是基于教師主管的意識(shí)與想法，將其成績(jī)無(wú)法進(jìn)步的原因歸咎于學(xué)生態(tài)度不佳、學(xué)生意識(shí)不強(qiáng)等方面，從而在忽視、惡意批評(píng)等舉措下，使學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性斷崖式下降。由此，就需要教師能充分把握不同學(xué)生學(xué)習(xí)中的不足，從而利用有效的問(wèn)題引導(dǎo)，使其在不斷地反思與探究中重新對(duì)知識(shí)產(chǎn)生新的理解與認(rèn)知。以魯教版高中物理必修二中的“豎直下拋運(yùn)動(dòng)”為例，針對(duì)這一章節(jié)知識(shí)的學(xué)習(xí)，部分學(xué)生會(huì)難以理解豎直向下拋運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)這一概念。由此，教師就可以通過(guò)問(wèn)題“請(qǐng)同學(xué)站立，豎直拋下你手中的書(shū)本，請(qǐng)問(wèn)書(shū)本的下落過(guò)程中的速度大小與方向是否發(fā)生變化？那么該運(yùn)動(dòng)是否屬于勻加速直線運(yùn)動(dòng)？”再如，部分學(xué)生難以有效記憶豎直向下拋運(yùn)動(dòng)的公式“[vt=v0+gt];[s=v0t+12gt2]”面對(duì)此，教師可以通過(guò)問(wèn)題“請(qǐng)同學(xué)試想下，我們把手中物體豎直下拋后，該物體會(huì)受到哪幾個(gè)力的影響，其速度又會(huì)發(fā)生怎樣的變化？”來(lái)引導(dǎo)學(xué)生自行探索公式構(gòu)成，從而達(dá)到有效記憶。此舉不僅能有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率與探索欲望，還能在一定程度上提升學(xué)生的思考能力，養(yǎng)成其勤于思考的習(xí)慣與意識(shí)，幫助其能利用物理知識(shí)以及物理課上所得去解決生活實(shí)際問(wèn)題，助力于其物理核心素養(yǎng)的提升。

（二）構(gòu)建生活情境，注重“學(xué)以致用”

生活元素永遠(yuǎn)是高中生最熟悉同時(shí)也最感興趣的元素之一，將生活元素與PBL物理教學(xué)模式相結(jié)合的優(yōu)勢(shì)主要有以下兩點(diǎn)：一方面，物理知識(shí)具有一定的抽象性與復(fù)雜性，極易引發(fā)學(xué)生的反感與困惑。而生活元素能極大程度地消減學(xué)生眼中物理知識(shí)的陌生感與距離感，以直觀化物理知識(shí)的方式來(lái)幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)與理解相關(guān)的知識(shí)內(nèi)容;另一方面，生活元素能增強(qiáng)物理知識(shí)的“實(shí)用性”，換言之則是結(jié)合了生活元素的PBL物理教學(xué)，可以幫助學(xué)生利用物理課堂知識(shí)去有效解決生活中的問(wèn)題，從而給予學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的滿足感與成就感，進(jìn)而使其能不間斷地提升對(duì)物理知識(shí)的好感與興趣。由此，就需要教師在踐行PBL物理教學(xué)模式的過(guò)程中，在課堂中充分引入生活元素，構(gòu)建生活情境。例如，在學(xué)習(xí)魯教版高中物理必修三種“電路”一節(jié)時(shí)，教師可以以“智能防盜鎖”為生活情境中心，以問(wèn)題“同學(xué)們是否能根據(jù)以往所學(xué)知識(shí)自己設(shè)計(jì)一款防盜鎖？簡(jiǎn)單畫(huà)出它的電路圖并闡述原理。”為方向，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐中反復(fù)思考、提煉其所學(xué)知識(shí)內(nèi)容，使其充分感知到物理知識(shí)的實(shí)用性，幫助其在不斷探索的過(guò)程中養(yǎng)成科學(xué)論證的核心素養(yǎng)。

（三）小組合作探究，強(qiáng)調(diào)“集體進(jìn)步”

傳統(tǒng)概念下的教師授課方式具有一定的偏向性，這部分教師往往只會(huì)關(guān)注于成績(jī)最上游以及最底端的學(xué)生，從而忽略了對(duì)處于中間位置學(xué)生的教育與引導(dǎo)，有失偏頗。教師在踐行PBL物理教學(xué)模式的過(guò)程中，應(yīng)具備一定的全局性教學(xué)觀念，并且時(shí)刻秉持“以生為本”的教學(xué)觀念，利用一定的問(wèn)題引導(dǎo)與小組合作探究活動(dòng)，全面促進(jìn)每一名學(xué)生的進(jìn)步與成長(zhǎng)。以魯教版高中物理必修二中的“機(jī)械功的原理”為例，教師在課堂的導(dǎo)入環(huán)節(jié)，便可以提出問(wèn)題“使用機(jī)械真的能夠省功嗎？”，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)小組合作，共同探討、交流后得出結(jié)論，并且通過(guò)實(shí)踐的方式，驗(yàn)證其結(jié)論的準(zhǔn)確性。教師可以選擇引導(dǎo)學(xué)生親手制作“滑輪組”“杠桿機(jī)械”等親身達(dá)成此目的。學(xué)生親自參與到問(wèn)題的提出、論證與試驗(yàn)的全過(guò)程中，一方面能有效加強(qiáng)其對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解與記憶，另一方面能促進(jìn)其交流、溝通、合作等綜合素養(yǎng)的提升。

（四）利用角色轉(zhuǎn)換，引導(dǎo)換位思考

在落實(shí)PBL物理教學(xué)模式、解決問(wèn)題、匯報(bào)結(jié)果的過(guò)程中，教師可以采用角色互換的方式來(lái)有效提升教學(xué)的實(shí)效性。例如，教師可以引導(dǎo)學(xué)習(xí)能力較差的學(xué)生通過(guò)扮演教師的方式來(lái)為其余學(xué)生講解相關(guān)物理知識(shí)點(diǎn)，引導(dǎo)其在備課、講解、提問(wèn)的過(guò)程中對(duì)相關(guān)知識(shí)產(chǎn)生更深刻的理解。以魯教版高中物理必修二中的“機(jī)械功的原理”為例，在講解這一章節(jié)重點(diǎn)時(shí)，教師就可以開(kāi)展一定教學(xué)活動(dòng)，引導(dǎo)高中生來(lái)充當(dāng)“物理老師”，為其余學(xué)生講解這部分知識(shí)的難點(diǎn)與重點(diǎn)。此舉能有效提升該學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與學(xué)習(xí)自信心，并且對(duì)其表達(dá)能力、責(zé)任意識(shí)等皆有一定的積極影響。同時(shí)，教師也可以在授課過(guò)程中扮演學(xué)生的角色，利用向“老師”提出問(wèn)題的方式對(duì)學(xué)生主觀引導(dǎo)。在提升學(xué)生主觀能動(dòng)性的同時(shí)督促其反復(fù)預(yù)習(xí)知識(shí)，促進(jìn)其換位思考，充分體會(huì)不同角色背后的責(zé)任與使命，有效轉(zhuǎn)換學(xué)生看待問(wèn)題的角度與學(xué)習(xí)態(tài)度，促進(jìn)其學(xué)習(xí)素養(yǎng)的提升，幫助其能在未來(lái)的人生中時(shí)刻秉持物理學(xué)科精神不斷奮進(jìn)。

四、結(jié)語(yǔ)

總而言之，傳統(tǒng)的授課方式存在一定的滯后性，已經(jīng)落后于當(dāng)下高中生的實(shí)際學(xué)習(xí)與發(fā)展需求，由此就需要當(dāng)下的物理教師能利用更權(quán)威、科學(xué)、先進(jìn)的PBL物理教學(xué)模式，同時(shí)結(jié)合物理學(xué)科核心素養(yǎng)培育理念中的內(nèi)容，對(duì)高中物理課堂進(jìn)行改革。PBL教學(xué)模式與核心素養(yǎng)理念的相結(jié)合，能有效轉(zhuǎn)換教師的授課重點(diǎn)，在關(guān)注“教”的同時(shí)緊抓學(xué)生的“學(xué)”，利用切實(shí)有效的問(wèn)題引導(dǎo)與教學(xué)活動(dòng)促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的養(yǎng)成，構(gòu)建教與學(xué)和諧統(tǒng)一的物理課堂。在具體的授課過(guò)程中，教師應(yīng)充分把握物理教學(xué)內(nèi)容中的重點(diǎn)與授課節(jié)奏，做到詳略得當(dāng)，速度適中，循序漸進(jìn)地促進(jìn)學(xué)生思維與素養(yǎng)的雙重發(fā)展與進(jìn)步。

注：本文為福建省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2021年度課題“在核心素養(yǎng)視域下的PBL物理教學(xué)模式的探索研究”（課題編號(hào)：FJJKZX21—282）。

（宋行軍）