核心素養(yǎng)視域下PBL教學(xué)模式中的問(wèn)題情境設(shè)計(jì)研究

尹燚彬 趙振宇 馮立峰

摘 要：PBL教學(xué)模式的核心在于教師通過(guò)創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問(wèn)題情境，讓學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中逐步提升獨(dú)立獲取知識(shí)的能力并培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí).目前我國(guó)有關(guān)PBL教學(xué)模式的研究很多，但關(guān)于如何創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境的研究相對(duì)較少，作為PBL教學(xué)模式中的重要環(huán)節(jié)，如何合理地創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境應(yīng)是教師在物理課堂教學(xué)中采用PBL教學(xué)模式首要考慮的問(wèn)題.本文從PBL教學(xué)模式的內(nèi)涵出發(fā)探討創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境的策略.

關(guān)鍵詞：PBL教學(xué)模式;物理教學(xué);問(wèn)題設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7???? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B???? 文章編號(hào)：1008-4134（2021）19-0023-03

基金項(xiàng)目：哈爾濱師范大學(xué)研究生培養(yǎng)質(zhì)量提升工程項(xiàng)目“學(xué)科教學(xué)（物理）專(zhuān)業(yè)碩士研究生教學(xué)能力提升模式研究”.

作者簡(jiǎn)介：尹燚彬（1998-），男，黑龍江齊齊哈爾人，碩士研究生，研究方向：中學(xué)物理學(xué)科教學(xué);

馮立峰（1973-），男，黑龍江哈爾濱人，碩士，副教授，研究方向：物理學(xué)科教學(xué).

通訊作者：趙振宇（1968-），女，黑龍江哈爾濱人，本科，教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向：中學(xué)物理學(xué)科教學(xué)、卓越教師培養(yǎng).

隨著新課程改革的不斷落實(shí)推進(jìn)，我國(guó)中學(xué)物理教學(xué)已經(jīng)在一定程度上摒棄了傳統(tǒng)“填鴨式”教學(xué)模式，并以發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)為教學(xué)目標(biāo)，以期讓學(xué)生具備適應(yīng)未來(lái)社會(huì)發(fā)展需求與科技發(fā)展所具備的關(guān)鍵能力.但當(dāng)前我國(guó)物理教學(xué)仍存在一些不足，例如教師過(guò)于注重知識(shí)的系統(tǒng)傳授，而忽視學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng);學(xué)生認(rèn)為所學(xué)知識(shí)與現(xiàn)實(shí)生活相差甚遠(yuǎn)，無(wú)法利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題;教師對(duì)于學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)有所欠缺等問(wèn)題.針對(duì)上述問(wèn)題，筆者認(rèn)為，“基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)”（Problem-Based Learning，簡(jiǎn)稱(chēng)PBL）便是值得教師采取的教學(xué)模式.在本文中，筆者將主要闡述PBL教學(xué)模式的內(nèi)涵、作用和問(wèn)題的構(gòu)成要素以及如何創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境的策略，以期為一線教師提供參考.

1 PBL教學(xué)模式

1.1 PBL教學(xué)模式內(nèi)涵

“基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)”一詞是由加拿大麥克馬斯特大學(xué)的Don Woods在工作時(shí)最先提出的.最早起源于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，于20世紀(jì)90年代延伸至教育領(lǐng)域.PBL教學(xué)模式的核心在于教師通過(guò)創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問(wèn)題情境，讓學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中逐步提升獨(dú)立獲取知識(shí)的能力并培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí).教師若要在物理課堂教學(xué)中成功實(shí)施PBL教學(xué)模式，首先便要理解PBL的內(nèi)涵.PBL中的“P”即為problem，牛津詞典對(duì)其解釋為：可以用邏輯思維或數(shù)學(xué)來(lái)回答的問(wèn)題.這就說(shuō)明PBL教學(xué)模式并非簡(jiǎn)單的問(wèn)答式教學(xué)，因此，教師在創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境時(shí)需要注意問(wèn)題情境的廣度與深度.

1.2 PBL教學(xué)模式的作用

1.2.1 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式

在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，學(xué)生感到物理枯燥難學(xué)，究其原因在于學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、興趣沒(méi)有被充分調(diào)動(dòng)，但PBL教學(xué)模式致力于創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問(wèn)題情境，讓學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中逐步提升獨(dú)立獲取知識(shí)的能力并培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí).學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中，不僅可以感受到物理知識(shí)在生活中的應(yīng)用，而且在團(tuán)隊(duì)合作的過(guò)程中，可以不斷養(yǎng)成團(tuán)隊(duì)的合作意識(shí)以適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展趨勢(shì).因此，筆者認(rèn)為，PBL教學(xué)模式對(duì)于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)變學(xué)生學(xué)習(xí)方式具有至關(guān)重要的意義.

1.2.2 增強(qiáng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)

物理教學(xué)不僅要“深”下去，而且要“放眼未來(lái)”.PBL教學(xué)模式通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題，讓學(xué)生明確物理知識(shí)能夠應(yīng)用于何處，如此以往，學(xué)生便會(huì)成為生活中的“有心人”，便能夠通過(guò)物理現(xiàn)象看到事物的本質(zhì)，在掌握知識(shí)、形成技能的同時(shí)，不斷提升思想境界、問(wèn)題意識(shí)，成為未來(lái)社會(huì)實(shí)踐的主體.

2 問(wèn)題構(gòu)成要素

一個(gè)真正的問(wèn)題絕非像教師在講解“牛頓第一定律”時(shí)，向?qū)W生提問(wèn)“轉(zhuǎn)動(dòng)的物體是否具有慣性？如何體現(xiàn)？”這樣簡(jiǎn)單.如圖1所示，一個(gè)真正的問(wèn)題應(yīng)當(dāng)包含“問(wèn)題空間”“初始階段”“目標(biāo)階段”以及“遷移階段”四個(gè)要素.

2.1 問(wèn)題空間

問(wèn)題空間是指結(jié)構(gòu)不完整、有殘缺的問(wèn)題，即需要學(xué)生思考理解的問(wèn)題情境.例如，教師在進(jìn)行“自由落體運(yùn)動(dòng)”的教學(xué)時(shí)，便可創(chuàng)設(shè)如下問(wèn)題情境：一跳水運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練時(shí)從高臺(tái)跳起，離開(kāi)臺(tái)面時(shí)運(yùn)動(dòng)員向上舉直雙臂并且身體保持豎直狀態(tài);進(jìn)入水面時(shí)，身體同樣保持豎直狀態(tài)并且手先進(jìn)入水中.

問(wèn)題：運(yùn)動(dòng)員可以用多長(zhǎng)時(shí)間在空中完成規(guī)定的動(dòng)作？

2.2 初始階段

初始階段即為學(xué)生在解決此問(wèn)題時(shí)所具有的知識(shí)水平.以上述問(wèn)題為例，學(xué)生此時(shí)已經(jīng)初步掌握了勻變速直線運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)，但不了解自由落體運(yùn)動(dòng)、豎直上拋以及豎直下拋的相關(guān)概念，而本節(jié)課知識(shí)相當(dāng)于對(duì)本章知識(shí)的總結(jié)、歸納，對(duì)于新入學(xué)不久的高中生而言，自學(xué)相關(guān)知識(shí)并非難事.因此，學(xué)生能夠通過(guò)小組合作的方式完成相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí).

2.3 目標(biāo)階段

目標(biāo)狀態(tài)即為問(wèn)題解決狀態(tài)，小組成員之間通過(guò)交流、討論以及教師指導(dǎo)完成本節(jié)課相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，并解決上述問(wèn)題.而此問(wèn)題較為特殊，問(wèn)題情境中并未涉及相關(guān)的物理量，屬于原始物理問(wèn)題，因此，學(xué)生在解決問(wèn)題時(shí)需要根據(jù)題目已有條件創(chuàng)設(shè)物理量才能解決相應(yīng)問(wèn)題.在這一過(guò)程中，學(xué)生的科學(xué)思維、物理觀念均得到相應(yīng)發(fā)展.

2.4 遷移階段

遷移階段即學(xué)生將解決問(wèn)題情境所涉及到的知識(shí)運(yùn)用于其他問(wèn)題情境，從而培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力的過(guò)程.

3 問(wèn)題設(shè)計(jì)策略

基于上述分析，筆者認(rèn)為，教師在采用PBL教學(xué)模式進(jìn)行物理教學(xué)的過(guò)程中，若想激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，首先需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)好問(wèn)題情境.物理知識(shí)源于生活，服務(wù)于社會(huì)，因此，合理利用生活現(xiàn)象創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境至關(guān)重要，隨著手機(jī)、電腦的普及，影視資源同樣可以成為教師創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境的手段.

3.1 利用生活經(jīng)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境

情境1：在進(jìn)行“牛頓第一定律”的教學(xué)時(shí)，教師便可利用學(xué)生常見(jiàn)的生活現(xiàn)象創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境：同學(xué)A在暑假時(shí)想要乘坐火車(chē)外出游玩，但該同學(xué)在乘坐火車(chē)時(shí)恰巧趕上天降大雨，從而使得車(chē)窗的雙層玻璃內(nèi)部出現(xiàn)積水現(xiàn)象.

問(wèn)題：嘗試畫(huà)出列車(chē)進(jìn)站過(guò)程中以及列車(chē)出站過(guò)程中雙層玻璃內(nèi)積水的水面形狀.

再如，電磁學(xué)部分知識(shí)對(duì)于學(xué)生而言較難理解，同時(shí)，很多學(xué)生也不能夠?qū)⑺鶎W(xué)電磁學(xué)知識(shí)應(yīng)用于生活實(shí)際.基于此問(wèn)題，教師便可創(chuàng)設(shè)如下問(wèn)題情境（如情境2），讓學(xué)生感受到知識(shí)的實(shí)用性，從而培養(yǎng)學(xué)生做生活中的有心人.

情境2：現(xiàn)在，隨著社會(huì)以及人們生活水平的不斷提高，在小區(qū)內(nèi)基本每棟單元樓以及每戶(hù)人家都會(huì)安裝防盜門(mén)，當(dāng)有客人來(lái)訪時(shí)，主人在樓上按下房門(mén)開(kāi)關(guān)便可將防盜門(mén)打開(kāi).

問(wèn)題：畫(huà)出防盜門(mén)工作原理的電路圖，并給出具體的解釋說(shuō)明.

比如，在必修三“電路”部分進(jìn)行章末復(fù)習(xí)總結(jié)時(shí)，教師便可以利用學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，幫助學(xué)生鞏固知識(shí)，提升學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力.

情境：

A、B兩人對(duì)話內(nèi)容如下：

A：你究竟要花費(fèi)多長(zhǎng)時(shí)間打游戲？你一直敲鍵盤(pán)的聲音讓我無(wú)法順利完成作業(yè).

B：你是否想知道我每天打游戲的時(shí)間在一年中所占比例是多少？在教材后面附錄部分印有轉(zhuǎn)換方法，你可以查查并計(jì)算一下.

A：你每次打游戲至少花費(fèi)30分鐘，一天用將近三四個(gè)小時(shí)的時(shí)間在打游戲，你應(yīng)該為一個(gè)月多出的電費(fèi)買(mǎi)單.

B：你的臺(tái)燈在晚上睡覺(jué)的時(shí)候從來(lái)沒(méi)關(guān)過(guò)，你用的電一定更多.

A：盡管我每天晚上都不熄燈，但是你的電腦有時(shí)候一整晚都在播放電影、電視劇，肯定比我用的電更多.

B：這只是極個(gè)別現(xiàn)象，你的臺(tái)燈每天晚上都不關(guān)，而且你洗浴的時(shí)間也要比我多一個(gè)小時(shí)左右，你還會(huì)說(shuō)你用的電費(fèi)一定比我少？

問(wèn)題：誰(shuí)用的電更多？應(yīng)多付多少電費(fèi)？

上述問(wèn)題情境均與學(xué)生的生活實(shí)際緊密相連，教師通過(guò)設(shè)置此類(lèi)問(wèn)題情境，不僅可以降低物理學(xué)對(duì)學(xué)生的神秘感，讓學(xué)生不再認(rèn)為物理學(xué)習(xí)遙不可及，而且對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)具有十分重要的作用，讓學(xué)生從物理學(xué)視角分析生活中的問(wèn)題，從而發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng).

3.2 利用影視資源創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境

現(xiàn)如今，隨著抖音、快手等APP的火爆發(fā)展以及電腦、電視在各家各戶(hù)的普及，教師便可以利用影視資源創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，在一定程度上減少物理對(duì)于學(xué)生的神秘感.

比如，教師在進(jìn)行“應(yīng)用牛頓第一定律解決實(shí)際問(wèn)題”的教學(xué)中，便可利用西瓜視頻上小貓抓桌布的視頻創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境.

情境3：當(dāng)前使用手機(jī)刷短視頻已經(jīng)成為人們消遣娛樂(lè)常用的一種方式，在一段視頻中我們可以看到（如圖2所示），一只小貓非常淘氣，站在地面上用爪子將桌面上的桌布從魚(yú)缸下抽出，但魚(yú)缸仍穩(wěn)穩(wěn)地停留在桌面上.

問(wèn)題：魚(yú)缸在桌布和桌面上的運(yùn)動(dòng)時(shí)間以及在二者上所受的摩擦力的方向如何？魚(yú)缸為什么能穩(wěn)穩(wěn)地停留在桌面上？

教師在課堂教學(xué)中設(shè)置視頻中這種輕松幽默的情境，不僅可以有效地緩解物理課堂的緊張氛圍，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且對(duì)培養(yǎng)學(xué)生用物理視角看待周?chē)氖挛锞哂兄匾饔?

再如，教師在進(jìn)行“平拋運(yùn)動(dòng)”的教學(xué)時(shí)，便可向?qū)W生創(chuàng)設(shè)以下問(wèn)題情境：

情境：《紅番區(qū)》是成龍進(jìn)軍好萊塢的第一部電影，而敢拼、敢闖的性格也為成龍大哥日后成為首位華人奧斯卡終身成就獎(jiǎng)獲得者奠定基礎(chǔ)，如圖3所示，為電影《紅番區(qū)》中成龍為躲避敵人追擊從一棟樓跳到另一棟樓的場(chǎng)景.

問(wèn)題：成龍起跳躍起速度至少為多少，才能到達(dá)對(duì)面樓的陽(yáng)臺(tái)？

教師在設(shè)置此問(wèn)題時(shí)，可以仿照原始物理問(wèn)題的思路，即問(wèn)題中不包含任何物理量，僅為對(duì)物理現(xiàn)象的簡(jiǎn)單描述，學(xué)生在解決問(wèn)題時(shí)需要重新設(shè)置所需物理量，排除無(wú)關(guān)因素干擾，更易發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維.同時(shí)，教師還可以借助這個(gè)片段向?qū)W生進(jìn)行思想教育：我們可能無(wú)法復(fù)制成龍的成功，但我們可以復(fù)制成龍?jiān)诔晒Φ缆飞纤冻龅暮顾?成龍?jiān)趧傞_(kāi)始拍電影時(shí)，只是跑龍?zhí)椎慕巧怯捎谒麍?jiān)持不懈、敢闖敢拼的精神，才會(huì)取得現(xiàn)在的輝煌.我們?cè)趯W(xué)習(xí)過(guò)程中也應(yīng)當(dāng)如此，面對(duì)困難不退縮，只有這樣才能一往直前，取得自己滿意的成績(jī).

4 結(jié)束語(yǔ)

培養(yǎng)獨(dú)立的、發(fā)展的個(gè)性既是課程改革的重要目標(biāo)，也是物理教學(xué)所要培養(yǎng)人的迫切要求.教師在實(shí)施PBL教學(xué)模式的過(guò)程中，在創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境時(shí)應(yīng)注重以學(xué)生現(xiàn)實(shí)生活背景為條件、以影視資源為依托，通過(guò)多種方式創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境.只有這樣，才能引導(dǎo)學(xué)生在分析、解決實(shí)際物理問(wèn)題的過(guò)程中活化對(duì)物理學(xué)核心概念的理解，并能運(yùn)用物理學(xué)的方法和原理參與日常生活和社會(huì)生活中問(wèn)題的討論并能做出相關(guān)科學(xué)決策，以此提升學(xué)生的核心素養(yǎng).

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（收稿日期：2021-08-04）