在核心素養視域下的PBL物理教學模式的探索

□福建省莆田第十二中學 李東朝 □福建省莆田第五中學 林健

PBL 物理教學模式以構建問題情境為教學關鍵，同時以學生為學習主體，著重強調教學問題的提出以及學生解題思路的引導，是當下高中物理教學課堂中一種十分有效的教學手段。本文以核心素養為主要方向，深入分析了PBL 物理教學模式的作用、構成要素，而后總結出了能適用于大部分高中物理課堂的具體教學策略，望相關內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準》中重點強調了培養高中生物理核心素養的重要性與積極價值，同時將物理學科的核心素養歸納為物理學科觀念、科學態度、科學思維與責任、科學探究四方面。物理作為高中理科教育中至關重要的教學科目，將核心素養的培育策略融入實際的課堂教學中是當前高中物理教學乃至整個高中教育的重要轉型方向。

PBL 物理教學模式的主要教學目標為“引導學生掌握物理學課程所要求的基礎理論知識與必備技能”，這一點與核心素養概念下的教學改革目標不謀而合。在此情況下，教師應加強對PBL 物理教學模式的關注，全面落實PBL 物理教學與核心素養的有效結合，幫助高中生積累更扎實的物理知識，獲得更全面的進步與成長。

一、相關概念簡述

（一）物理學科核心素養

所謂的高中物理學科核心素養，是指高中生在學習物理知識、完成物理實踐的過程中逐漸養成的，既能滿足學生個人終身發展需求，又包括社會發展需要的關鍵性能力與必備品格的綜合性能力素養。可以將其分為物理觀念、學科思維與責任、科學探究、科學態度這四大模塊。核心素養是學生在學習物理知識過后樹立的帶有物理學科特質的精神品質，是學生逐年累月沉淀、積累下的內部精神品質與外在能力表現的綜合表達。物理知識能廣泛地應用于現代社會生活中的方方面面，因而物理知識教學對高中生而言并不應拘泥于提升成績、強化理性思維等相對淺顯、表象的層面上。核心素養概念的提出，不僅革新了學生的日常學習模式，同時也改變了教師的教學觀念與授課方法。其要求教師可以設身處地地站在學生的角度去思考課前導入、教學情境、問題引導等環節的設計與實踐，同時注重對學生學習積極性與興趣的激發，引導學生做到將物理知識“內化于心，外化于行”，幫助學生在物理學科的引導下發展為更獨立且健全的個體。

（二）PBL 物理教學模式

PBL 教學模式的概念最早是由加拿大醫學領域學者在工作中提出，其以“基于問題去學習”的觀念出發，引導其學生在入學之初便面對真正的病人與真實的病例，使其能在解決實際問題的過程中加強對醫學知識的理解與實踐。PBL 教學概念于20 世紀90 年代才逐漸延伸至教育之中，發展至今已經成為當下教育界所重點關心的教學理論學說之一。PBL物理教學模式重點強調了教師在授課過程中應合理運用物理學知識以及學生的實際需求去共同創設出相應的教學問題與問題情境，從而引導學生在解決真實物理問題的過程中進一步深化對物理知識的理解與記憶。并且相較于傳統概念中“問題教學”重成績、輕能力的教學目標而言，PBL 物理教學模式更加強調于對學生團隊協作、理解能力、邏輯思維等各方面物理素養與能力的提升。PBL 物理教學模式下的物理教學活動內容應源于生活、用于生活，教師所教以及學生所學都應該基于社會的需求與發展，幫助不同能力的學生在該教學模式皆獲得獨屬于其自身的進步與發展。

二、基于核心素養視域下高中物理課程PBL 學核心要素

（一）重視教學目標的構建

在開展實際的物理教學之前需要教師能加強對其教學目標以及學生學習目標的認知，才能依照目標去踐行PBL 物理教學模式，幫助學生獲得更具體的進步。由此，要求教師能充分了解每一名學生學習物理知識的“最近發展區”，以此為基礎去設計并踐行其教學子目標直至達成教學總目標。所謂的“最近發展區”也就是指學生學習潛力與現有水平之間的差距。教師依照不同學生的“最近發展區”以及PBL 物理教學模式的觀念去設計出切實有效的教學問題，能引導學生循序漸進地加強對知識點的理解，具有一定的實踐價值。同時，教師應該將物理學科中知識跨越較大、難度較高的知識點細分為相互關聯的支線知識問題，引導學生在解決問題的過程中逐步完善其自身的物理知識架構，充分激發學生對物理知識的好奇心與探索欲。例如，教師在講解“作用力與反作用力”這一部分的知識前，就可以將“簡述生活中常見作用力與反作用力”“通過簡單的動作闡釋作用力與反作用力”等問題設置為本節課的教學目標。而后引導學生在目標的驅使下帶著問題對標量、矢量、力的合成與分解等支線知識點進行分析，最終全面性地提升高中物理課堂的教學效率。但需要注意的是，教師在為學生規劃學習目標時要充分把握目標的難度，既要保障目標具有一定的挑戰性，同時也要考慮到每一個學生的實際學習能力，進而保障目標的可實現性。要避免目標過于簡單無法激發學生學習積極性，抑或是目標過于困難無法維護學生學習信息等不良情況的發生。

（二）以核心素養為中心設計教學問題與評價

教學問題評價是高中物理課堂中必不可少的組成部分之一，同時也是教師鼓勵學生能力進步的最重要的教學手段之一。但有部分教師在實際授課的過程中只能依照學生的學習成績、聽課狀態等進行較為淺顯、表面化的評價。忽略了對學生學習需求與個人能力的關注，不僅無法充分發揮教學評價的真實價值與作用，同時也無法有效促進學生學習積極性與學習自信心的提升。由此，就需要教師充分結合PBL 物理教學模式的真正內涵以及學生的實際學習需求進一步優化物理課堂中的問題設計與評價體系。在物理課堂中，教師通常會引導學生通過口述、默寫物理計算公式的方式檢驗其學習成果，此舉會帶給學生一定的學習壓力，并不具備良好的實際價值，同時針對這一教學檢驗環節的評價往往也只有“正確”與“錯誤”兩方面內容。教師不會對部分記憶困難的學生進行正確指導，而學生也無法在教師的評價中獲得學習的滿足感。由此，教師就可以充分結合PBL 物理教學模式的概念以及核心素養內涵去優化課堂問題的提出與評價。例如，教師想要檢驗學生對“功的一般計算公式”的記憶程度時，可以暫且拋卻傳統模式中的檢驗方式，而是依照不同學生的學習能力來進行有區別的問題設計。針對學習能力差的學生時，教師就要注意引導，可以通過問題“結合功的計算公式，當cosα= 0，W= 0 時，力與位移的夾角應當是多少度？”幫助其對功的計算公式及相關知識點進行回憶。而面對學習能力較強的學生時，可以通過問題“W=FScosα這一公式中能提煉出什么物理知識？”促進其深入思考與探究。同時教師也應該避免過度單一化、差異化的評價內容出現，既要保障其評價內容能有效激發學生的學習自信心，同時也要保證其評價內容能對學生的不足之處進行總結與反饋。

三、核心素養視域下的PBL 物理教學策略

（一）采用問題引導，梳理學生思緒

在實際的學習過程中，受到學生實際能力與學習基礎的限制，使其難免對部分知識產生迷茫、困惑的心理，這是一種十分常見的現象。一方面，針對這種現象時，部分教師并不會針對學生的實際情況進行思緒引導與梳理，反而是采用平鋪直敘的講解方式將知識點告知于學生，不僅無法幫助學生對相關知識產生更深入的理解，甚至可能使學生對教師乃至物理課堂喪失信心，弊大于利。另一方面，部分教師針對學習止步不前的學生時，并不會對其學習問題進行研究與分析，反而是基于教師主管的意識與想法，將其成績無法進步的原因歸咎于學生態度不佳、學生意識不強等方面，從而在忽視、惡意批評等舉措下，使學生的學習積極性斷崖式下降。由此，就需要教師能充分把握不同學生學習中的不足，從而利用有效的問題引導，使其在不斷地反思與探究中重新對知識產生新的理解與認知。以魯教版高中物理必修二中的“豎直下拋運動”為例，針對這一章節知識的學習，部分學生會難以理解豎直向下拋運動是勻加速直線運動這一概念。由此，教師就可以通過問題“請同學站立，豎直拋下你手中的書本，請問書本的下落過程中的速度大小與方向是否發生變化？那么該運動是否屬于勻加速直線運動？”再如，部分學生難以有效記憶豎直向下拋運動的公式“vt=v0+gt；s=v0t+”面對此，教師可以通過問題“請同學試想下，我們把手中物體豎直下拋后，該物體會受到哪幾個力的影響，其速度又會發生怎樣的變化？”來引導學生自行探索公式構成，從而達到有效記憶。此舉不僅能有效提升學生的學習效率與探索欲望，還能在一定程度上提升學生的思考能力，養成其勤于思考的習慣與意識，幫助其能利用物理知識以及物理課上所得去解決生活實際問題，助力于其物理核心素養的提升。

（二）構建生活情境，注重“學以致用”

生活元素永遠是高中生最熟悉同時也最感興趣的元素之一，將生活元素與PBL 物理教學模式相結合的優勢主要有以下兩點：一方面，物理知識具有一定的抽象性與復雜性，極易引發學生的反感與困惑。而生活元素能極大程度地消減學生眼中物理知識的陌生感與距離感，以直觀化物理知識的方式來幫助學生更好地學習與理解相關的知識內容；另一方面，生活元素能增強物理知識的“實用性”，換言之則是結合了生活元素的PBL 物理教學，可以幫助學生利用物理課堂知識去有效解決生活中的問題，從而給予學生學習物理知識的滿足感與成就感，進而使其能不間斷地提升對物理知識的好感與興趣。由此，就需要教師在踐行PBL 物理教學模式的過程中，在課堂中充分引入生活元素，構建生活情境。例如，在學習魯教版高中物理必修三種“電路”一節時，教師可以以“智能防盜鎖”為生活情境中心，以問題“同學們是否能根據以往所學知識自己設計一款防盜鎖？簡單畫出它的電路圖并闡述原理。”為方向，引導學生在實踐中反復思考、提煉其所學知識內容，使其充分感知到物理知識的實用性，幫助其在不斷探索的過程中養成科學論證的核心素養。

（三）小組合作探究，強調“集體進步”

傳統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關注于成績最上游以及最底端的學生，從而忽略了對處于中間位置學生的教育與引導，有失偏頗。教師在踐行PBL 物理教學模式的過程中，應具備一定的全局性教學觀念，并且時刻秉持“以生為本”的教學觀念，利用一定的問題引導與小組合作探究活動，全面促進每一名學生的進步與成長。以魯教版高中物理必修二中的“機械功的原理”為例，教師在課堂的導入環節，便可以提出問題“使用機械真的能夠省功嗎？”，同時引導學生通過小組合作，共同探討、交流后得出結論，并且通過實踐的方式，驗證其結論的準確性。教師可以選擇引導學生親手制作“滑輪組”“杠桿機械”等親身達成此目的。學生親自參與到問題的提出、論證與試驗的全過程中，一方面能有效加強其對相關知識的理解與記憶，另一方面能促進其交流、溝通、合作等綜合素養的提升。

（四）利用角色轉換，引導換位思考

在落實PBL 物理教學模式、解決問題、匯報結果的過程中，教師可以采用角色互換的方式來有效提升教學的實效性。例如，教師可以引導學習能力較差的學生通過扮演教師的方式來為其余學生講解相關物理知識點，引導其在備課、講解、提問的過程中對相關知識產生更深刻的理解。以魯教版高中物理必修二中的“機械功的原理”為例，在講解這一章節重點時，教師就可以開展一定教學活動，引導高中生來充當“物理老師”，為其余學生講解這部分知識的難點與重點。此舉能有效提升該學生的學習積極性與學習自信心，并且對其表達能力、責任意識等皆有一定的積極影響。同時，教師也可以在授課過程中扮演學生的角色，利用向“老師”提出問題的方式對學生主觀引導。在提升學生主觀能動性的同時督促其反復預習知識，促進其換位思考，充分體會不同角色背后的責任與使命，有效轉換學生看待問題的角度與學習態度，促進其學習素養的提升，幫助其能在未來的人生中時刻秉持物理學科精神不斷奮進。

四、結語

總而言之，傳統的授課方式存在一定的滯后性，已經落后于當下高中生的實際學習與發展需求，由此就需要當下的物理教師能利用更權威、科學、先進的PBL 物理教學模式，同時結合物理學科核心素養培育理念中的內容，對高中物理課堂進行改革。PBL 教學模式與核心素養理念的相結合，能有效轉換教師的授課重點，在關注“教”的同時緊抓學生的“學”，利用切實有效的問題引導與教學活動促進學生核心素養的養成，構建教與學和諧統一的物理課堂。在具體的授課過程中，教師應充分把握物理教學內容中的重點與授課節奏，做到詳略得當，速度適中，循序漸進地促進學生思維與素養的雙重發展與進步。