PBL教學(xué)模式在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用研究

沈 晴

(蘇州市青云實驗中學(xué),江蘇 蘇州 215235)

根據(jù)《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》的要求,科學(xué)探究式教學(xué)需要注重學(xué)生的探究能力和學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng).PBL教學(xué)模式通過問題驅(qū)動學(xué)生的學(xué)習(xí),讓學(xué)生逐步掌握自主探究和解決問題的能力.新課標(biāo)指出現(xiàn)代教育科學(xué)課程要符合時代發(fā)展的“體現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)的綜合性基礎(chǔ)課程”,并強(qiáng)調(diào)科學(xué)課程的實踐性.它不僅能夠幫助學(xué)生保持好奇心,而且可讓學(xué)生認(rèn)識自然世界,理解科技、社會和環(huán)境之間的聯(lián)系,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)態(tài)度.同時,逐步樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀,培養(yǎng)強(qiáng)烈的社會責(zé)任感等[1].

1 PBL教學(xué)模式的概念

1.1 理論基礎(chǔ)

1.1.1建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為學(xué)生不是被動接受知識,而是根據(jù)自身的經(jīng)驗、知識、觀點和思考能力來建構(gòu)新知識.PBL教學(xué)模式通過引入開放性問題或情境,促使學(xué)生自我探究,主動構(gòu)建知識結(jié)構(gòu),從而促進(jìn)學(xué)生深入掌握知識.

1.1.2社會交往理論

社會交往理論指出,在社會交往中獲得的經(jīng)驗和知識比獨立學(xué)習(xí)所獲得的更為深入、有力和豐富.PBL教學(xué)模式通過小組合作、討論和分享,促進(jìn)學(xué)生之間的互動和合作,培養(yǎng)學(xué)生交際能力和團(tuán)隊精神.

1.1.3情境學(xué)習(xí)理論

情境學(xué)習(xí)理論認(rèn)為學(xué)習(xí)最好在實際情境中進(jìn)行,通過真實的情境模擬,學(xué)生可以更好地理解和掌握知識.PBL教學(xué)模式通過問題或情境的引入,讓學(xué)生在實際情境中追求解決方案,使學(xué)習(xí)變得更加生動,更具情感化,更貼近實際.

1.1.4反思學(xué)習(xí)理論

反思學(xué)習(xí)理論認(rèn)為學(xué)習(xí)不僅僅是獲取知識,還包括對知識的理性反思和評估.PBL教學(xué)模式鼓勵學(xué)生在實踐和探究中進(jìn)行反思,幫助學(xué)生深入理解和掌握知識,同時促進(jìn)學(xué)生自我認(rèn)識和發(fā)展.

1.2 PBL教學(xué)模式的概念

PBL教學(xué)模式是一種以問題解決為中心的教學(xué)模式,全稱為“基于問題的學(xué)習(xí)”(Problem Based Learning).它是現(xiàn)代教育領(lǐng)域中的一種新興教學(xué)模式,其目的是培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、團(tuán)隊合作、主動學(xué)習(xí)的能力.PBL教學(xué)模式是通過引入問題來推動學(xué)生的學(xué)習(xí)和思考,讓學(xué)生在解決問題的過程中去發(fā)現(xiàn)知識、掌握技能和培養(yǎng)能力.通常PBL教學(xué)模式通過以下步驟進(jìn)行:首先,學(xué)生面對一些開放性的問題,例如如何判斷一種新藥是否有效、如何設(shè)計一個高效的節(jié)能車等,這些問題需要學(xué)生進(jìn)行一系列研究、分析、實驗、討論等;其次,學(xué)生會自主地尋找解決問題的途徑,并逐漸發(fā)現(xiàn)問題涉及到的知識點和技能;最后,學(xué)生通過提出解決方案的方式來解決問題[2].

在運用PBL教學(xué)模式過程中,教師會通過引導(dǎo)學(xué)生探究、分析和解決實際問題,從而讓學(xué)生在積極探索中破除舊的學(xué)習(xí)觀念,接觸新的知識.這種教學(xué)方式不僅能讓學(xué)生輕松進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài),還能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)習(xí)效果.PBL教學(xué)模式的另一特點是自主性的學(xué)習(xí)過程.教師在教學(xué)過程中只是引導(dǎo)學(xué)生,不會對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程施加任何限制或要求,讓學(xué)生通過探究和實踐,完成對知識的深入理解和掌握.PBL教學(xué)模式還注重團(tuán)隊合作和互動,每個學(xué)生在團(tuán)隊中扮演的角色不同,有的是負(fù)責(zé)問題的提出,有的是提供解決方案,有的則是做研究和整理相關(guān)知識[3].這種綜合合作模式有利于學(xué)生掌握交際能力,培養(yǎng)團(tuán)隊精神,提高學(xué)生的合作意識和實踐能力.

2 PBL教學(xué)模式在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用

2.1 PBL教學(xué)模式在初中物理教學(xué)中的設(shè)計和實施

在初中物理教學(xué)中,PBL教學(xué)模式的實施可以有效幫助學(xué)生掌握物理相關(guān)基礎(chǔ)知識,并提高學(xué)生的思維能力、實踐能力和創(chuàng)新能力.

首先,PBL教學(xué)模式的設(shè)計需要圍繞問題進(jìn)行.對于初中物理教學(xué),問題可以分為現(xiàn)實問題和知識問題兩類.現(xiàn)實問題可以是與學(xué)生生活相關(guān)的問題,如太陽能是如何轉(zhuǎn)化為電能的?或者是與學(xué)生日常體驗相聯(lián)系的問題,如為什么球墜落時速度會越來越快?知識問題則是與課程相關(guān)的問題,如什么是機(jī)械能?如何計算機(jī)械能的變化量?問題應(yīng)該能夠引起學(xué)生的興趣,同時也應(yīng)該有一定難度,否則無法體現(xiàn)PBL教學(xué)模式的優(yōu)勢.

其次,在問題確定后,教師需要通過制定調(diào)查計劃、搜集資料等方式,引導(dǎo)學(xué)生探究問題,同時提供必要的背景知識.例如,當(dāng)學(xué)生遇到問題“太陽能是如何轉(zhuǎn)化為電能的”時,教師可以引導(dǎo)學(xué)生制定探究計劃,通過網(wǎng)上搜索資料、閱讀相關(guān)文獻(xiàn)等方式,收集太陽能、電能相關(guān)知識,在此基礎(chǔ)上,講解太陽能光伏發(fā)電的原理和發(fā)電過程.

最后,當(dāng)答案被找到時,學(xué)生將答案展示給全班同學(xué),教師評估學(xué)生的資源搜集、信息獲取以及在研究過程中所發(fā)現(xiàn)的問題.學(xué)生展示過程中還可以將個人體會、感悟和意見進(jìn)行匯報.其他同學(xué)也可以詢問問題,學(xué)生需要對于問題給出完整的解決方案.例如,在太陽能轉(zhuǎn)化為電能的問題探究結(jié)束后,學(xué)生應(yīng)該能夠給出一個簡單的設(shè)計方案,并提出相關(guān)的問題和改進(jìn)方案.

在初中物理教學(xué)中,PBL教學(xué)模式能夠促進(jìn)學(xué)生思維與實踐能力的發(fā)展,同時能夠加深學(xué)生對課程的理解和記憶.相比傳統(tǒng)教學(xué)模式,PBL更能夠培養(yǎng)學(xué)生的探究精神、創(chuàng)造性思維、自我學(xué)習(xí)和自我管理的能力.

2.2 PBL教學(xué)模式在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用

PBL教學(xué)模式將學(xué)生放在學(xué)習(xí)的主體地位,讓學(xué)生在自己的興趣和學(xué)習(xí)需求中選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容,創(chuàng)造性地完成任務(wù)制作.

2.2.1明確學(xué)習(xí)方向,加強(qiáng)團(tuán)隊合作

初中物理教學(xué)中,PBL模式可以讓學(xué)生在其自身的學(xué)習(xí)需求中選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容.比如說,將學(xué)生分組,讓每個組負(fù)責(zé)調(diào)查研究某一特定的物理現(xiàn)象,例如彈簧是否符合胡克定律、集成電路中二極管的作用是什么、常見儀器如何實驗優(yōu)化等.通過讓學(xué)生參與實踐操作,與課本和講授中的科學(xué)理論知識靈活貫通,增強(qiáng)學(xué)生對物理學(xué)的興趣.在PBL模式下,還可以讓學(xué)生自主制定學(xué)習(xí)任務(wù).學(xué)生可以根據(jù)自己的知識水平和學(xué)習(xí)風(fēng)格進(jìn)行選擇,如制作視頻、海報或動畫等,任務(wù)制作過程中需要學(xué)生之間進(jìn)行合作和交流,讓學(xué)生懂得互幫互助,從而潛移默化地提升學(xué)生的溝通、人際關(guān)系和協(xié)作能力.

2.2.2強(qiáng)化動手能力,分享學(xué)習(xí)經(jīng)驗

PBL教學(xué)模式鼓勵學(xué)生從實踐中獲得經(jīng)驗,因此PBL可以在實際操作中應(yīng)用并強(qiáng)化學(xué)生的物理實驗技能.比如在PBL環(huán)節(jié)中,學(xué)生們可以從中學(xué)習(xí)不同的物理實驗,不斷總結(jié)實驗規(guī)律和思考實驗結(jié)果.PBL也可以促進(jìn)跨學(xué)科教學(xué)的實現(xiàn),為了完成學(xué)習(xí)任務(wù),需要學(xué)生挖掘歷史和文化等相關(guān)知識.例如,在了解力學(xué)方面的知識之后,可以讓學(xué)生分析科學(xué)家胡克的生活背景和成果所具有的現(xiàn)實意義,讓學(xué)生得到更多的人文修養(yǎng).PBL教學(xué)模式在初中物理教學(xué)中具有多重作用,通過實際操作可以培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能,同時,在學(xué)習(xí)的過程中啟發(fā)學(xué)生了解科學(xué)自然、歷史文化等,不僅開闊學(xué)生視野,而且激發(fā)學(xué)生熱愛自然科學(xué)的興趣.

3 PBL教學(xué)模式在初中物理教學(xué)中的實踐案例

在初中物理教學(xué)中,采用PBL教學(xué)模式可以充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)造力,加強(qiáng)學(xué)習(xí)和應(yīng)用能力的培養(yǎng).以“探究熱的傳導(dǎo)方式和控制方法”課題為例,通過教師的提問引導(dǎo)學(xué)生深入思考和探究,關(guān)注問題和環(huán)節(jié)整合,幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決熱傳導(dǎo)方面的問題.在問題引導(dǎo)下,學(xué)生們通過實驗、演示、講解等方法逐漸透露出問題的根源和解決方法.同時,在實踐中學(xué)生逐漸學(xué)會了PBL的思維方式和解決問題的技能.在實踐過程中,教師需提前安排學(xué)生分組,每組學(xué)生在問題溝通和解決方面互相協(xié)作、交流,包括口頭匯報、寫作、簡短視頻等.最終答案將會在跟全體討論中得以匯總,然后在整期課程內(nèi)與學(xué)生分享,同時為確定的問題提供有效解決方案.

首先,教師需要給學(xué)生提出一個問題:在生活中,我們?nèi)绾慰刂茻岬膫鲗?dǎo)方式,達(dá)到保暖或降溫的效果?學(xué)生通過小組討論和課堂探究,深入探究熱的傳導(dǎo)方式和控制方法的相關(guān)原理.在探究過程中,他們學(xué)習(xí)了傳導(dǎo)、對流和輻射三種熱傳導(dǎo)方式的不同特點,以及衣服、暖器和空調(diào)等物品的熱控制原理.為了使學(xué)生更好地理解這些概念,可以組織進(jìn)行一些實驗,例如制作保溫杯,測量杯子內(nèi)水的溫度隨時間的變化,讓學(xué)生感受不同材質(zhì)對水溫的影響.

其次,基于所學(xué)知識,教師可以給學(xué)生安排小組項目作業(yè),要求他們設(shè)計并制作一個冬季保暖產(chǎn)物,同時要考慮其溫度控制和熱傳導(dǎo)效果.在這一作業(yè)中,學(xué)生需要考慮物品的材料、厚度、設(shè)計和易用程度等因素,從而制作出實用且創(chuàng)新的產(chǎn)品.學(xué)生在制作過程中會積累豐富的實踐經(jīng)驗,并結(jié)合小組討論,可以加深學(xué)生對于吸熱、限制熱傳導(dǎo)和加熱控制等方面知識.

最后,學(xué)生通過展示作品,并結(jié)合項目報告,闡述他們的想法和實驗數(shù)據(jù).這種PBL教學(xué)模式的實踐,不僅可以鍛煉學(xué)生的實踐技能,還能加深他們對“熱的傳導(dǎo)方式和控制方法”的理解.通過問題驅(qū)動式的學(xué)習(xí),能充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造力和思維能力.在初中物理教學(xué)中采用PBL教學(xué)模式是一個務(wù)實而可行的方法.它通過激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和提高學(xué)生的創(chuàng)新意識和綜合素質(zhì),提升教學(xué)質(zhì)量,使學(xué)習(xí)變得更加有趣和生動.此外,這種教學(xué)方式還可以對學(xué)生生活產(chǎn)生積極影響.

總之,PBL教學(xué)模式可以激發(fā)學(xué)生的問題意識,使學(xué)生在真實的問題情境中更能開闊思路,更容易提出問題和解決問題,從而對物理知識產(chǎn)生更深層次的理解.PBL教學(xué)模式是一種追求主動參與和自主探究的學(xué)習(xí)方式,應(yīng)用于初中物理教學(xué)中,可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、探究能力和創(chuàng)造力,培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì).