在核心素养视域下的PBL物理教学模式的探索

李东朝 林健

PBL物理教学模式以构建问题情境为教学关键，同时以学生为学习主体，着重强调教学问题的提出以及学生解题思路的引导，是当下高中物理教学课堂中一种十分有效的教学手段。本文以核心素养为主要方向，深入分析了PBL物理教学模式的作用、构成要素，而后总结出了能适用于大部分高中物理课堂的具体教学策略，望相关内容能够给予广大物理教师一定启示。

2017年版的《普通高中物理課程标准》中重点强调了培养高中生物理核心素养的重要性与积极价值，同时将物理学科的核心素养归纳为物理学科观念、科学态度、科学思维与责任、科学探究四方面。物理作为高中理科教育中至关重要的教学科目，将核心素养的培育策略融入实际的课堂教学中是当前高中物理教学乃至整个高中教育的重要转型方向。

PBL物理教学模式的主要教学目标为“引导学生掌握物理学课程所要求的基础理论知识与必备技能”，这一点与核心素养概念下的教学改革目标不谋而合。在此情况下，教师应加强对PBL物理教学模式的关注，全面落实PBL物理教学与核心素养的有效结合，帮助高中生积累更扎实的物理知识，获得更全面的进步与成长。

一、相关概念简述

（一）物理学科核心素养

所谓的高中物理学科核心素养，是指高中生在学习物理知识、完成物理实践的过程中逐渐养成的，既能满足学生个人终身发展需求，又包括社会发展需要的关键性能力与必备品格的综合性能力素养。可以将其分为物理观念、学科思维与责任、科学探究、科学态度这四大模块。核心素养是学生在学习物理知识过后树立的带有物理学科特质的精神品质，是学生逐年累月沉淀、积累下的内部精神品质与外在能力表现的综合表达。物理知识能广泛地应用于现代社会生活中的方方面面，因而物理知识教学对高中生而言并不应拘泥于提升成绩、强化理性思维等相对浅显、表象的层面上。核心素养概念的提出，不仅革新了学生的日常学习模式，同时也改变了教师的教学观念与授课方法。其要求教师可以设身处地地站在学生的角度去思考课前导入、教学情境、问题引导等环节的设计与实践，同时注重对学生学习积极性与兴趣的激发，引导学生做到将物理知识“内化于心，外化于行”，帮助学生在物理学科的引导下发展为更独立且健全的个体。

（二）PBL物理教学模式

PBL教学模式的概念最早是由加拿大医学领域学者在工作中提出，其以“基于问题去学习”的观念出发，引导其学生在入学之初便面对真正的病人与真实的病例，使其能在解决实际问题的过程中加强对医学知识的理解与实践。PBL教学概念于20世纪90年代才逐渐延伸至教育之中，发展至今已经成为当下教育界所重点关心的教学理论学说之一。PBL物理教学模式重点强调了教师在授课过程中应合理运用物理学知识以及学生的实际需求去共同创设出相应的教学问题与问题情境，从而引导学生在解决真实物理问题的过程中进一步深化对物理知识的理解与记忆。并且相较于传统概念中“问题教学”重成绩、轻能力的教学目标而言，PBL物理教学模式更加强调于对学生团队协作、理解能力、逻辑思维等各方面物理素养与能力的提升。PBL物理教学模式下的物理教学活动内容应源于生活、用于生活，教师所教以及学生所学都应该基于社会的需求与发展，帮助不同能力的学生在该教学模式皆获得独属于其自身的进步与发展。

二、基于核心素养视域下高中物理课程PBL学核心要素

（一）重视教学目标的构建

在开展实际的物理教学之前需要教师能加强对其教学目标以及学生学习目标的认知，才能依照目标去践行PBL物理教学模式，帮助学生获得更具体的进步。由此，要求教师能充分了解每一名学生学习物理知识的“最近发展区”，以此为基础去设计并践行其教学子目标直至达成教学总目标。所谓的“最近发展区”也就是指学生学习潜力与现有水平之间的差距。教师依照不同学生的“最近发展区”以及PBL物理教学模式的观念去设计出切实有效的教学问题，能引导学生循序渐进地加强对知识点的理解，具有一定的实践价值。同时，教师应该将物理学科中知识跨越较大、难度较高的知识点细分为相互关联的支线知识问题，引导学生在解决问题的过程中逐步完善其自身的物理知识架构，充分激发学生对物理知识的好奇心与探索欲。例如，教师在讲解“作用力与反作用力”这一部分的知识前，就可以将“简述生活中常见作用力与反作用力”“通过简单的动作阐释作用力与反作用力”等问题设置为本节课的教学目标。而后引导学生在目标的驱使下带着问题对标量、矢量、力的合成与分解等支线知识点进行分析，最终全面性地提升高中物理课堂的教学效率。但需要注意的是，教师在为学生规划学习目标时要充分把握目标的难度，既要保障目标具有一定的挑战性，同时也要考虑到每一个学生的实际学习能力，进而保障目标的可实现性。要避免目标过于简单无法激发学生学习积极性，抑或是目标过于困难无法维护学生学习信息等不良情况的发生。

（二）以核心素养为中心设计教学问题与评价

教学问题评价是高中物理课堂中必不可少的组成部分之一，同时也是教师鼓励学生能力进步的最重要的教学手段之一。但有部分教师在实际授课的过程中只能依照学生的学习成绩、听课状态等进行较为浅显、表面化的评价。忽略了对学生学习需求与个人能力的关注，不仅无法充分发挥教学评价的真实价值与作用，同时也无法有效促进学生学习积极性与学习自信心的提升。由此，就需要教师充分结合PBL物理教学模式的真正内涵以及学生的实际学习需求进一步优化物理课堂中的问题设计与评价体系。在物理课堂中，教师通常会引导学生通过口述、默写物理计算公式的方式检验其学习成果，此举会带给学生一定的学习压力，并不具备良好的实际价值，同时针对这一教学检验环节的评价往往也只有“正确”与“错误”两方面内容。教师不会对部分记忆困难的学生进行正确指导，而学生也无法在教师的评价中获得学习的满足感。由此，教师就可以充分结合PBL物理教学模式的概念以及核心素养内涵去优化课堂问题的提出与评价。例如，教师想要检验学生对“功的一般计算公式”的记忆程度时，可以暂且抛却传统模式中的检验方式，而是依照不同学生的学习能力来进行有区别的问题设计。针对学习能力差的学生时，教师就要注意引导，可以通过问题“结合功的计算公式，当[cosα=0]，[W=0]时，力与位移的夹角应当是多少度？”帮助其对功的计算公式及相关知识点进行回忆。而面对学习能力较强的学生时，可以通过问题“[W=FScosα]这一公式中能提炼出什么物理知识？”促进其深入思考与探究。同时教师也应该避免过度单一化、差异化的评价内容出现，既要保障其评价内容能有效激发学生的学习自信心，同时也要保证其评价内容能对学生的不足之处进行总结与反馈。

三、核心素养视域下的PBL物理教学策略

（一）采用问题引导，梳理学生思绪

在实际的学习过程中，受到学生实际能力与学习基础的限制，使其难免对部分知识产生迷茫、困惑的心理，这是一种十分常见的现象。一方面，针对这种现象时，部分教师并不会针对学生的实际情况进行思绪引导与梳理，反而是采用平铺直叙的讲解方式将知识点告知于学生，不仅无法帮助学生对相关知识产生更深入的理解，甚至可能使学生对教师乃至物理课堂丧失信心，弊大于利。另一方面，部分教师针对学习止步不前的学生时，并不会对其学习问题进行研究与分析，反而是基于教师主管的意识与想法，将其成绩无法进步的原因归咎于学生态度不佳、学生意识不强等方面，从而在忽视、恶意批评等举措下，使学生的学习积极性断崖式下降。由此，就需要教师能充分把握不同学生学习中的不足，从而利用有效的问题引导，使其在不断地反思与探究中重新对知识产生新的理解与认知。以鲁教版高中物理必修二中的“竖直下抛运动”为例，针对这一章节知识的学习，部分学生会难以理解竖直向下抛运动是匀加速直线运动这一概念。由此，教师就可以通过问题“请同学站立，竖直抛下你手中的书本，请问书本的下落过程中的速度大小与方向是否发生变化？那么该运动是否属于匀加速直线运动？”再如，部分学生难以有效记忆竖直向下抛运动的公式“[vt=v0+gt];[s=v0t+12gt2]”面对此，教师可以通过问题“请同学试想下，我们把手中物体竖直下抛后，该物体会受到哪几个力的影响，其速度又会发生怎样的变化？”来引导学生自行探索公式构成，从而达到有效记忆。此举不仅能有效提升学生的学习效率与探索欲望，还能在一定程度上提升学生的思考能力，养成其勤于思考的习惯与意识，帮助其能利用物理知识以及物理课上所得去解决生活实际问题，助力于其物理核心素养的提升。

（二）构建生活情境，注重“学以致用”

生活元素永远是高中生最熟悉同时也最感兴趣的元素之一，将生活元素与PBL物理教学模式相结合的优势主要有以下两点：一方面，物理知识具有一定的抽象性与复杂性，极易引发学生的反感与困惑。而生活元素能极大程度地消减学生眼中物理知识的陌生感与距离感，以直观化物理知识的方式来帮助学生更好地学习与理解相关的知识内容;另一方面，生活元素能增强物理知识的“实用性”，换言之则是结合了生活元素的PBL物理教学，可以帮助学生利用物理课堂知识去有效解决生活中的问题，从而给予学生学习物理知识的满足感与成就感，进而使其能不间断地提升对物理知识的好感与兴趣。由此，就需要教师在践行PBL物理教学模式的过程中，在课堂中充分引入生活元素，构建生活情境。例如，在学习鲁教版高中物理必修三种“电路”一节时，教师可以以“智能防盜锁”为生活情境中心，以问题“同学们是否能根据以往所学知识自己设计一款防盗锁？简单画出它的电路图并阐述原理。”为方向，引导学生在实践中反复思考、提炼其所学知识内容，使其充分感知到物理知识的实用性，帮助其在不断探索的过程中养成科学论证的核心素养。

（三）小组合作探究，强调“集体进步”

传统概念下的教师授课方式具有一定的偏向性，这部分教师往往只会关注于成绩最上游以及最底端的学生，从而忽略了对处于中间位置学生的教育与引导，有失偏颇。教师在践行PBL物理教学模式的过程中，应具备一定的全局性教学观念，并且时刻秉持“以生为本”的教学观念，利用一定的问题引导与小组合作探究活动，全面促进每一名学生的进步与成长。以鲁教版高中物理必修二中的“机械功的原理”为例，教师在课堂的导入环节，便可以提出问题“使用机械真的能够省功吗？”，同时引导学生通过小组合作，共同探讨、交流后得出结论，并且通过实践的方式，验证其结论的准确性。教师可以选择引导学生亲手制作“滑轮组”“杠杆机械”等亲身达成此目的。学生亲自参与到问题的提出、论证与试验的全过程中，一方面能有效加强其对相关知识的理解与记忆，另一方面能促进其交流、沟通、合作等综合素养的提升。

（四）利用角色转换，引导换位思考

在落实PBL物理教学模式、解决问题、汇报结果的过程中，教师可以采用角色互换的方式来有效提升教学的实效性。例如，教师可以引导学习能力较差的学生通过扮演教师的方式来为其余学生讲解相关物理知识点，引导其在备课、讲解、提问的过程中对相关知识产生更深刻的理解。以鲁教版高中物理必修二中的“机械功的原理”为例，在讲解这一章节重点时，教师就可以开展一定教学活动，引导高中生来充当“物理老师”，为其余学生讲解这部分知识的难点与重点。此举能有效提升该学生的学习积极性与学习自信心，并且对其表达能力、责任意识等皆有一定的积极影响。同时，教师也可以在授课过程中扮演学生的角色，利用向“老师”提出问题的方式对学生主观引导。在提升学生主观能动性的同时督促其反复预习知识，促进其换位思考，充分体会不同角色背后的责任与使命，有效转换学生看待问题的角度与学习态度，促进其学习素养的提升，帮助其能在未来的人生中时刻秉持物理学科精神不断奋进。

四、结语

总而言之，传统的授课方式存在一定的滞后性，已经落后于当下高中生的实际学习与发展需求，由此就需要当下的物理教师能利用更权威、科学、先进的PBL物理教学模式，同时结合物理学科核心素养培育理念中的内容，对高中物理课堂进行改革。PBL教学模式与核心素养理念的相结合，能有效转换教师的授课重点，在关注“教”的同时紧抓学生的“学”，利用切实有效的问题引导与教学活动促进学生核心素养的养成，构建教与学和谐统一的物理课堂。在具体的授课过程中，教师应充分把握物理教学内容中的重点与授课节奏，做到详略得当，速度适中，循序渐进地促进学生思维与素养的双重发展与进步。

注：本文为福建省教育科学“十四五”规划2021年度课题“在核心素养视域下的PBL物理教学模式的探索研究”（课题编号：FJJKZX21—282）。

（宋行军）