PBL 教学模式在初中物理教学中的应用研究

黄 静

(兰州市第十六中学,甘肃 兰州 730030)

物理教学要以问题为导向,让学生在真实的问题情境中探索与分析问题,获得解决问题的科学思维和实践能力。在“问题” “能力” 等关键词的引领下,PBL 教学模式开始应用在初中物理课堂上,尝试着为学生素能的提升提供支持。初中教师运用PBL 教学模式,则更多一层含义,即促进教师的专业成长,让初中物理教学获得持续性的保障。因此,PBL 模式与初中物理教学的对接,是客观需要也是必然之势。

一、PBL 教学模式概述

(一) PBL 教学模式的概念

PBL (Problem-Based-Learning) 是在医学界诞生的概念,其源于医学院的一个调研结果: 实习生在解决病人的问题时,对知识的掌握程度是最深刻的。这启发了医学院改变教学模式,让学生多频接触实际的医学问题,再在教师的指导下以小组合作学习的方式解决问题,以此使学生获得知识与经验,培育责任与专业的态度。经过几十年的发展,该模式在越来越多的领域广泛运用,其概念也越来越具象: 学生在围绕问题组建的情境中,利用已有的知识经验自主、合作地解决问题,并获得新的知识,积累更多的经验的教学模式。

(二) PBL 教学模式的特点

PBL 教学模式的第一个特点是精准性。结构不良、具有一定的挑战性、涉及的知识比较综合的问题,才可以使用PBL 教学模式。学生需要尽可能多地运用自己的知识去经历“提出假设—检验假设—得出结论” 的过程,使自己的知识体系形成一种向外扩展、不断改进的状态,这无疑是对学生学习水平的循序式拔高。第二个特点是真实性。无论是需要解决的问题,还是学生运用的知识经验,都要和真实的生活相联系,让学生深刻感受到所学与所用之间存在的必然联系,有助于培养学生的责任感,满足他们的成就感,扩大运用该模式的外延意义。第三个特点是自主协作。因为学生居于问题的中心,需要依靠自己的能力去分析与解决问题,其意愿和思维是最重要的。但是因为涉及的问题综合性较强,每一个人都需要贡献自己在知识结构与能力上的力量,这就在自主之上形成了协作关系。学生之间分工明确,互相促进,让学生的智商、情商同时得到了锻炼。取长补短的学习又为学生树立了“身边的榜样”。这样综合的特性是与新课标的要求、人的发展规律相呼应的。

(三) PBL 在初中物理教学中的应用难点

首先,PBL 教学模式需要学生自主探究与解决问题,要比传统教学模式花费的时间更多。教师如何有效地安排课堂教学时间,成为一个重要的问题。所以,教师需要在备课阶段做好充分的准备。其次,PBL 教学模式是在具体的情境中应用的,需要教师有极为深厚的知识储备,他们同时扮演引导者、协作者、评价者等角色,无论是从认知的转变上还是行为的支持上,都存在较大的难度。最后,学生因为习惯于传统的“你讲我听” 的模式,缺乏自主学习的意愿,他们更愿意听到教师现成的讲解。一些学习成绩、学能水平一般的学生,甚至会对新的教学模式产生不安感,不良的情绪会影响PBL 教学模式的应用效果。

(四) PBL 在初中物理教学中的应用优势

初中生在面对物理学科时,往往表现出“畏难” “厌学” 的情绪,再加上正处于青春期的初中生,与他人主动交流的意愿本来就弱。引入PBL 教学模式后,学生不得不进入小组合作探究的状态,积极与他人进行沟通交流。这就在教师指导下又构建了一个生际互助的体系,对拓宽学生的视野、活跃学生的思维、加深对物理知识的理解都是有帮助的。学生一旦进入PLB 教学模式中,其参与度必然是倍增的。他们自主地阅读资料、搜集信息、小组讨论,课堂的气氛也随之变得活跃。愉悦的气氛让学生的精神状态得到了放松,其对待“问题” 的态度也随之发生了改变,面对问题时,思维会更加活跃,针对性提出问题、分析问题与解决问题的能力都会得到提高,使得整个学习过程进入良性循环的状态,推进了教学效能的增长。

二、PBL 教学模式在初中物理教学中的应用流程

(一) 明确内容,确立目标

PBL 教学模式并不适用于所有教学内容。能否运用于课堂教学之中,是由教学内容和学情两个因素共同决定的。教师需要先对照课程标准中对教学内容提出的具体要求,明确本节课需要学习哪些知识,使用何种方法,培养学生哪一部分的核心素养,以此具化目标。以“声音的产生与传播” 为例,这是人教版物理八年级上册的学习内容,教材中列举了许多生活实例,阐述声音产生与传播的概念,意在促进学生和知识产生亲近感,为PBL 教学模式的实施奠定了生活基础。初中生作为已经具备观察和动手实验能力的群体,对生活中的声音与教材中介绍的关于声音的内容,在认知上是存有一定的冲突的,这对建立问题、引发进一步的探究是一种帮助。基于这两个已经成熟的客观条件,可以运用PBL 教学模式制定如下教学目标: 1.物理观念: 通过观察和实验,认识声音产生与传播的条件;2.科学思维: 通过自主学习,认识声音传播的特点与影响因素;3.科学探究: 通过观察和实验,探究声音产生与传播的过程;4.科学态度: 通过师生、生生互动,激发学生的学习兴趣和对科学探究的欲望,乐于探索生活中的物理现象。这些目标不仅覆盖了教学内容,还与新课标进行了精准的对接。从这些目标的具体内容来看,已经覆盖了课标中规定的核心素养的内容,且内容极为细致,对如何培育也提出了明确的方法,学生在根据这些目标进行学习时,既比较容易引发讨论与思考,也容易达成教学目标。[1]

(二) 创设情境,提出问题

因为PBL 教学模式需要通过解决具体的问题实现对学生能力的培养,所以其选择的学习内容会自带结构的不完整性,教师通过创设尽可能与学生生活贴近的问题情境,串联起问题与学生的学习行为,将知识的学习引向深入。在人教版物理八年级上册第一单元第二节“运动的描述” 的学习中,教师为学生选择了牛耕地与农用拖拉机两组图片,帮助学生利用图片了解物体运动的状态,为机械运动概念的学习奠定基础。在“杠杆” 知识的学习中,教师设计了挑扁担和抽水机的学习场景,让学生在学习知识的同时了解物理学习的意义,加深学习体验。我们可以看到,情境的创设与问题的设计,都是基于学生的最近发展区进行的,它是辅助学生运用自己的经验形成知识体系的方法。好的情境设计还可以起到消除教学偏见,转化学困生的作用。仍以人教版物理八年级上册“声音的产生与传播” 为例,教师为学生设计的情境是观察动物的发声。这是一个综合了诸多生活知识与经验的场景,有助于调动各个学能层的学生兴趣。教师以学生的观察结果为契机肯定学生的发现,鼓励学生进一步的探究行为,可以增强学生的信心,也能让师生关系更加融洽。教师可以尝试着设计多元化的情境,让学生看到“外面的世界” 也是极为必要的。[2]如在学习“杠杆” 时,加入自动抽水机与自动节水机的图片与介绍,就可以很好地兼顾现实生活与知识延展的双重需要。

(三) 自主学习,合作交流

作为PBL 教学模式的核心环节,学生的特性和学能在这一环节得到了充分发挥。以解决问题为目标的学习会被拆分成若干个细小的模块,如学生需要设计实验去观察、拆分问题;围绕着问题需要做信息收集、信息分析与论证。教师在此期间发挥的作用逐渐转向了辅助性引导,让学生以主动分析的方式得出结论,其形成的印象才是最为深刻的。同时,学生的数据收集与处理能力、实验的动手能力、同伴之间的协作意识才会有所提升。特别指出的是,这个环节必须给学生留足时间。可以选择难度适中、知识体量小的内容。如果确有一些难度较大的知识点,需要采用PBL 教学模式,则需要通过前置预习、分解任务等方法让学生去逐步完成。尽量不要出现拖堂的情况,引起学生产生不满的情绪,反而不利于学习。以“光的反射” 的教学为例,通过前一节课“光沿直线传播” 的学习后,学生已经掌握了一些光的现象,也了解到可以通过实验对光进行探究。这时,教师需要设计一些核心问题,帮助学生完成自主合作学习。如选取学生最常运动的项目——乒乓球,让学生自主画出乒乓球从地面反弹起来的路线,以类比的方式对照光反射的知识点。接下来,以激光笔照射到平面镜上,光屏接收镜面发射的光斑改变入射光束照射到平面镜上的角度为例证,让学生小组讨论: 1.当入射光偏转时,反射光怎样偏转? 2.什么时候入射光与反射光重合? 3.当光斜射时,反射光与入射光是否在同一平面? 这时,学生进入到第一轮合作学习中,之前类比的方法可以被直接迁移到相关的实验中,获得法线、入射光线、反射光线、入射角、反射角等概念。在探究“光的反射规律” 时,考虑到这部分的内容较之概念的学习难度增大,教师可以提议学生使用实验的方法来完成。[3]同时把内容进一步细化成若干个问题,逐一解决。如: 实验需要采用什么测量工具?如何确定反射角与入射角? 反射光线、入射光线和法线在平面内的关系是怎样的……组内成员需要详细记录每一个实验环节与得出的结论,这不仅是为建构自己的知识体系服务,也是为接下来的交流与反思奠定基础。

(四) 交流汇报,总结反思

全班交流将学习成果的检验与讨论推向了更广大的范围,可以让生际与组际之间都更加明确自己的优势与不足,进而针对存在的问题进行方案的调整,最终全班一起选出一个最佳的方案去验证猜想与假设。考虑到整个过程还要锻炼学生的物理思维,组际之间可以采用讨论、互相提问等方式进行交流与汇报。如在“光的反射” 的全班交流中,教师先是提问学生运用了什么样的方法验证光的反射定律,再让小组以互相提问的方式总结光的反射定律。学生就会在层层复现中层层强化,最终锻炼了自己的思维。

(五) 总结反馈,激励评价

既然选择了PBL 教学模式,也就意味着学生的考试成绩不能再作为评价学习的唯一标准。教师需要全程关注学生的学习,从学生对学习方法的采用、对学习思维的训练等层面着手去观察学生的渐进性成长,然后为学生做出综合性的评价。更简单一点来说,所有的评价是对应着教学目标中的物理观念、科学思维、科学探究、科学态度进行的。教师秉持着鼓励的原则,对学生个体、学习小组分别做出评价,由此形成横纵相贯的知识体系。教师还可以用思维导图的形式为学生做评价。[4]这是一种创新型的评价方式,可以帮助教师更好地掌握学生在物理学习过程中的变化情况,了解他们在哪些方面还比较薄弱,需要加强,为接下来的教学设计提供依据。对学生而言,他们不仅可以得到关于自己的评价,还会看到一堂课中需要掌握的知识重点,使学习在最后一个环节还能再深入一层。更为难得的是,学生通过教师评价式的思维导图会看到一种归纳式学习的范例,这对学生采取更好的方式完成学习及培养能力是有启发作用的。

三、结束语

综上可见,PBL 教学模式在初中物理学科中的运用是优势与挑战并存的。目前,该模式在初中尚处于实验阶段,且诸多内容都需要结合初中生的实际情况进行验证。但可以确定的是,它满足了新课标对物理学科的培育要求,将其运用在初中物理教学中,必然会在核心素养的培育与提升上整体发挥作用。具体到教师,一方面需要在接下来的实践工作中,秉持着教学相长的意识进行教学,另一方面,要主动提高自己的专业素养,以应对学科教学改革的需要。