PBL教学模式在初中物理教学中的应用研究

沈 晴

(苏州市青云实验中学,江苏 苏州 215235)

根据《义务教育物理课程标准(2022年版)》的要求,科学探究式教学需要注重学生的探究能力和学习兴趣的培养.PBL教学模式通过问题驱动学生的学习,让学生逐步掌握自主探究和解决问题的能力.新课标指出现代教育科学课程要符合时代发展的“体现科学本质的综合性基础课程”,并强调科学课程的实践性.它不仅能够帮助学生保持好奇心,而且可让学生认识自然世界,理解科技、社会和环境之间的联系,培养学生科学素养和科学态度.同时,逐步树立正确的世界观、人生观和价值观,培养强烈的社会责任感等[1].

1 PBL教学模式的概念

1.1 理论基础

1.1.1建构主义学习理论

建构主义学习理论认为学生不是被动接受知识,而是根据自身的经验、知识、观点和思考能力来建构新知识.PBL教学模式通过引入开放性问题或情境,促使学生自我探究,主动构建知识结构,从而促进学生深入掌握知识.

1.1.2社会交往理论

社会交往理论指出,在社会交往中获得的经验和知识比独立学习所获得的更为深入、有力和丰富.PBL教学模式通过小组合作、讨论和分享,促进学生之间的互动和合作,培养学生交际能力和团队精神.

1.1.3情境学习理论

情境学习理论认为学习最好在实际情境中进行,通过真实的情境模拟,学生可以更好地理解和掌握知识.PBL教学模式通过问题或情境的引入,让学生在实际情境中追求解决方案,使学习变得更加生动,更具情感化,更贴近实际.

1.1.4反思学习理论

反思学习理论认为学习不仅仅是获取知识,还包括对知识的理性反思和评估.PBL教学模式鼓励学生在实践和探究中进行反思,帮助学生深入理解和掌握知识,同时促进学生自我认识和发展.

1.2 PBL教学模式的概念

PBL教学模式是一种以问题解决为中心的教学模式,全称为“基于问题的学习”(Problem Based Learning).它是现代教育领域中的一种新兴教学模式,其目的是培养学生独立思考、团队合作、主动学习的能力.PBL教学模式是通过引入问题来推动学生的学习和思考,让学生在解决问题的过程中去发现知识、掌握技能和培养能力.通常PBL教学模式通过以下步骤进行:首先,学生面对一些开放性的问题,例如如何判断一种新药是否有效、如何设计一个高效的节能车等,这些问题需要学生进行一系列研究、分析、实验、讨论等;其次,学生会自主地寻找解决问题的途径,并逐渐发现问题涉及到的知识点和技能;最后,学生通过提出解决方案的方式来解决问题[2].

在运用PBL教学模式过程中,教师会通过引导学生探究、分析和解决实际问题,从而让学生在积极探索中破除旧的学习观念,接触新的知识.这种教学方式不仅能让学生轻松进入学习状态,还能够激发学生的学习兴趣,提高学习效果.PBL教学模式的另一特点是自主性的学习过程.教师在教学过程中只是引导学生,不会对学生的学习过程施加任何限制或要求,让学生通过探究和实践,完成对知识的深入理解和掌握.PBL教学模式还注重团队合作和互动,每个学生在团队中扮演的角色不同,有的是负责问题的提出,有的是提供解决方案,有的则是做研究和整理相关知识[3].这种综合合作模式有利于学生掌握交际能力,培养团队精神,提高学生的合作意识和实践能力.

2 PBL教学模式在初中物理教学中的应用

2.1 PBL教学模式在初中物理教学中的设计和实施

在初中物理教学中,PBL教学模式的实施可以有效帮助学生掌握物理相关基础知识,并提高学生的思维能力、实践能力和创新能力.

首先,PBL教学模式的设计需要围绕问题进行.对于初中物理教学,问题可以分为现实问题和知识问题两类.现实问题可以是与学生生活相关的问题,如太阳能是如何转化为电能的?或者是与学生日常体验相联系的问题,如为什么球坠落时速度会越来越快?知识问题则是与课程相关的问题,如什么是机械能?如何计算机械能的变化量?问题应该能够引起学生的兴趣,同时也应该有一定难度,否则无法体现PBL教学模式的优势.

其次,在问题确定后,教师需要通过制定调查计划、搜集资料等方式,引导学生探究问题,同时提供必要的背景知识.例如,当学生遇到问题“太阳能是如何转化为电能的”时,教师可以引导学生制定探究计划,通过网上搜索资料、阅读相关文献等方式,收集太阳能、电能相关知识,在此基础上,讲解太阳能光伏发电的原理和发电过程.

最后,当答案被找到时,学生将答案展示给全班同学,教师评估学生的资源搜集、信息获取以及在研究过程中所发现的问题.学生展示过程中还可以将个人体会、感悟和意见进行汇报.其他同学也可以询问问题,学生需要对于问题给出完整的解决方案.例如,在太阳能转化为电能的问题探究结束后,学生应该能够给出一个简单的设计方案,并提出相关的问题和改进方案.

在初中物理教学中,PBL教学模式能够促进学生思维与实践能力的发展,同时能够加深学生对课程的理解和记忆.相比传统教学模式,PBL更能够培养学生的探究精神、创造性思维、自我学习和自我管理的能力.

2.2 PBL教学模式在初中物理教学中的应用

PBL教学模式将学生放在学习的主体地位,让学生在自己的兴趣和学习需求中选择学习内容,创造性地完成任务制作.

2.2.1明确学习方向,加强团队合作

初中物理教学中,PBL模式可以让学生在其自身的学习需求中选择学习内容.比如说,将学生分组,让每个组负责调查研究某一特定的物理现象,例如弹簧是否符合胡克定律、集成电路中二极管的作用是什么、常见仪器如何实验优化等.通过让学生参与实践操作,与课本和讲授中的科学理论知识灵活贯通,增强学生对物理学的兴趣.在PBL模式下,还可以让学生自主制定学习任务.学生可以根据自己的知识水平和学习风格进行选择,如制作视频、海报或动画等,任务制作过程中需要学生之间进行合作和交流,让学生懂得互帮互助,从而潜移默化地提升学生的沟通、人际关系和协作能力.

2.2.2强化动手能力,分享学习经验

PBL教学模式鼓励学生从实践中获得经验,因此PBL可以在实际操作中应用并强化学生的物理实验技能.比如在PBL环节中,学生们可以从中学习不同的物理实验,不断总结实验规律和思考实验结果.PBL也可以促进跨学科教学的实现,为了完成学习任务,需要学生挖掘历史和文化等相关知识.例如,在了解力学方面的知识之后,可以让学生分析科学家胡克的生活背景和成果所具有的现实意义,让学生得到更多的人文修养.PBL教学模式在初中物理教学中具有多重作用,通过实际操作可以培养学生的实验技能,同时,在学习的过程中启发学生了解科学自然、历史文化等,不仅开阔学生视野,而且激发学生热爱自然科学的兴趣.

3 PBL教学模式在初中物理教学中的实践案例

在初中物理教学中,采用PBL教学模式可以充分发挥学生的主观能动性和创造力,加强学习和应用能力的培养.以“探究热的传导方式和控制方法”课题为例,通过教师的提问引导学生深入思考和探究,关注问题和环节整合,帮助学生发现和解决热传导方面的问题.在问题引导下,学生们通过实验、演示、讲解等方法逐渐透露出问题的根源和解决方法.同时,在实践中学生逐渐学会了PBL的思维方式和解决问题的技能.在实践过程中,教师需提前安排学生分组,每组学生在问题沟通和解决方面互相协作、交流,包括口头汇报、写作、简短视频等.最终答案将会在跟全体讨论中得以汇总,然后在整期课程内与学生分享,同时为确定的问题提供有效解决方案.

首先,教师需要给学生提出一个问题:在生活中,我们如何控制热的传导方式,达到保暖或降温的效果?学生通过小组讨论和课堂探究,深入探究热的传导方式和控制方法的相关原理.在探究过程中,他们学习了传导、对流和辐射三种热传导方式的不同特点,以及衣服、暖器和空调等物品的热控制原理.为了使学生更好地理解这些概念,可以组织进行一些实验,例如制作保温杯,测量杯子内水的温度随时间的变化,让学生感受不同材质对水温的影响.

其次,基于所学知识,教师可以给学生安排小组项目作业,要求他们设计并制作一个冬季保暖产物,同时要考虑其温度控制和热传导效果.在这一作业中,学生需要考虑物品的材料、厚度、设计和易用程度等因素,从而制作出实用且创新的产品.学生在制作过程中会积累丰富的实践经验,并结合小组讨论,可以加深学生对于吸热、限制热传导和加热控制等方面知识.

最后,学生通过展示作品,并结合项目报告,阐述他们的想法和实验数据.这种PBL教学模式的实践,不仅可以锻炼学生的实践技能,还能加深他们对“热的传导方式和控制方法”的理解.通过问题驱动式的学习,能充分发挥学生的创造力和思维能力.在初中物理教学中采用PBL教学模式是一个务实而可行的方法.它通过激发学生的学习兴趣和提高学生的创新意识和综合素质,提升教学质量,使学习变得更加有趣和生动.此外,这种教学方式还可以对学生生活产生积极影响.

总之,PBL教学模式可以激发学生的问题意识,使学生在真实的问题情境中更能开阔思路,更容易提出问题和解决问题,从而对物理知识产生更深层次的理解.PBL教学模式是一种追求主动参与和自主探究的学习方式,应用于初中物理教学中,可以提高学生的学习兴趣、探究能力和创造力,培养学生的综合素质.