PBL 教學模式在初中物理教學中的應用研究

黃 靜

(蘭州市第十六中學,甘肅 蘭州 730030)

物理教學要以問題為導向,讓學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思維和實踐能力。在“問題” “能力” 等關鍵詞的引領下,PBL 教學模式開始應用在初中物理課堂上,嘗試著為學生素能的提升提供支持。初中教師運用PBL 教學模式,則更多一層含義,即促進教師的專業成長,讓初中物理教學獲得持續性的保障。因此,PBL 模式與初中物理教學的對接,是客觀需要也是必然之勢。

一、PBL 教學模式概述

(一) PBL 教學模式的概念

PBL (Problem-Based-Learning) 是在醫學界誕生的概念,其源于醫學院的一個調研結果: 實習生在解決病人的問題時,對知識的掌握程度是最深刻的。這啟發了醫學院改變教學模式,讓學生多頻接觸實際的醫學問題,再在教師的指導下以小組合作學習的方式解決問題,以此使學生獲得知識與經驗,培育責任與專業的態度。經過幾十年的發展,該模式在越來越多的領域廣泛運用,其概念也越來越具象: 學生在圍繞問題組建的情境中,利用已有的知識經驗自主、合作地解決問題,并獲得新的知識,積累更多的經驗的教學模式。

(二) PBL 教學模式的特點

PBL 教學模式的第一個特點是精準性。結構不良、具有一定的挑戰性、涉及的知識比較綜合的問題,才可以使用PBL 教學模式。學生需要盡可能多地運用自己的知識去經歷“提出假設—檢驗假設—得出結論” 的過程,使自己的知識體系形成一種向外擴展、不斷改進的狀態,這無疑是對學生學習水平的循序式拔高。第二個特點是真實性。無論是需要解決的問題,還是學生運用的知識經驗,都要和真實的生活相聯系,讓學生深刻感受到所學與所用之間存在的必然聯系,有助于培養學生的責任感,滿足他們的成就感,擴大運用該模式的外延意義。第三個特點是自主協作。因為學生居于問題的中心,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,每一個人都需要貢獻自己在知識結構與能力上的力量,這就在自主之上形成了協作關系。學生之間分工明確,互相促進,讓學生的智商、情商同時得到了鍛煉。取長補短的學習又為學生樹立了“身邊的榜樣”。這樣綜合的特性是與新課標的要求、人的發展規律相呼應的。

(三) PBL 在初中物理教學中的應用難點

首先,PBL 教學模式需要學生自主探究與解決問題,要比傳統教學模式花費的時間更多。教師如何有效地安排課堂教學時間,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備。其次,PBL 教學模式是在具體的情境中應用的,需要教師有極為深厚的知識儲備,他們同時扮演引導者、協作者、評價者等角色,無論是從認知的轉變上還是行為的支持上,都存在較大的難度。最后,學生因為習慣于傳統的“你講我聽” 的模式,缺乏自主學習的意愿,他們更愿意聽到教師現成的講解。一些學習成績、學能水平一般的學生,甚至會對新的教學模式產生不安感,不良的情緒會影響PBL 教學模式的應用效果。

(四) PBL 在初中物理教學中的應用優勢

初中生在面對物理學科時,往往表現出“畏難” “厭學” 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 教學模式后,學生不得不進入小組合作探究的狀態,積極與他人進行溝通交流。這就在教師指導下又構建了一個生際互助的體系,對拓寬學生的視野、活躍學生的思維、加深對物理知識的理解都是有幫助的。學生一旦進入PLB 教學模式中,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。愉悅的氣氛讓學生的精神狀態得到了放松,其對待“問題” 的態度也隨之發生了改變,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,使得整個學習過程進入良性循環的狀態,推進了教學效能的增長。

二、PBL 教學模式在初中物理教學中的應用流程

(一) 明確內容,確立目標

PBL 教學模式并不適用于所有教學內容。能否運用于課堂教學之中,是由教學內容和學情兩個因素共同決定的。教師需要先對照課程標準中對教學內容提出的具體要求,明確本節課需要學習哪些知識,使用何種方法,培養學生哪一部分的核心素養,以此具化目標。以“聲音的產生與傳播” 為例,這是人教版物理八年級上冊的學習內容,教材中列舉了許多生活實例,闡述聲音產生與傳播的概念,意在促進學生和知識產生親近感,為PBL 教學模式的實施奠定了生活基礎。初中生作為已經具備觀察和動手實驗能力的群體,對生活中的聲音與教材中介紹的關于聲音的內容,在認知上是存有一定的沖突的,這對建立問題、引發進一步的探究是一種幫助?；谶@兩個已經成熟的客觀條件,可以運用PBL 教學模式制定如下教學目標: 1.物理觀念: 通過觀察和實驗,認識聲音產生與傳播的條件;2.科學思維: 通過自主學習,認識聲音傳播的特點與影響因素;3.科學探究: 通過觀察和實驗,探究聲音產生與傳播的過程;4.科學態度: 通過師生、生生互動,激發學生的學習興趣和對科學探究的欲望,樂于探索生活中的物理現象。這些目標不僅覆蓋了教學內容,還與新課標進行了精準的對接。從這些目標的具體內容來看,已經覆蓋了課標中規定的核心素養的內容,且內容極為細致,對如何培育也提出了明確的方法,學生在根據這些目標進行學習時,既比較容易引發討論與思考,也容易達成教學目標。[1]

(二) 創設情境,提出問題

因為PBL 教學模式需要通過解決具體的問題實現對學生能力的培養,所以其選擇的學習內容會自帶結構的不完整性,教師通過創設盡可能與學生生活貼近的問題情境,串聯起問題與學生的學習行為,將知識的學習引向深入。在人教版物理八年級上冊第一單元第二節“運動的描述” 的學習中,教師為學生選擇了牛耕地與農用拖拉機兩組圖片,幫助學生利用圖片了解物體運動的狀態,為機械運動概念的學習奠定基礎。在“杠桿” 知識的學習中,教師設計了挑扁擔和抽水機的學習場景,讓學生在學習知識的同時了解物理學習的意義,加深學習體驗。我們可以看到,情境的創設與問題的設計,都是基于學生的最近發展區進行的,它是輔助學生運用自己的經驗形成知識體系的方法。好的情境設計還可以起到消除教學偏見,轉化學困生的作用。仍以人教版物理八年級上冊“聲音的產生與傳播” 為例,教師為學生設計的情境是觀察動物的發聲。這是一個綜合了諸多生活知識與經驗的場景,有助于調動各個學能層的學生興趣。教師以學生的觀察結果為契機肯定學生的發現,鼓勵學生進一步的探究行為,可以增強學生的信心,也能讓師生關系更加融洽。教師可以嘗試著設計多元化的情境,讓學生看到“外面的世界” 也是極為必要的。[2]如在學習“杠桿” 時,加入自動抽水機與自動節水機的圖片與介紹,就可以很好地兼顧現實生活與知識延展的雙重需要。

(三) 自主學習,合作交流

作為PBL 教學模式的核心環節,學生的特性和學能在這一環節得到了充分發揮。以解決問題為目標的學習會被拆分成若干個細小的模塊,如學生需要設計實驗去觀察、拆分問題;圍繞著問題需要做信息收集、信息分析與論證。教師在此期間發揮的作用逐漸轉向了輔助性引導,讓學生以主動分析的方式得出結論,其形成的印象才是最為深刻的。同時,學生的數據收集與處理能力、實驗的動手能力、同伴之間的協作意識才會有所提升。特別指出的是,這個環節必須給學生留足時間?？梢赃x擇難度適中、知識體量小的內容。如果確有一些難度較大的知識點,需要采用PBL 教學模式,則需要通過前置預習、分解任務等方法讓學生去逐步完成。盡量不要出現拖堂的情況,引起學生產生不滿的情緒,反而不利于學習。以“光的反射” 的教學為例,通過前一節課“光沿直線傳播” 的學習后,學生已經掌握了一些光的現象,也了解到可以通過實驗對光進行探究。這時,教師需要設計一些核心問題,幫助學生完成自主合作學習。如選取學生最常運動的項目——乒乓球,讓學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,光屏接收鏡面發射的光斑改變入射光束照射到平面鏡上的角度為例證,讓學生小組討論: 1.當入射光偏轉時,反射光怎樣偏轉? 2.什么時候入射光與反射光重合? 3.當光斜射時,反射光與入射光是否在同一平面? 這時,學生進入到第一輪合作學習中,之前類比的方法可以被直接遷移到相關的實驗中,獲得法線、入射光線、反射光線、入射角、反射角等概念。在探究“光的反射規律” 時,考慮到這部分的內容較之概念的學習難度增大,教師可以提議學生使用實驗的方法來完成。[3]同時把內容進一步細化成若干個問題,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的關系是怎樣的……組內成員需要詳細記錄每一個實驗環節與得出的結論,這不僅是為建構自己的知識體系服務,也是為接下來的交流與反思奠定基礎。

(四) 交流匯報,總結反思

全班交流將學習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勢與不足,進而針對存在的問題進行方案的調整,最終全班一起選出一個最佳的方案去驗證猜想與假設。考慮到整個過程還要鍛煉學生的物理思維,組際之間可以采用討論、互相提問等方式進行交流與匯報。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光的反射定律。學生就會在層層復現中層層強化,最終鍛煉了自己的思維。

(五) 總結反饋,激勵評價

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

三、結束語

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