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PBL教學(xué)模式下中學(xué)物理教學(xué)探究

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PBL教學(xué)模式下中學(xué)物理教學(xué)探究

摘要:pbl教學(xué)模式立足于真實情境,強調(diào)將傳統(tǒng)教學(xué)中的以教師主講轉(zhuǎn)換為以學(xué)生的主動學(xué)習(xí)作為課堂教學(xué)的主體,通過采用小組合作學(xué)習(xí)為載體,發(fā)現(xiàn)并探討問題和解決問題,最終使學(xué)生的物理知識水平和綜合能力均得到提升。文章在闡明PBL教學(xué)模式的要素和體系的基礎(chǔ)上,進行初中物理電學(xué)部分的教學(xué)設(shè)計。

關(guān)鍵詞:PBL教學(xué)模式;初中物理;教學(xué)設(shè)計

1引言

自《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(2011版)》頒布以來,我國基礎(chǔ)教育領(lǐng)域一直在呼吁課程改革與教育改革,逐漸重視受教育者諸方面素質(zhì)的全面培養(yǎng),自主學(xué)習(xí)與終身學(xué)習(xí)等概念也漸漸深入人心?!靶抡n標(biāo)”明確指出課程與教學(xué)不但是傳授學(xué)科知識與解題技能,而且應(yīng)注重學(xué)生的興趣發(fā)展以及探究能力、創(chuàng)新能力等方面能力的培養(yǎng)。PBL(Problem-Based-Learning)譯為“基于問題的學(xué)習(xí)”,獲得學(xué)科基礎(chǔ)知識的同時可以拓寬知識外延,面向真實情境與實際問題,提高分析問題能力和處理問題的能力,由教師講授轉(zhuǎn)化為學(xué)生主動學(xué)習(xí)與教授分析方法,在解決問題的過程中培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力與創(chuàng)新能力,因此PBL教學(xué)模式的理論優(yōu)勢與教育改革的新要求不謀而合。PBL教學(xué)模式的理論基礎(chǔ)是建構(gòu)主義理論、支架式教學(xué)和維果茨基的最近發(fā)展區(qū)理論。此教學(xué)模式起源于美國,首次實踐于加拿大的醫(yī)學(xué)生的培養(yǎng),取得了非常好的效果。有教育者將PBL模式引入各階段的基礎(chǔ)教育中。郝亞麗[1]將PBL教學(xué)模式引入中小學(xué)美術(shù)教學(xué),馬麗梅[2]將其引入小學(xué)語文教學(xué),游樹斌[3]將其引入初中歷史教學(xué),于霜[4]將其引入初中數(shù)學(xué)教學(xué)中,滕佳盈[5]將其引高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,呂露[6]將其引入大學(xué)物理教學(xué),諸多探索成果中理論研究是可行性分析占多數(shù),應(yīng)用研究與課程設(shè)計較少。還有一部分初中教育者做了初中物理教學(xué)設(shè)計的研究工作,章晶晶[7]使用PBL教學(xué)模式設(shè)計了高中物理圓周運動、能量守恒定律,陳韻玉[8]使用PBL教學(xué)模式設(shè)計了密度、噪音的危害與控制、壓強,牛立新[9]使用PBL教學(xué)模式設(shè)計了浮力和壓強,萬新月[10]使用PBL教學(xué)模式設(shè)計的浮力等教學(xué)案例設(shè)計,還有其他學(xué)者研究的教學(xué)設(shè)計,但無論從數(shù)量還是深度上看都仍有大量工作需要做。本文擬在PBL教學(xué)模式理論與“新課標(biāo)”下進行宏觀角度的課程安排,探究以初中物理電學(xué)部分為例,進行詳細的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計并給出教學(xué)評價方法。

2PBL教學(xué)模式

2.1PBL教學(xué)模式的實施要素

(1)創(chuàng)設(shè)情境。與傳統(tǒng)教學(xué)模式的創(chuàng)設(shè)情境不同,PBL教學(xué)模式創(chuàng)設(shè)的情境要求貼近學(xué)生的生活經(jīng)驗,是學(xué)生經(jīng)歷過的或者一定會經(jīng)歷的現(xiàn)實社會生活中的情境,要有足夠的現(xiàn)實意義。(2)提出問題。PBL教學(xué)模式是以解決實際問題為目標(biāo)進行的學(xué)習(xí),學(xué)生為了解決問題而開展知識學(xué)習(xí),基于此原則,就要提出一個可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的問題,這個問題要有不良結(jié)果與一定的挖掘空間。(3)自主學(xué)習(xí)。學(xué)生在解決問題的驅(qū)動下進行的學(xué)習(xí),本質(zhì)上是學(xué)生的自主學(xué)習(xí),學(xué)生以自身已有前概念與通過各種渠道收集到的新資料,分析歸納新知識,基于此原則,教師要把握問題的難度,保證解決問題過程中探索的知識在學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)域內(nèi),出于興趣的自主學(xué)習(xí)產(chǎn)生的效果往往要優(yōu)于被動學(xué)習(xí)。(4)合作學(xué)習(xí)。由于學(xué)生個人的時間精力有限,要完成對問題的淺層探索以及深層探索,工作量很大,這就需要組建學(xué)習(xí)小組,在分析、界定問題之后,組內(nèi)分工合作學(xué)習(xí)或者班級全體學(xué)習(xí)小組之間合作學(xué)習(xí),分享學(xué)習(xí)成果[11]。(5)總結(jié)反思。學(xué)而不思則罔,在進行大量的自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)之后,需要及時進行對知識與技能的總結(jié)以及對學(xué)習(xí)行為與學(xué)習(xí)過程中暴露出的薄弱環(huán)節(jié)進行反思,以大量的總結(jié)和反思推進知識積累與能力成長。基于此原則,教師要引導(dǎo)學(xué)生及時作出總結(jié)反思[12]。

2.2PBL教學(xué)模式的體系構(gòu)建

根據(jù)PBL教學(xué)模式歸納出簡化的PBL教學(xué)模式體系,如圖1所示。第一個學(xué)習(xí)步驟是合作學(xué)習(xí),載體為正式課,是學(xué)習(xí)小組內(nèi)部或者全部學(xué)習(xí)小組的創(chuàng)設(shè)情境、分析界定問題、分工合作與成果共享;第二個學(xué)習(xí)步驟是自主學(xué)習(xí),是課下每個學(xué)生的學(xué)習(xí),解決問題并獲取知識;第三個學(xué)習(xí)步驟是技能訓(xùn)練,載體為技能訓(xùn)練課,向?qū)W生教授學(xué)習(xí)方法、專項技能和帶練,授人以漁;第四個學(xué)習(xí)步驟是總結(jié)反思,構(gòu)建知識體系,歸納問題解決方法,在歸納基礎(chǔ)上獲得深化問題,進而開啟第二輪合作學(xué)習(xí)。四個學(xué)習(xí)步驟循環(huán)進行,四種課程夯實基礎(chǔ),強化能力。素質(zhì)培養(yǎng)課和習(xí)題課作為正式課的夯實和補充,進一步補強學(xué)生的物理素養(yǎng)與綜合素質(zhì)。

3基于PBL教學(xué)模式的教學(xué)設(shè)計

3.1技術(shù)支持

在物質(zhì)條件層面上,首先要有無線網(wǎng)絡(luò),每組應(yīng)配備至少一臺可以上網(wǎng)的設(shè)備,平板電腦或者智能手機,創(chuàng)造學(xué)生上網(wǎng)收集新資料的條件。其次,采取圓桌會議的學(xué)習(xí)小組座位模式,方便進行合作學(xué)習(xí),有助于創(chuàng)造良好舒適的討論環(huán)境以及學(xué)習(xí)環(huán)境。再次,需要給每個學(xué)習(xí)小組配備充足的實驗器材,支持學(xué)生的實驗操作,創(chuàng)造良好的探索環(huán)境,當(dāng)有必要的時候需要啟用實驗室。在非物質(zhì)條件層面,首先需要提供教科書、教學(xué)參考書、十萬個為什么、大百科全書等文本資料,方便學(xué)生搜集資料。其次,準備多媒體材料,在創(chuàng)設(shè)情境、教學(xué)跟進等時機使用。再次,教師要營造拼搏進取的學(xué)習(xí)氛圍以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望,激勵學(xué)生思考與討論。

3.2教學(xué)設(shè)計內(nèi)容分析

本論文以人教版第十五章中的“兩種電荷”“電流和電路”這兩節(jié)內(nèi)容為例,詳細敘述PBL教學(xué)模式下的初中物理教學(xué)設(shè)計。“兩種電荷”的學(xué)習(xí)內(nèi)容,有摩擦起電現(xiàn)象、兩種電荷及其作用規(guī)律、驗電器、電量及其單位、原子及其結(jié)構(gòu)、導(dǎo)體和絕緣體。其中兩種電荷及其相互作用規(guī)律是教學(xué)重點,而認識自然界只有兩種電荷同時又是教學(xué)難點。摩擦起電是人類最早發(fā)現(xiàn)的電現(xiàn)象,兩種電荷及其相互作用規(guī)律是進一步深入學(xué)習(xí)電學(xué)、理解許多電現(xiàn)象的基礎(chǔ),電量的概念是后面理解電流概念的關(guān)鍵,因此本節(jié)課作為初中電學(xué)起始課,具有很重要的地位。而電流與電荷這節(jié)課又是這章的重點教學(xué)內(nèi)容。在本節(jié)課中學(xué)生第一次接觸電路元件,第一次學(xué)習(xí)連接電路,第一次學(xué)習(xí)畫電路圖,同時還學(xué)習(xí)了電學(xué)中很重要的一個電學(xué)物理量—電流,通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)知道電流的形成條件。知道電流方向的規(guī)定,通過實驗認識斷路通路短路,知道電路的組成,認識電源和用電器,能用電路元件符號畫簡單的電路圖,能連接簡單的電路。本節(jié)課的教學(xué)重點是學(xué)生能認識簡單電路,能動手連接簡單電路,能畫簡單的電路圖,并要從一開始就培養(yǎng)學(xué)生良好的電學(xué)實驗習(xí)慣,良好的畫電路圖的習(xí)慣。

3.3學(xué)情分析

初中生年齡大多15-16歲,根據(jù)皮亞杰的認知發(fā)展觀分類,處于形式運算階段,個體推理能力得到極大提高,能從多角度對抽象性質(zhì)進行思維。能夠進行假設(shè)性思維,采用邏輯推理、歸納或演繹的方式來解決問題。此階段學(xué)生的身心處于持續(xù)的成長過程。根據(jù)埃里克森的社會化發(fā)展理論,此階段學(xué)生出于角色同一性對角色混亂狀態(tài),性格和人生觀等觀念都在形成中,容易受外界因素的影響而改變。因此,初中生可以較輕松的接受PBL教學(xué)模式的引導(dǎo)。

3.4教學(xué)過程

教學(xué)過程由先導(dǎo)課、正式課和習(xí)題課三種類型的課程組成。第一種課程是先導(dǎo)課,首先要向?qū)W生闡述課程設(shè)置的目的以及理念,其次要明確課堂、討論、匯報紀律,明確組間競爭、成績認定機制。再次要完成學(xué)習(xí)小組劃分、選舉組長等教學(xué)輔助性質(zhì)工作。最后再趁熱打鐵開始PBL教學(xué)模式下的第一課。主要目的是帶領(lǐng)學(xué)生體驗新學(xué)習(xí)模式,與學(xué)生一同摸索總結(jié)PBL教學(xué)模式下的學(xué)習(xí)成果與學(xué)習(xí)經(jīng)驗;第二種課程是正式課。在PBL教學(xué)模式的教學(xué)體系建構(gòu)下開展的課堂合作學(xué)習(xí)。首先,創(chuàng)設(shè)情境,發(fā)現(xiàn)并提出問題,完成對問題的分析與學(xué)習(xí)任務(wù)的分工。其次,在課堂上分享通過自主學(xué)習(xí)解決的問題成果,引導(dǎo)學(xué)生完成總結(jié)與反思。再次,在課堂的問題解決成果基礎(chǔ)上,進行問題再探,進而開啟第二輪自主學(xué)習(xí),獲得深層次的成果;第三種課程是習(xí)題課。PBL教學(xué)模式本身沒有習(xí)題課,但是為了保證教學(xué)質(zhì)量,幫助學(xué)生鞏固學(xué)習(xí)成果與進一步提高解決問題能力,本論文以人教版第十五章中的“兩種電荷”“電流和電路”這兩節(jié)內(nèi)容為例,詳細敘述PBL教學(xué)模式下的初中物理教學(xué)設(shè)計。“兩種電荷”先導(dǎo)課的教師活動由四個環(huán)節(jié)構(gòu)成:(1)創(chuàng)設(shè)真實情境,演示“靜電章魚”實驗。(2)引導(dǎo)小組淺層次討論,為什么摩擦過的尺子會帶電?吸附原因?帶電的方法?(3)引導(dǎo)小組進行深層次討論,電荷的大小、多少、種類?如何檢驗電荷存在?電荷是怎么出現(xiàn)的?(4)組織匯報,視情況發(fā)出質(zhì)詢,適當(dāng)引帶深層次問題分析,例如為什么金屬能導(dǎo)電?原子的結(jié)構(gòu)等。相對應(yīng)的學(xué)生活動也由四個環(huán)節(jié)構(gòu)成:(1)觀察思考并進行實驗探究。(2)明確問題后討論答案。(3)組間評比,小組討論后搶答。(4)分組向全班匯報問題的解決情況,設(shè)計深層次探究方案。設(shè)計意圖:(1)激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,滲透物理與生活緊密相關(guān)的觀念。(2)刺激思考,激發(fā)興趣。(3)培養(yǎng)團隊協(xié)作能力。(4)培養(yǎng)實驗探究能力和實驗總結(jié)能力。伴隨著PBL教學(xué)的進行,學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、溝通交流能力、合作創(chuàng)新能力等各方面都在得到相應(yīng)的鍛煉與提升,提升物理學(xué)科素養(yǎng)?!半娏骱碗娐贰闭秸n由情境創(chuàng)設(shè)、實驗探究、交流討論和總結(jié)提升四個環(huán)節(jié)構(gòu)成。教師活動包括:(1)從生活實例出發(fā)提出問題。例如:家里的耗能電器是怎樣工作的呢?(2)提前準備好實驗器材,布置探究內(nèi)容;視頻演示電源短路,進行用電安全教育;進行實驗指導(dǎo)。(3)啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生進行積極討論,關(guān)鍵處進行提示和引導(dǎo),及時給予點撥與評價。(4)對小組活動給予積極評價并布置探究并聯(lián)電路特點為后續(xù)課程留下伏筆。相應(yīng)的學(xué)生活動包括:(1)開動腦筋,積極搶答。(2)任意組裝電路分別實現(xiàn)只讓小喇叭響;只讓小燈泡亮;只讓小風(fēng)扇轉(zhuǎn);在一個電路中同時讓兩個用電器工作。(3)小組討論。電路的組成成分和各部分的作用;討論串聯(lián)電路的特性;討論二極管的導(dǎo)電特性;如何畫電路圖。(4)小組匯報討論結(jié)果并總結(jié)不足。設(shè)計意圖:(1)從真實情境引出問題,激發(fā)學(xué)生的探索欲。(2)培養(yǎng)動手能力,提高物理核心素養(yǎng)。(3)充分發(fā)揮學(xué)生主觀能動性,體現(xiàn)教師主導(dǎo)學(xué)生主體地位。(4)提高學(xué)生思維水平完善學(xué)生認知結(jié)構(gòu)。物理是實驗科學(xué),物理也是觀察科學(xué),同樣需要大量的觀察與分析,某一天會發(fā)現(xiàn),整個世界每時每刻都可見物理在發(fā)光。電學(xué)部分是初中物理中實驗氣氛最為濃烈的一部分,導(dǎo)入部分使用實驗法,讓學(xué)生更直觀、更清晰的理解電路知識,對比傳統(tǒng)教學(xué)法中的演示法,教師在講臺上電路實驗,即要擔(dān)心學(xué)生看不清楚,又操作極為不便,課堂低效。此方法課堂高效,但時間稍難把控。習(xí)題課的所有題目都是學(xué)生小組先討論,全班80%的同學(xué)做對的題目,不對的同學(xué)組內(nèi)解決,針對組內(nèi)與組間答案不能統(tǒng)一或統(tǒng)一但不能合理解教育教學(xué)改革論壇釋的問題做好標(biāo)記待師生一起攻破。實驗操作題,學(xué)生都不能給出規(guī)范答案的,教師再對學(xué)生的易混點進行規(guī)范統(tǒng)一。計算題,先帶領(lǐng)學(xué)生梳理考查的知識體系,引導(dǎo)學(xué)生選擇適當(dāng)?shù)墓?,最終學(xué)生整理寫出標(biāo)準答案。這樣即能避免學(xué)生出于自尊心,害怕當(dāng)著全班同學(xué)的面說自己不會這個很簡單的題的抵觸情況,又能增強學(xué)生的自信心和語言表達能力。這種教學(xué)方式也存在明顯的缺點,就是時間上不好拿捏,時間短效果不好,時間長,任務(wù)做不完。所以使用前應(yīng)確認好題量,做出合理的時間分配計劃。除了以上教學(xué)過程,可以通過進行主題辯論、看物理學(xué)的紀錄片、半命題設(shè)計比賽等有意思又有意義的教學(xué)活動,進一步培養(yǎng)學(xué)生的各項素質(zhì)。還可以通過開設(shè)專項能力訓(xùn)練教給學(xué)生相關(guān)專項的學(xué)習(xí)方法與分析技能,并進行一定量的帶練,授人以漁,平緩過渡學(xué)生的茫然期,從方法論層面幫助學(xué)生降低自主學(xué)習(xí)臺階,同時對后續(xù)的教學(xué)起到促進效果。3.5教學(xué)評價與用一張百分制的試卷作為成績的課程評價不同,PBL教學(xué)模式采用多元化教學(xué)評價體系進行成績評定。評價方式:紙化測試(60%)+實驗操作(25%)+平時表現(xiàn)(10%)+積分獎勵(5%)。設(shè)置意圖:(1)檢驗物理概念、基礎(chǔ)知識的理解、運用與遷移。(2)檢驗實驗設(shè)計、實施、數(shù)據(jù)測量、結(jié)論分析。(3)基于教師對學(xué)生的伴學(xué)記錄,反映卷子上體現(xiàn)不出的成長收獲。(4)對最積極參與課程的二個小組的全體成員進行表獎。測試范圍:(1)課標(biāo)要求掌握的知識以及實際問題的解決。(2)課標(biāo)中要求必須掌握的二十個實驗中的電學(xué)部分實驗。(3)從學(xué)生的參與學(xué)習(xí)的心態(tài)、情感、態(tài)度、價值觀進行評價。(4)教學(xué)期間各小組的積分獎勵,每周做一次統(tǒng)計,評出兩個優(yōu)秀小組。綜合所有教學(xué)周,獲得優(yōu)秀小組次數(shù)最多的兩個組獲得此部分分數(shù)。評價形式:試卷+實驗+評價+評優(yōu)。

4總結(jié)

本文從教學(xué)改革和新課標(biāo)對中學(xué)物理課程的要求出發(fā),闡述了PBL教學(xué)模式的理論優(yōu)勢、實施要素及體系構(gòu)建,最后基于PBL教學(xué)模式進行了初中物理課程教學(xué)設(shè)計探究。PBL教學(xué)模式有諸多理論優(yōu)勢,尤其適合對實驗氣息濃的部分進行教學(xué)(例如力學(xué)部分,電學(xué)部分)。但PBL教學(xué)模式也存在著不足,由于PBL教學(xué)過程普遍耗時較長,不能在整個初中物理階段應(yīng)用該模式教學(xué),因此為保證PBL教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量,教師應(yīng)充分分析教材,選擇合適章節(jié)應(yīng)用PBL教學(xué)模式進行授課。隨著教育改革的不斷推進,在專家和教師的不懈完善、推廣之下,PBL教學(xué)模式終會真正走進初中教學(xué),擁有屬于自己的席位。

作者:李紅娟 田靖 呂立君 單位:赤峰學(xué)院物理與智能制造工程學(xué)院 赤峰二中國際實驗學(xué)校