PBL教學(xué)法對科學(xué)推理能力培養(yǎng)的實(shí)踐研究

黃賦堃

摘要：科學(xué)推理能力是物理核心素養(yǎng)中科學(xué)思維的核心部分，是進(jìn)行科學(xué)研究的必備能力。然而，通過文獻(xiàn)調(diào)研發(fā)現(xiàn)探究式教學(xué)中的PBL教學(xué)法對科學(xué)推理能力培養(yǎng)更有指向性，也更具操作性。針對貴州省貴陽市地區(qū)高中學(xué)生的特點(diǎn)，在不斷的實(shí)踐和改進(jìn)后，本文就PBL教學(xué)法的問題設(shè)置以及教學(xué)實(shí)際給出了相應(yīng)的建議。

關(guān)鍵詞：科學(xué)推理能力、PBL教學(xué)法、高中物理教學(xué)

引言：基于新形勢下教育改革發(fā)展的現(xiàn)狀，隨著課程標(biāo)準(zhǔn)新一輪的修訂，科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)成了教育教學(xué)的導(dǎo)向。其中，科學(xué)思維作為物理核心素養(yǎng)的重要組成部分，貫穿物理學(xué)習(xí)的全過程。許多研究也表明，科學(xué)思維的發(fā)展與物理學(xué)業(yè)水平呈較高的相關(guān)性[1]。此外，科學(xué)思維的發(fā)展也有利于學(xué)生積極分析、解決生活中的問題，是學(xué)生敢于探索，勇于創(chuàng)新的前提。然而，研究表明，現(xiàn)階段的科學(xué)思維培養(yǎng)是有所缺失的[2][3][4][5][6]。同時(shí)，科學(xué)推理作為科學(xué)思維的核心部分更應(yīng)該備受關(guān)注，這也是學(xué)生亟待發(fā)展的能力。

根據(jù)文獻(xiàn)調(diào)研可以得出探究式教學(xué)有利于科學(xué)推理能力的培養(yǎng)，本文選擇了一個對發(fā)展科學(xué)推理能力更具指向性和操作性的探究式教學(xué)模式——PBL教學(xué)法。

一、PBL教學(xué)法問題設(shè)置

課堂中的問題按照其功能大致分為以下三種：驅(qū)動問題、梯度問題、評價(jià)性問題。

1.驅(qū)動問題

以PBL教學(xué)法的特點(diǎn)而言，驅(qū)動問題即有意義、有可討論性的情境設(shè)置。開放性話題是最理想的驅(qū)動問題，但是在時(shí)間和資源的限制下，教師設(shè)計(jì)問題時(shí)可以有意識地引導(dǎo)學(xué)生回答的方向。例如，在進(jìn)行角速度和線速度的教學(xué)時(shí)，可以提問：時(shí)針和分針誰走得快？再進(jìn)一步建立如下情境：在跑道上，分別站在內(nèi)外圈的同學(xué)同時(shí)出發(fā)同時(shí)回到原點(diǎn)，誰又跑得快？這一組問題基于學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)提出，在進(jìn)一步的交流中學(xué)生自然而然就會發(fā)現(xiàn)兩種“快慢”的區(qū)別繼而引入本節(jié)課的重點(diǎn)。

然而，與以上這種較為獨(dú)立的課時(shí)不同，當(dāng)涉及到規(guī)律教學(xué)或者某些概念教學(xué)時(shí)，知識和能力基礎(chǔ)不可或缺。所以，在構(gòu)造情境時(shí)也可以根據(jù)之前所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)，甚至可以直接以課后作業(yè)引入，以保證每節(jié)課的連貫性。

2.梯度問題

梯度問題主要起到腳手架的作用，幫助學(xué)生理解和深入。這一部分的靈活度相較前一種問題會更高。梯度問題的提出手段可有類比、對比、沖突等，但是具體選哪種方法不僅跟知識點(diǎn)的難度有關(guān)，更與學(xué)生的學(xué)情有關(guān)。例如，在電場強(qiáng)度的教學(xué)中，要讓學(xué)生理解電場強(qiáng)度這個抽象的概念存在一定困難。同樣的類比法，面對學(xué)業(yè)水平較低的學(xué)生，更需要教師引入生活經(jīng)驗(yàn)。在“搭梯子”時(shí)可將場源電荷類比為光源，光源周圍的光類比為場源電荷周圍的電場。這樣學(xué)生能更容易理解場的強(qiáng)度只和源頭有關(guān)，跟“觀測者”即試探電荷無關(guān)。而對于基礎(chǔ)比較好的同學(xué)，除了引入這種說法之外還可提出更抽象的類比，如引力場。同樣都是場，電場強(qiáng)度可以用電場力表示，引力場的強(qiáng)度也可以用這種類比方法表示出來。在同學(xué)們進(jìn)行猜測和思考的時(shí)候，場的概念自然就更加深入了。

3.評價(jià)性問題

評價(jià)性問題的作用往往是通過提出問題來了解學(xué)生對知識點(diǎn)的理解和應(yīng)用程度?？梢允峭暾脑囶}，可以是一個簡單的判斷，甚至還可以是為了引入下一課而提出的話題。這一環(huán)節(jié)是一個實(shí)現(xiàn)在課堂中得到即時(shí)反饋和評價(jià)的重要環(huán)節(jié)。所以，在設(shè)計(jì)這一部分的時(shí)候必須明確，問題的提出只是為了得到學(xué)生對學(xué)習(xí)的反饋，并不是單純的訓(xùn)練。故而，評價(jià)性問題也可以具有一定的開放性。

二、教學(xué)建議

1.基于學(xué)生的能力水平設(shè)置問題

PBL教學(xué)法的優(yōu)勢在于教師以問題為教學(xué)載體，學(xué)生以問題為學(xué)習(xí)導(dǎo)向。但是本質(zhì)上這種教學(xué)法是以學(xué)生為主導(dǎo)的教學(xué)模式。所以，問題的設(shè)置要符合學(xué)生的能力水平和知識基礎(chǔ)，根本上要通過“提問—回答”的不斷反復(fù)，幫助學(xué)生完成“自學(xué)”。教師的作用僅僅是為學(xué)生搭建臺階，提供更多學(xué)習(xí)途徑。所以，針對不同層次的學(xué)生，問題的設(shè)置也要相應(yīng)調(diào)整。針對學(xué)生沒有辦法在短時(shí)間內(nèi)完成的學(xué)習(xí)任務(wù)，不妨考慮師生合作完成，這也是一種過程性的評價(jià)。

2.問題的設(shè)置要符合科學(xué)研究的邏輯

針對于科學(xué)推理能力的培養(yǎng)，問題的設(shè)計(jì)不僅要讓學(xué)生理解知識，還要讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)研究的思維過程。教師可通過材料、情境或者設(shè)問，在給出一定科學(xué)證據(jù)的前提下，讓學(xué)生通過對科學(xué)證據(jù)的邏輯分析和推理得出結(jié)論。在此過程中，學(xué)生可能會遇到障礙，教師在給出指導(dǎo)的時(shí)候也需滿足邏輯上的連貫性，這樣才能盡量避免學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)過于依賴自己原有的理論基礎(chǔ)，忽視科學(xué)證據(jù)的重要性。

3.根據(jù)教學(xué)的具體內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)環(huán)節(jié)的調(diào)整

針對知識量大、學(xué)生數(shù)多、時(shí)間有限的中國傳統(tǒng)課堂，要在課堂中完全照搬PBL教學(xué)法的各個環(huán)節(jié)是不現(xiàn)實(shí)，也沒有必要的。優(yōu)化教學(xué)是我們的根本目的，生搬硬套可能會適得其反。例如在復(fù)習(xí)課教學(xué)中就可以弱化集體交流評價(jià)的環(huán)節(jié)，課堂中知識點(diǎn)密集，連貫性強(qiáng)，節(jié)奏較快，相較于新課而言更加強(qiáng)調(diào)知識點(diǎn)之間的聯(lián)系和整合。教師在有限的時(shí)間內(nèi)可輔以例題完成知識點(diǎn)的梳理以及解題技巧的講解。其中每一個環(huán)節(jié)都是一個不斷遷移的過程，學(xué)生的解答就是一種優(yōu)質(zhì)的反饋。

三、結(jié)語

綜上所述，PBL教學(xué)法是一種以問題為載體，以問題為導(dǎo)向的教學(xué)模式。PBL教學(xué)法的核心在于如何設(shè)計(jì)核心問題。尤其在課堂中，問題本身就是思維活動的一種顯著體現(xiàn)，高質(zhì)量的問題更有利于幫助學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展。由此，可以將PBL教學(xué)法與科學(xué)推理能力的培養(yǎng)相結(jié)合，以科學(xué)推理能力的幾大組成部分為指導(dǎo)，運(yùn)用PBL教學(xué)法，通過在高中物理的教學(xué)中針對性地設(shè)計(jì)一系列問題，激發(fā)學(xué)生思考，促進(jìn)自主探究，從而實(shí)現(xiàn)科學(xué)推理能力的培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]嚴(yán)文法，胡衛(wèi)平. 國外青少年科學(xué)推理能力研究綜述.《外國中小學(xué)教育》，2009年第5期

[2]郭玉英，姚建欣等. 基于學(xué)生核心素養(yǎng)的物理學(xué)科能力研究. 北京師范大學(xué)出版社，2017.9

[3]嚴(yán)文法，胡衛(wèi)平. 國外青少年科學(xué)推理能力研究綜述.《外國中小學(xué)教育》，2009年第5期

[4]郭玉英，魏昕，仲扣莊等. 高師物理專業(yè)本科生科學(xué)推理能力研究[J]. 物理教師，2011（1）：1-6.