PBL 教學(xué)模式在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用研究

黃 靜

(蘭州市第十六中學(xué),甘肅 蘭州 730030)

物理教學(xué)要以問題為導(dǎo)向,讓學(xué)生在真實的問題情境中探索與分析問題,獲得解決問題的科學(xué)思維和實踐能力。在“問題” “能力” 等關(guān)鍵詞的引領(lǐng)下,PBL 教學(xué)模式開始應(yīng)用在初中物理課堂上,嘗試著為學(xué)生素能的提升提供支持。初中教師運用PBL 教學(xué)模式,則更多一層含義,即促進(jìn)教師的專業(yè)成長,讓初中物理教學(xué)獲得持續(xù)性的保障。因此,PBL 模式與初中物理教學(xué)的對接,是客觀需要也是必然之勢。

一、PBL 教學(xué)模式概述

(一) PBL 教學(xué)模式的概念

PBL (Problem-Based-Learning) 是在醫(yī)學(xué)界誕生的概念,其源于醫(yī)學(xué)院的一個調(diào)研結(jié)果: 實習(xí)生在解決病人的問題時,對知識的掌握程度是最深刻的。這啟發(fā)了醫(yī)學(xué)院改變教學(xué)模式,讓學(xué)生多頻接觸實際的醫(yī)學(xué)問題,再在教師的指導(dǎo)下以小組合作學(xué)習(xí)的方式解決問題,以此使學(xué)生獲得知識與經(jīng)驗,培育責(zé)任與專業(yè)的態(tài)度。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,該模式在越來越多的領(lǐng)域廣泛運用,其概念也越來越具象: 學(xué)生在圍繞問題組建的情境中,利用已有的知識經(jīng)驗自主、合作地解決問題,并獲得新的知識,積累更多的經(jīng)驗的教學(xué)模式。

(二) PBL 教學(xué)模式的特點

PBL 教學(xué)模式的第一個特點是精準(zhǔn)性。結(jié)構(gòu)不良、具有一定的挑戰(zhàn)性、涉及的知識比較綜合的問題,才可以使用PBL 教學(xué)模式。學(xué)生需要盡可能多地運用自己的知識去經(jīng)歷“提出假設(shè)—檢驗假設(shè)—得出結(jié)論” 的過程,使自己的知識體系形成一種向外擴(kuò)展、不斷改進(jìn)的狀態(tài),這無疑是對學(xué)生學(xué)習(xí)水平的循序式拔高。第二個特點是真實性。無論是需要解決的問題,還是學(xué)生運用的知識經(jīng)驗,都要和真實的生活相聯(lián)系,讓學(xué)生深刻感受到所學(xué)與所用之間存在的必然聯(lián)系,有助于培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任感,滿足他們的成就感,擴(kuò)大運用該模式的外延意義。第三個特點是自主協(xié)作。因為學(xué)生居于問題的中心,需要依靠自己的能力去分析與解決問題,其意愿和思維是最重要的。但是因為涉及的問題綜合性較強(qiáng),每一個人都需要貢獻(xiàn)自己在知識結(jié)構(gòu)與能力上的力量,這就在自主之上形成了協(xié)作關(guān)系。學(xué)生之間分工明確,互相促進(jìn),讓學(xué)生的智商、情商同時得到了鍛煉。取長補短的學(xué)習(xí)又為學(xué)生樹立了“身邊的榜樣”。這樣綜合的特性是與新課標(biāo)的要求、人的發(fā)展規(guī)律相呼應(yīng)的。

(三) PBL 在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用難點

首先,PBL 教學(xué)模式需要學(xué)生自主探究與解決問題,要比傳統(tǒng)教學(xué)模式花費的時間更多。教師如何有效地安排課堂教學(xué)時間,成為一個重要的問題。所以,教師需要在備課階段做好充分的準(zhǔn)備。其次,PBL 教學(xué)模式是在具體的情境中應(yīng)用的,需要教師有極為深厚的知識儲備,他們同時扮演引導(dǎo)者、協(xié)作者、評價者等角色,無論是從認(rèn)知的轉(zhuǎn)變上還是行為的支持上,都存在較大的難度。最后,學(xué)生因為習(xí)慣于傳統(tǒng)的“你講我聽” 的模式,缺乏自主學(xué)習(xí)的意愿,他們更愿意聽到教師現(xiàn)成的講解。一些學(xué)習(xí)成績、學(xué)能水平一般的學(xué)生,甚至?xí)π碌慕虒W(xué)模式產(chǎn)生不安感,不良的情緒會影響PBL 教學(xué)模式的應(yīng)用效果。

(四) PBL 在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用優(yōu)勢

初中生在面對物理學(xué)科時,往往表現(xiàn)出“畏難” “厭學(xué)” 的情緒,再加上正處于青春期的初中生,與他人主動交流的意愿本來就弱。引入PBL 教學(xué)模式后,學(xué)生不得不進(jìn)入小組合作探究的狀態(tài),積極與他人進(jìn)行溝通交流。這就在教師指導(dǎo)下又構(gòu)建了一個生際互助的體系,對拓寬學(xué)生的視野、活躍學(xué)生的思維、加深對物理知識的理解都是有幫助的。學(xué)生一旦進(jìn)入PLB 教學(xué)模式中,其參與度必然是倍增的。他們自主地閱讀資料、搜集信息、小組討論,課堂的氣氛也隨之變得活躍。愉悅的氣氛讓學(xué)生的精神狀態(tài)得到了放松,其對待“問題” 的態(tài)度也隨之發(fā)生了改變,面對問題時,思維會更加活躍,針對性提出問題、分析問題與解決問題的能力都會得到提高,使得整個學(xué)習(xí)過程進(jìn)入良性循環(huán)的狀態(tài),推進(jìn)了教學(xué)效能的增長。

二、PBL 教學(xué)模式在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用流程

(一) 明確內(nèi)容,確立目標(biāo)

PBL 教學(xué)模式并不適用于所有教學(xué)內(nèi)容。能否運用于課堂教學(xué)之中,是由教學(xué)內(nèi)容和學(xué)情兩個因素共同決定的。教師需要先對照課程標(biāo)準(zhǔn)中對教學(xué)內(nèi)容提出的具體要求,明確本節(jié)課需要學(xué)習(xí)哪些知識,使用何種方法,培養(yǎng)學(xué)生哪一部分的核心素養(yǎng),以此具化目標(biāo)。以“聲音的產(chǎn)生與傳播” 為例,這是人教版物理八年級上冊的學(xué)習(xí)內(nèi)容,教材中列舉了許多生活實例,闡述聲音產(chǎn)生與傳播的概念,意在促進(jìn)學(xué)生和知識產(chǎn)生親近感,為PBL 教學(xué)模式的實施奠定了生活基礎(chǔ)。初中生作為已經(jīng)具備觀察和動手實驗?zāi)芰Φ娜后w,對生活中的聲音與教材中介紹的關(guān)于聲音的內(nèi)容,在認(rèn)知上是存有一定的沖突的,這對建立問題、引發(fā)進(jìn)一步的探究是一種幫助?；谶@兩個已經(jīng)成熟的客觀條件,可以運用PBL 教學(xué)模式制定如下教學(xué)目標(biāo): 1.物理觀念: 通過觀察和實驗,認(rèn)識聲音產(chǎn)生與傳播的條件;2.科學(xué)思維: 通過自主學(xué)習(xí),認(rèn)識聲音傳播的特點與影響因素;3.科學(xué)探究: 通過觀察和實驗,探究聲音產(chǎn)生與傳播的過程;4.科學(xué)態(tài)度: 通過師生、生生互動,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和對科學(xué)探究的欲望,樂于探索生活中的物理現(xiàn)象。這些目標(biāo)不僅覆蓋了教學(xué)內(nèi)容,還與新課標(biāo)進(jìn)行了精準(zhǔn)的對接。從這些目標(biāo)的具體內(nèi)容來看,已經(jīng)覆蓋了課標(biāo)中規(guī)定的核心素養(yǎng)的內(nèi)容,且內(nèi)容極為細(xì)致,對如何培育也提出了明確的方法,學(xué)生在根據(jù)這些目標(biāo)進(jìn)行學(xué)習(xí)時,既比較容易引發(fā)討論與思考,也容易達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。[1]

(二) 創(chuàng)設(shè)情境,提出問題

因為PBL 教學(xué)模式需要通過解決具體的問題實現(xiàn)對學(xué)生能力的培養(yǎng),所以其選擇的學(xué)習(xí)內(nèi)容會自帶結(jié)構(gòu)的不完整性,教師通過創(chuàng)設(shè)盡可能與學(xué)生生活貼近的問題情境,串聯(lián)起問題與學(xué)生的學(xué)習(xí)行為,將知識的學(xué)習(xí)引向深入。在人教版物理八年級上冊第一單元第二節(jié)“運動的描述” 的學(xué)習(xí)中,教師為學(xué)生選擇了牛耕地與農(nóng)用拖拉機(jī)兩組圖片,幫助學(xué)生利用圖片了解物體運動的狀態(tài),為機(jī)械運動概念的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。在“杠桿” 知識的學(xué)習(xí)中,教師設(shè)計了挑扁擔(dān)和抽水機(jī)的學(xué)習(xí)場景,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的同時了解物理學(xué)習(xí)的意義,加深學(xué)習(xí)體驗。我們可以看到,情境的創(chuàng)設(shè)與問題的設(shè)計,都是基于學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)進(jìn)行的,它是輔助學(xué)生運用自己的經(jīng)驗形成知識體系的方法。好的情境設(shè)計還可以起到消除教學(xué)偏見,轉(zhuǎn)化學(xué)困生的作用。仍以人教版物理八年級上冊“聲音的產(chǎn)生與傳播” 為例,教師為學(xué)生設(shè)計的情境是觀察動物的發(fā)聲。這是一個綜合了諸多生活知識與經(jīng)驗的場景,有助于調(diào)動各個學(xué)能層的學(xué)生興趣。教師以學(xué)生的觀察結(jié)果為契機(jī)肯定學(xué)生的發(fā)現(xiàn),鼓勵學(xué)生進(jìn)一步的探究行為,可以增強(qiáng)學(xué)生的信心,也能讓師生關(guān)系更加融洽。教師可以嘗試著設(shè)計多元化的情境,讓學(xué)生看到“外面的世界” 也是極為必要的。[2]如在學(xué)習(xí)“杠桿” 時,加入自動抽水機(jī)與自動節(jié)水機(jī)的圖片與介紹,就可以很好地兼顧現(xiàn)實生活與知識延展的雙重需要。

(三) 自主學(xué)習(xí),合作交流

作為PBL 教學(xué)模式的核心環(huán)節(jié),學(xué)生的特性和學(xué)能在這一環(huán)節(jié)得到了充分發(fā)揮。以解決問題為目標(biāo)的學(xué)習(xí)會被拆分成若干個細(xì)小的模塊,如學(xué)生需要設(shè)計實驗去觀察、拆分問題;圍繞著問題需要做信息收集、信息分析與論證。教師在此期間發(fā)揮的作用逐漸轉(zhuǎn)向了輔助性引導(dǎo),讓學(xué)生以主動分析的方式得出結(jié)論,其形成的印象才是最為深刻的。同時,學(xué)生的數(shù)據(jù)收集與處理能力、實驗的動手能力、同伴之間的協(xié)作意識才會有所提升。特別指出的是,這個環(huán)節(jié)必須給學(xué)生留足時間?？梢赃x擇難度適中、知識體量小的內(nèi)容。如果確有一些難度較大的知識點,需要采用PBL 教學(xué)模式,則需要通過前置預(yù)習(xí)、分解任務(wù)等方法讓學(xué)生去逐步完成。盡量不要出現(xiàn)拖堂的情況,引起學(xué)生產(chǎn)生不滿的情緒,反而不利于學(xué)習(xí)。以“光的反射” 的教學(xué)為例,通過前一節(jié)課“光沿直線傳播” 的學(xué)習(xí)后,學(xué)生已經(jīng)掌握了一些光的現(xiàn)象,也了解到可以通過實驗對光進(jìn)行探究。這時,教師需要設(shè)計一些核心問題,幫助學(xué)生完成自主合作學(xué)習(xí)。如選取學(xué)生最常運動的項目——乒乓球,讓學(xué)生自主畫出乒乓球從地面反彈起來的路線,以類比的方式對照光反射的知識點。接下來,以激光筆照射到平面鏡上,光屏接收鏡面發(fā)射的光斑改變?nèi)肷涔馐丈涞狡矫骁R上的角度為例證,讓學(xué)生小組討論: 1.當(dāng)入射光偏轉(zhuǎn)時,反射光怎樣偏轉(zhuǎn)? 2.什么時候入射光與反射光重合? 3.當(dāng)光斜射時,反射光與入射光是否在同一平面? 這時,學(xué)生進(jìn)入到第一輪合作學(xué)習(xí)中,之前類比的方法可以被直接遷移到相關(guān)的實驗中,獲得法線、入射光線、反射光線、入射角、反射角等概念。在探究“光的反射規(guī)律” 時,考慮到這部分的內(nèi)容較之概念的學(xué)習(xí)難度增大,教師可以提議學(xué)生使用實驗的方法來完成。[3]同時把內(nèi)容進(jìn)一步細(xì)化成若干個問題,逐一解決。如: 實驗需要采用什么測量工具?如何確定反射角與入射角? 反射光線、入射光線和法線在平面內(nèi)的關(guān)系是怎樣的……組內(nèi)成員需要詳細(xì)記錄每一個實驗環(huán)節(jié)與得出的結(jié)論,這不僅是為建構(gòu)自己的知識體系服務(wù),也是為接下來的交流與反思奠定基礎(chǔ)。

(四) 交流匯報,總結(jié)反思

全班交流將學(xué)習(xí)成果的檢驗與討論推向了更廣大的范圍,可以讓生際與組際之間都更加明確自己的優(yōu)勢與不足,進(jìn)而針對存在的問題進(jìn)行方案的調(diào)整,最終全班一起選出一個最佳的方案去驗證猜想與假設(shè)?？紤]到整個過程還要鍛煉學(xué)生的物理思維,組際之間可以采用討論、互相提問等方式進(jìn)行交流與匯報。如在“光的反射” 的全班交流中,教師先是提問學(xué)生運用了什么樣的方法驗證光的反射定律,再讓小組以互相提問的方式總結(jié)光的反射定律。學(xué)生就會在層層復(fù)現(xiàn)中層層強(qiáng)化,最終鍛煉了自己的思維。

(五) 總結(jié)反饋,激勵評價

既然選擇了PBL 教學(xué)模式,也就意味著學(xué)生的考試成績不能再作為評價學(xué)習(xí)的唯一標(biāo)準(zhǔn)。教師需要全程關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí),從學(xué)生對學(xué)習(xí)方法的采用、對學(xué)習(xí)思維的訓(xùn)練等層面著手去觀察學(xué)生的漸進(jìn)性成長,然后為學(xué)生做出綜合性的評價。更簡單一點來說,所有的評價是對應(yīng)著教學(xué)目標(biāo)中的物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度進(jìn)行的。教師秉持著鼓勵的原則,對學(xué)生個體、學(xué)習(xí)小組分別做出評價,由此形成橫縱相貫的知識體系。教師還可以用思維導(dǎo)圖的形式為學(xué)生做評價。[4]這是一種創(chuàng)新型的評價方式,可以幫助教師更好地掌握學(xué)生在物理學(xué)習(xí)過程中的變化情況,了解他們在哪些方面還比較薄弱,需要加強(qiáng),為接下來的教學(xué)設(shè)計提供依據(jù)。對學(xué)生而言,他們不僅可以得到關(guān)于自己的評價,還會看到一堂課中需要掌握的知識重點,使學(xué)習(xí)在最后一個環(huán)節(jié)還能再深入一層。更為難得的是,學(xué)生通過教師評價式的思維導(dǎo)圖會看到一種歸納式學(xué)習(xí)的范例,這對學(xué)生采取更好的方式完成學(xué)習(xí)及培養(yǎng)能力是有啟發(fā)作用的。

三、結(jié)束語

綜上可見,PBL 教學(xué)模式在初中物理學(xué)科中的運用是優(yōu)勢與挑戰(zhàn)并存的。目前,該模式在初中尚處于實驗階段,且諸多內(nèi)容都需要結(jié)合初中生的實際情況進(jìn)行驗證。但可以確定的是,它滿足了新課標(biāo)對物理學(xué)科的培育要求,將其運用在初中物理教學(xué)中,必然會在核心素養(yǎng)的培育與提升上整體發(fā)揮作用。具體到教師,一方面需要在接下來的實踐工作中,秉持著教學(xué)相長的意識進(jìn)行教學(xué),另一方面,要主動提高自己的專業(yè)素養(yǎng),以應(yīng)對學(xué)科教學(xué)改革的需要。