PBL教學模式激活高中物理單元教學的實踐分析

【摘要】單元教學是高中物理教師所重點探索的新型教學方法之一.正處于探索期的高中物理單元教學仍然存在諸多不足之處.PBL教學模式是一種以問題為導向，以項目研究為基礎，學生自主構建個性化認知體系的教學方式.PBL教學模式在高中物理單元教學中的應用，能同時發揮兩種教學方式的優勢，助力單元教學育人效果的提升.本文分析高中物理單元教學的現存問題，具體闡述PBL教學模式應用于高中物理單元教學的意義及策略，旨在為相關研究提供借鑒經驗.

【關鍵詞】PBL教學模式；高中物理；單元教學

新高考、新課標、新教材的推行為高中物理教學帶來了巨大的改革.教師需依據學科特點，立足學生核心素養的發展，探究以學生為主體的教學方式，深化單元教學.這種教學形勢下，PBL教學模式備受物理教師的青睞.受傳統教學模式的影響，高中物理教師對單元教學方法的運用仍有諸多不足之處.PBL教學模式則成為完善單元教學效果的重要途徑.教師應本著育人教育理念深入探究PBL教學模式的科學應用，為學生提供優質的單元學習平臺，鼓勵學生主動發現、分析及解決物理問題，以親身實踐的方式獲取新的物理認知.教師應借助PBL教學模式改進單元教學，構建高質量的物理課堂教學模式.

1 高中物理單元教學現存問題分析

“三新”改革中，高中物理教師應將學生自身的發展放在教學首位，致力于為學生提供自主性、創新性研究學習的單元學習環境.然而，受傳統教學理念的影響，高中物理單元教學存在很大的提升空間.一方面，高中物理單元知識體系有待完善.教師大多以教材為主，通過整合與重組單元內容，構建以教材和考試大綱為準的知識體系.教師忽略了學生的個性化學習需求，單元知識體系的構建未能充分考慮學生的實際情況.從“三新”賦予物理單元教學育人重任的視角分析，單元知識體系不夠完善.另一方面，教學方法偏于傳統單一.物理單元教學主要以知識講授為主，學生以聆聽和做題的方式內化新知識，鞏固聯系課堂所學.單元教學每個課時幾乎都是同一教學方法的復刻［1］.傳統單一的教學方法使學生的單元學習大多停留在內化學科理論的層面，這種學習方式下學生的思維能力、學習能力、情感價值及解決問題的能力得不到充分的發展.物理單元教學難以觸及育人的教學深度.

2 PBL教學模式應用于高中物理單元教學的意義

2.1 完善單元知識體系

PBL教學模式在高中物理單元教學中的應用能完善單元知識體系.PBL教學模式中學生是單元教學的主體，教師則扮演主導者角色.教師主要從學生的實際情況出發進行單元教學設計.單元內容體系的構建中，教師需先對學生展開全面性的調查，具體了解學生的認知現狀與個性化學習需求，結合單元主題構建打破教材限制的物理知識體系.在PBL教學模式的應用中，學生需圍繞問題搜集與之相關的資料，整合、篩選有用的素材，作為解決物理問題的知識依據，而這種依據便可納入學生個性化的物理認知體系.在教師的精心設計與學生的主動探究下，物理單元教學形成了兼顧共性與個性的知識體系.

2.2 推進單元深度教學

PBL教學模式在高中物理單元教學中的應用，構建了以理論與實踐相結合的教學模式，推進了物理單元的深度教學.PBL教學模式的應用則從現實生活出發，精選了契合學生認知特點的研究問題，引導學生以親身體驗的方式深度挖掘物理的本質與規律，深度探究運用物理知識解決現實問題的方法，提升了學生對物理知識的創新應用能力.PBL教學中，學生需對課堂問題展開多角度的思考，根據個人及小組的合作分析，以溝通討論、物理實驗、實踐操作等多種學習方式研究解決問題的方法.PBL教學模式與單元教學的融合給學生提供了發揮個人主觀能動性的空間，能借助解決問題的教學方式引導學生進行深度學習［2］.

2.3 提升學生的核心素養

核心素養是高中物理單元教學的主要目標.PBL教學模式的應用能促進素養型教學目標的達成.PBL教學模式下，學生需要對物理概念與規律有初步的理解認識，為解決物理問題做好知識儲備，在概念、原理及規律的理解中學生能形成良好的物理觀念.在分析及解決問題的過程中，學生需結合現有知識儲備，從物理視角具體研究思考問題，摸索解決問題的方法，理性解決物理問題，實現科學思維和科學探究素養的發展.在親歷解決物理問題的過程中，學生能以科學態度看待客觀事物，正確處理人與社會環境的關系，形成責任意識，培養科學態度與責任素養.

3 PBL教學模式激活高中物理單元教學的具體策略

3.1 創設課堂情境，導入物理問題

PBL教學模式下的物理單元教學需要以濃厚的學習興趣為前提，使學生在興趣的驅動下主動且持續地投入到物理問題的探究中.生動的課堂情境能為學生營造良好的學習氛圍，激發學生對課堂問題的探究欲.因此，課堂情境是PBL教學模式必不可少的組成部分.在PBL教學模式下的單元教學中，教師應構建物理單元知識與生活實際之間的聯系，創設生動的課堂情境，導入復雜的物理問題，以學生感興趣的視角切入單元學習，達到課堂激趣的目的.

例如 以魯科版高一物理必修一第3章“相互作用”為例，在開始環節，教師可利用多媒體播放現實生活中較為常見的受力現象相關視頻，如起重機解決建筑領域高空重物的輸送問題，奧運會蹦床項目中體重相近的運動員跳出了不同的高度，冰雪天氣行人車輛因打滑出現事故，等等.視頻觀看過程中，教師可引出以下探究問題：

（1）請利用重力概念及規律具體解釋起重機的工作原理；

（2）探究蹦床項目的動作技能，利用所學彈力知識解釋主要動作技能的科學性；

（3）從物理視角，探究有效避免雨雪天氣行人及車輛打滑的方法.

物理教師從貼近學生現實生活的角度出發，將生活問題融入生動的課堂情境中，使學生能對常見的物理現象產生深刻的思考，從而激發其對單元內容的學習興趣.

3.2 搜集學習資料，制定解決方案

在高中物理單元教學中，教師應改變以講授為主的教學方式，為學生提供主動獲取新知、探究單元知識應用的機會.在PBL教學模式的實踐中，教師需轉變課堂角色，使學生變被動為主動，引導學生圍繞物理問題全面搜集相關資料，多角度了解問題的產生原因與特性，對問題形成獨特的見解.在深入了解物理問題的基礎上，學生應綜合物理單元所學內容，拓展破解問題的思路，制定切實可行的解決方案，為順利解決物理問題做好準備工作［3］.

例如 以魯科版高一物理必修一第4章“力與平衡”為例，斗拱結構是賦予建筑物抗震功效的古代建筑技能之一.它以互鎖拱的方式將重量轉移到垂直柱上，減輕了水平梁的壓力.在該單元學習中，教師可組織學生運用力學知識解釋斗拱的結構設計原理.圍繞這一問題，學生需大量搜集關于斗拱的相關資料，具體了解斗拱在古代建筑中的具體位置、斗拱的互鎖方式、斗拱中力的分解與合成等等.通過搜集資料，學生能具體了解這種建筑技能，然后利用該單元所學的力學知識探究斗拱的設計原理.綜合以上準備，學生在整理現有資料的基礎上可制定出詳細的問題解決方案，為有序解決物理問題提供合理依據.

3.3 指導分工協作，有效解決問題

PBL教學模式既給學生提供了自主探究單元知識的空間，又給學生創造了交流合作的機會，使學生在分工協作中攻克學習難關，深度學習物理知識.解決問題的過程中，學生應按照提前制定好的方案獨立嘗試解決問題，以物理理論研究、深度思考分析、科學實踐應用等方式完成相關學習任務，逐步提升自身自主解決問題的能力.在合作交流中，學生可針對物理問題提出各自的見解，進行思維碰撞，擦出智慧火花，進一步完善問題解決方法，提升單元教學效果.

例如 以魯科版高一物理必修二第1章“功和機械能”為例，教師可在單元教學中引入該問題“你能運用本單元所學知識解釋水力發電的原理嗎？請構建水力發電機模型，結合所建模型具體陳述該原理”.在問題研究過程中，教師首先指導各小組成員以分工方式各自構建水力發電機模型.學生在深度理解勢能、機械能概念及機械能守恒定律的基礎上解釋水力發電的原理，將抽象的物理理論進行具象化處理，以獨立實踐操作的方式構建模型.分工學習結束后，小組成員需以協作方式共同解決模型構建中所產生的個性化問題，以合作學習完善水力發電模型的構建，提升學生對物理單元知識的應用能力.

3.4 展示學習成果，深度交流互動

PBL教學模式為學生提供了展示單元學習成果的空間，鼓勵學生在成果展示中融入更多創意，加強對物理單元內容的創新實踐.當學生完成對物理問題的研究應用后，教師要為學生提供展現學習成果的機會，組織學生具體展示自己的思路、學習成果、學習心得等等，呈現整個單元學習過程的縮影.在成果展示過程中，教師應組織學生互相“找茬”，對每位展示成員的學習成果進行犀利的評價，指出其中的不足，引發更為激烈的交流探討.這樣學生才能深層次觸及單元內容的本質，以深度交流互動推進單元學習［5］.

例如 以魯科版高一物理必修二第4章“萬有引力定律及航天”為例，教師可引入“神州十八號”載人飛船案例設置問題“‘神州十八號’在太空中的運行軌跡是怎樣的？它在不同軌跡中的運行速度有何變化，原因是什么？”問題分析結束后，教師可以安排各小組進行成果展示.如某學習小組運用虛擬技術模擬展示了“神舟十八號”載人飛船在太空中的運行狀態，并結合每個運行階段展示了其運行速度的計算方法，明確指出了運行速度的變化趨勢，綜合該單元所學內容，學生對其速度變化的原因進行了詳細的解釋.就該小組的成果展示，其他各小組成員可提出相關質疑，與展示組展開激烈的辯論，指正展示組的問題，使學生在深度交流互動中深化物理單元學習.

3.5 落實單元評價，提升教學效果

教學評價是高中物理單元教學的重要組成部分，也是PBL教學模式必不可少的環節.在PBL教學模式下的單元教學中，教師應對學生的學習過程開展多元化的教學評價，動態掌握學生的學習狀態，監督與檢測學生對物理問題的研究過程，及時糾正學生的偏差，避免造成不可挽回的錯誤.教師應結合課時內容特點選擇恰當的評價方式，落實科學合理的教學評價，強化學生解決問題的能力，提升單元教學效果.

例如 教師可借助數字化平臺監督檢測學生的單元學習過程.學生將階段性的學習成果展現在數字化平臺上如所研究的單元知識點、所搜集的相關材料、對問題的新的見解、問題解決計劃的調整等等.數字化平臺的監督檢測能幫助教師具體了解學生的單元學習進度及狀態，便于教師為學生提供個性化的教學指導.在小組合作環節，教師可組織學生以自評、互評的方式對組內成員的課堂參與積極性、是否提出了建設性的意見、物理基礎知識的掌握程度及其應用等等展開多元化的評價，為調整單元教學計劃提供有力的參考，促進單元教學效果的提升.

4 結語

總而言之，高中物理教師應將PBL教學模式作為物理單元教學改革的重點之一.教師應深度探究PBL教學模式的有效實施策略，培養學生對物理的探究興趣，鍛煉學生的科學思維能力，提升學生在分工協作中提升自身的核心素養.物理教師需結合課時內容的特點，從學生的認知規律出發，精心設計有價值的課堂問題，提升學生的思維能力，給予學生個性化的教學指導，輔助學生的自主探究，借助PBL教學模式推進物理課堂單元教學效果的提升.

【本文系泉州市教育科學“十四五”規劃（第二批）立項課題《基于PBL教學模式的高中物理單元教學設計與實踐研究》（課題立項號：QG1452-152）研究成果】

參考文獻：

［1］張永貴，郝艷玲，程肇丹.PBL教學模式在高中物理單元教學中的應用研究［J］.新智慧，2023（27）：10-12.

［2］張永貴，郝艷玲.PBL教學模式下的高中物理單元教學設計——以“安培力與洛倫茲力”單元教學為例［J］.數理天地（高中版），2023（12）：29-31.

［3］張永貴.基于PBL教學模式的高中物理單元教學設計與實踐研究［D］.貴陽：貴州師范大學，2023.

［4］錢歡.深度學習理念下高中物理項目式教學模式（PBL）實踐研究［D］.海口：海南師范大學，2023.

［5］胡瑕倩.物理教學中的PBL問題設計［D］.南京：南京師范大學，2021.