PBL教學模式在高中物理教學中的應用

韋國興

如今,我國正處于飛速發展的時期,對人才的需求逐漸發生了變化,預示著教育也需要作出相應的改變,這也就給高中物理課堂教學提出了更高的要求。基于此,物理教學將不再僅僅停留在基礎物理知識的傳遞,更重要的是注重學生能力、思維、意識方面的培養,這是傳統物理課堂教學做不到的。在這樣的教育背景下,PBL教學模式應運而生。因此,作為一名高中物理教師要緊跟當前教育領域的改革步伐,主動應用該模式,引領學生積極參與物理課堂,最終達到促進學生獲得全面物理成長的目的。

一、 PBL教學模式在高中物理教學中的應用價值

(一)有利于激發學生物理學習興趣

眾所周知,高中物理課程相對復雜、邏輯性很強,導致部分學生難以產生較強的物理學習興趣。缺少物理興趣的加持,學生很有可能會產生負面情緒,這也是他們學不好這門課程的重要因素。而PBL教學模式則要求教師以學生作為物理教學主體,關注學生本身的物理學習需求。故而,教師會嘗試營造各種豐富的教學情景,給學生呈現出生機勃勃、活力滿滿的物理課堂,容易觸及學生的興趣點。同時,還能大幅度降低物理知識的學習難度,學生物理學習興趣也就能得到快速激發。

(二)有利于鍛煉學生物理思考能力

傳統的物理教學通常都是直接將物理知識展現在學生的眼前,要求學生生硬接受,學生很難形成深刻理解,更別說靈活運用了。而通過分析和解讀PBL教學模式,發現該模式的應用基礎就是物理問題,即基于物理問題的物理教學。那么,在該模式下,教師需引領學生主動思考和分析物理問題。在這一過程中,學生的物理思考能力自然將會得到較好的鍛煉,既能進一步加深學生對物理知識的把握程度,又能推動學生物理思考能力的逐步提升。

二、 PBL教學模式在高中物理教學中的應用原則

第一,問題驅動。在PBL教學模式中,問題是整個教學過程中的重要載體,學生在學習過程中需要圍繞問題進行思考與探究。因此,教師運用PBL教學模式組織高中物理教學時應遵循問題驅動原則,將問題貫穿教學設計的始終。在問題的引領下,可以為學生的探究過程提供一定的支架,使學生在問題的分析與解決中實現物理知識的建構,這對學生學習質量的提高無疑具有積極影響。

第二,學生主體。在PBL教學模式下的高中物理課程中,學生是整個教學過程的中心,而教師則是教學活動的組織者。因此,教師在PBL教學模式的應用中要遵循學生主體原則。一方面,教師要了解和尊重學生的學習需要,明確學生的發展潛能,準確把握學生的“最近發展區”,從而使教學內容更加適合學生;另一方面,教師在教學中要為學生創造相對自由與寬松的學習環境,使學生能夠結合自己的想法進行深入的探究以及表達。利用這種方法,能夠發揮出學生的能動性,挖掘學生的學習潛能。

第三,合作探究。運用PBL教學模式組織教學活動的目的之一是幫助學生取得事半功倍的學習效果。為了促進這一目標的落實,教師應遵循合作探究原則,鼓勵學生以團隊合作的形式進行新知識的探究。在這一原則的指導下,可以使學生的不同觀點得到碰撞,從而促進學生的思維發散。

第四,情境建構。顧名思義,情境建構原則是指PBL教學模式的開展要依托真實的情境。尤其是在物理課程中,真實的情境不但可以促進學生對所學知識的理解,而且有利于拉近課程內容與學生之間的距離,激發學生的積極性。因此,在PBL模式指導下的高中物理教學中,教師要有意識地結合課程內容進行情境創設,從而為教學活動的順利進行奠定基礎。

三、 PBL教學模式在高中物理教學中的應用途徑

(一)明確教學目標

無論利用任何方法組織教學活動,為了真正體現出學科教學的價值,幫助學生順利參與后續學習活動中,需要以清晰的目標作為引領。因此,在PBL教學模式指導下的高中物理教學中,教師首先需要結合課程內容設置相應的教學目標,以此來突出課程實施的重點,從而為后續教學活動的開展指明方向。

比如,在學習“向心力”這一節物理內容時,為了運用PBL教學模式培養學生的綜合物理素養,教師可以著眼于以下幾個角度設置教學目標:第一,物理觀念目標:引導學生對向心力的概念形成初步的認識,使學生明確向心力的來源,并幫助學生對向心力的表達式進行探究。第二,科學思維目標:引導學生依托問題情境進行向心力概念的建構,并在這一過程中促進學生分析以及推理能力的發展。第三,科學探究目標:引導學生利用實驗方法進行向心力大小的探究,在實驗中使學生對控制變量法有更加準確的掌握,并培養學生動手操作、物理現象觀察、數據分析、歸納總結等能力。第四,科學態度目標:引導學生在探究中感受物理知識的樂趣,并逐步使學生的物理學習態度更加科學嚴謹。這樣的目標能夠突出課程重點,從而使PBL教學模式的應用更加有的放矢。

(二)創設問題情景

應用PBL教學模式的關鍵在于物理問題的設計,換言之,物理問題情景的創設十分重要。因此,高中物理教師需注重物理問題情景的合理創設,以此推進PBL教學模式的順利開展。根據具體的物理知識,并考慮學生的物理基礎,圍繞學生最近發展區設計物理問題,以啟發學生逐步完成物理知識的內化。需要注意的是,教師務必把控好物理問題的難易程度,決不能超出學生本身的能力范圍,否則學生將無法展開,更別說主動解決了,不利于學生的物理進步。

比如,在學習“質點 參考系”這一節物理內容時,教師可結合學生已有經驗,直接創設物理問題情景:“同學們,在你們的身邊,經常會看到什么樣子的運動呢?”由此引發學生的思考。有的學生說能看到汽車行駛,有的學生說看到動物奔跑等。接下來,教師可繼續追問:“那你們知道該如何描述這些運動嗎?在運動過程中,該物體各個部分的運動狀態是否相同呢?”在該問題的引導下,學生將會陷入物理思考中,并逐漸朝著本節物理內容展開探究。最后,再以這些物理問題為基礎,向學生講解本節物理內容。通過創設物理問題情景,啟發學生逐步接觸和內化物理知識,學生也將能獲得相應的物理進步。

(三)組織物理實驗

物理實驗,是整個物理教學體系的重要組成部分,也是幫助學生深刻掌握物理知識的直接途徑,更是應用PBL教學模式的關鍵。因此,高中物理教師需適當組織物理實驗,以推進PBL教學模式的順利開展。一方面,教師可在講臺上示范操作,要求學生仔細觀察解決相應的物理問題;另一方面,可讓學生自主操作實驗,給學生提供足夠的空間,讓學生自主尋找物理問題的答案。

比如,在學習“實驗:探究小車速度隨時間變化的規律”這一節物理內容時,要想加深學生對加速度概念的理解,物理實驗的組織是必不可少的。第一步,提前準備好需要用到的物理實驗材料,包括小車、紙帶、打點計時器等。第二步,向學生講解本次物理實驗的原理及步驟,明確學生的物理實驗方向,并提出以下問題:打點計時器可以直接測量什么物理量?為什么部分紙帶沒有點,且點出現時間距很大?處理數據的方法是什么?接下來,再讓學生一邊操作該實驗,一邊思索這些物理問題。在這一過程中,不僅能鍛煉和發展學生的物理實驗技能,而且還能強化學生對本次物理實驗的理解,對學生的物理成長有著很大的幫助作用。

(四)開展小組合作

在以往的物理課堂上,學生普遍處于被動接受的學習位置上,學生并沒有融入物理課堂上,很難快速掌握物理知識。而小組合作則可以給學生提供思考、探究的空間。因此,高中物理教師可靈活組織小組合作,以推進PBL教學模式的順利開展,在合理分組的基礎之上,再給出適合小組探究的物理任務,鼓勵小組內相互討論、共同探究。這不僅能鍛煉和發展學生的物理探究能力和合作意識,而且還能進一步強化學生對物理知識的認知,對學生的物理成長十分重要。

比如,在學習“力的合成與分解”這一節物理內容時,為了最大化PBL教學模式在本節物理課堂上的應用效果,教師可嘗試采用小組合作的形式,讓學生在相互交流中完成物理問題的解決。第一步,合理分組:教師需從整體的角度上審視學生,依據互補原則,將能力不同、基礎不同的學生分到一個小組中,使小組之間能實現合作互贏。第二步,給出物理問題:什么是平行四邊形運算法則?它的特點是什么?什么是合力?什么是分力?等效替代法是什么?接下來,再讓小組共同探究和分析這些物理問題。在合作過程中,每一個學生都毫無保留地提出自己的看法,學生的物理思維發生碰撞,最終得到正確的答案。最后,教師可帶領全體學生一起總結,使學生能形成全面的物理理解。

(五)引入信息技術

如今,隨著我國科學技術的不斷發展,信息技術憑借自身的多重優勢在各個課堂上取得了顯著的效果。既能豐富物理課堂內容,又能給學生帶來不一樣的學習體驗。因此,高中物理教師可合理引入這一輔助手段,以推進PBL教學模式的順利開展。基于該手段,教師可向學生直觀顯示與物理知識相關圖片、視頻等內容,給學生打造豐富、有趣的物理課堂。這時,教師只需圍繞這些豐富內容進行提問,既能進一步拓寬學生的物理視野,又能提升學生探索物理知識的興趣。

比如,在學習“曲線運動”這一節物理內容時,教師可及時引入信息技術手段,抓住學生注意力,使學生能主動參與物理問題的解決,這是提升PBL教學模式的關鍵。第一步,利用信息技術,展示田徑比賽中運動員投擲標槍、鉛球的視頻。這時候,一邊播放視頻,一邊提問:“同學們,仔細看視頻,標槍和鉛球是怎么運動的呢?它們的運動軌跡會是怎樣的呢?”由此帶領學生初步接觸和認識曲線運動。與此同時,教師還可播放其他含有曲線運動的視頻,像炮彈發射等,為后續曲線運動的學習打好基礎。第二步,再以這些視頻為基礎,繼續追問:“仔細看,這些視頻是否存在什么共同點呢?”之后,再結合視頻內容,帶領學生總結曲線運動的概念。與直接講解概念相比,這種方式更加容易被學生接受,學生的學習效率明顯提高。

(六)設計趣味活動

高中階段的學生需要面臨多學科的壓力,容易產生厭倦感。再加上,物理課程比較難學,學生更不愿意主動參與。這時候,學生物理興趣的激發顯得十分關鍵。實際上,學生往往對趣味的游戲活動有著極高的興趣,因此,高中物理教師不妨靈活設計趣味游戲活動,以推進PBL教學模式的順利開展。那么,教師需要考慮具體的物理知識,并選擇學生喜聞樂見的游戲活動,將兩者進行有效融合,鼓勵學生積極參與。如此一來,學生可以在享受游戲趣味的過程中完成物理知識的升華。

比如,在學習“圓周運動”這一節物理內容時,為了提升學生的積極性,實現PBL教學模式,教師可設計“物理知識大比拼”的趣味游戲活動:圍繞本節物理內容設計從簡單到復雜的物理問題,學生則需舉手搶答,看哪一位學生回答得又快又準確。對于學生來說,本次活動的趣味性較強,所以不需教師過多強調,學生自然參與舉手搶答中。那么,教師可從圓周運動的概念開始提問。在這一過程中,學生都在絞盡腦汁地思考和解決圓周運動問題,不僅能提升物理課堂對學生的吸引力,而且還能幫助學生加深理解。

(七)采用分層教學

無論是物理基礎,還是學習能力,每一個學生都存在一定的差異。倘若教師給出統一化的物理問題,那么可能會出現這樣的情形:有的學生認為簡單,有的學生認為復雜,學生之間的物理差異將會變得越來越大,難以實現整體的物理進步。因此,高中物理教師有必要采用分層教學,以推進PBL教學模式的順利開展。這也就要求教師須切實把握每一個學生的物理基礎,并合理劃分層次。針對不同層次的學生,給出不同的物理問題,使全體學生都能受到物理啟發,促進學生獲得不同程度上的物理進步。

比如,在學習“萬有引力定律”這一節物理內容的時候,教師可提出不同層次的物理問題。針對物理基礎薄弱的學生,則可以從復習開始提問:“行星為什么會繞著太陽運動呢?”由此帶領學生復習之前的相關物理知識,為后續的物理學習奠定基礎。針對物理基礎較好的學生,則可以適當增加挑戰性:“那么,試想衛星與地球之間的力是否存在什么關系呢?”通過分層提問學生,全體學生都有機會參與,才能真正發揮出PBL教學模式促進學生物理成長的作用。

(八)促進知識應用

PBL模式的應用要依托真實的情境,基于這一要求,教師引導學生學習課內基礎知識的過程中,可以引入一些生活元素,組織學生利用所學知識對生活化問題加以解決。這樣不但可以使學生在知識應用中實現知識的內化,而且有利于進一步激發學生對物理知識的學習熱情,從而幫助學生提高學習質量。

比如,在學習“閉合電路的歐姆定律”這一節物理內容時,引導學生通過課內的問題探究掌握基礎知識,教師可以設計這樣一個任務:夏季來臨,用電高峰期也隨之到來。每到這個季節,一些家庭的燈泡有時候會變暗,能否利用閉合電路的歐姆定律的相關知識對這一現象進行解釋。這是一個與現實生活密切聯系的問題,學生在解決這類問題的過程中,不但可以深化課內所學知識,而且能夠進一步認識到電學知識在生活中的應用價值,強化學生節約用電的意識。相對常規的物理問題,生活化問題的解決更有利于幫助學生實現學習質量的提高。

四、 結論

綜上所述,PBL教學模式對學生思維的鍛煉、能力的培養、效率的提升均有著不容忽視的重要作用。因此,高中物理教師需及時轉變自身的物理教育觀,針對該教學模式進行解析,在把握其內涵的基礎之上,結合學生的物理基礎,積極嘗試從多個方面進行應用,快速調動學生內在的物理學習動力,使學生能釋放出更多的物理學習能量,最終促進學生在該教學模式的輔助下而獲得明顯的語文進步。