基于PBL的初中物理教學設計研究

萬新月 姜玉梅

摘 要：PBL（Problem-Based Learning）是一種以問題為導向的教育教學理念，重點培養學生在真實問題情境下運用已有知識解決問題的能力。文章以初中物理“浮力”一課為例，從分析、選擇、評價三個階段闡述了基于PBL進行教學設計的策略和要點，為PBL教學模式的推廣提供參考。

關鍵詞：PBL;初中物理;教學設計;教學策略

中圖分類號：G633.7 文獻標志碼：A 文章編號：1008-3561（2019）25-0060-02

PBL是一種以真實生活情境中的復雜問題為起點，以小組討論合作為課堂組織形式，學生通過多種途徑自主構建知識，注重問題解決能力的培養的教學模式，其在基礎教育中逐漸受到歡迎。目前關于PBL的研究有很多，例如寇敏對PBL課堂中問題該如何設計進行了具體的研究;翁宗琮提出先分析教學目標、學生情況，再創設情境，最后闡述在教學策略、教學過程和教學效果評價設計方面的步驟;王曉琛根據新授課、習題課、復習課、實驗課、試卷講評課的特點分別進行了教學設計模式與策略的構建;祝俊風根據羅伯特PBL七步模型整合出課堂中的PBL學習過程模型。從眾多的研究成果看，要想順利實施PBL課堂教學，筆者認為一份成熟的教學設計非常重要，而教學設計的模型眾多，其中迪克—凱瑞的教學設計過程模式包括確定教學目標、選用教學方法、開展教學評價三個大環節與九個小環節，最為貼近教師的教學實際。為使PBL課堂真正高效可實施，筆者基于迪克—凱瑞的教學設計模式，創新設計了基于PBL的初中物理教學設計模型（如圖1所示），并結合浮力教學進行了具體的闡述。

一、基于PBL的浮力教學設計的分析階段

1.分析教學內容

浮力是理論聯系實際的物理知識，也是學生必備的物理知識，把這部分內容放在初中，并要求一次性過關，高中教學中不再重復，可見浮力一課在初中物理知識體系中占有很高的地位。下面對教學內容進行簡要的分析。

首先，教師可列出學生在浮力一課中需要掌握的知識點如浮力的定義、下沉的物體是否受到浮力、影響浮力大小的因素、阿基米德原理等，其中探究影響浮力大小的因素為教學重點，阿基米德原理為難點。然后，根據學生認知發展規律及思維培養的需要，教師可稍修改教材內容順序，將稱重法測浮力放在探究影響浮力大小的因素時進行教學。其次，教師引導學生聯系前后章節，通過梳理可發現：前一章力與運動的知識成為浮力學習的工具，本章所學液體壓強的知識可為浮力的學習提供鋪墊，浮力的學習也有利于后面“物體的浮與沉”的學習。

2.分析三維目標

仔細研讀新課程標準，整理出浮力一課的知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀目標，然后根據本節課課程內容的特點具體編寫出與PBL課堂相對應的、有利于學生發展的三維目標。其中與傳統教學最為不同的是將過程與方法目標定為“學生自主查閱資料并分析，理解稱重法測浮力;并運用稱重法進行小組實驗，總結得出浮力大小的影響因素”，強調學生的主體地位以及探究、實踐操作能力的培養。

3.分析學習者

分析學生的心理特點，他們好奇、好動、好強，應多運用實驗調動其學習積極性與主動性，所以浮力整節課將圍繞實驗進行;分析學生的認知規律，初中生的思維方式處在由形象思維向抽象思維過渡的階段，學生對浮力有一定的感性認知，在教學中應注意積極引導學生在已有知識的基礎上發展抽象思維;分析知識結構，在進行教學設計時要喚醒學生的原有認知。在學習浮力之前，學生已經學習過力的測量、二力平衡、力的合成、密度、壓力、壓強等重要知識，可充分挖掘學生原有知識，為新課的學習服務。如何將已有知識進行綜合運用，將感性認知提高到理性理解，是教師進行教學設計時要仔細思考的問題。

4.分析教學環境

教學環境包括硬件環境和軟件環境。硬件環境指學校的基礎設施、座位安排、實驗器材、多媒體等;軟件環境指師生關系、家長及社會對新興教學模式的包容性等。分析教學環境，有助于PBL課堂教學的順利開展。

二、基于PBL的浮力教學設計的選擇階段

1.選擇教學資源

“浮力”一課中的素材包括“死海”、稱重法測浮力、阿基米德鑒別皇冠的故事等文本素材以及橡皮泥、水、濃鹽水、小木塊、彈簧測力計、燒杯等實驗器材。這些教學資源能保證學生的探究不偏離教學目標、提高課堂學習效率。

2.選擇教學策略

好的教學策略有助于教師完成教學目標，是高效安排學生課堂學習的方法，包括：

（1）結構不良問題的設計。找準本節課核心的知識目標，根據此目標創設一個真實的問題情境，能否把學生生活中與此知識目標有關的經驗穿插在整個問題任務鏈中，是整節課問題設計的關鍵。“浮力”這節課最重要的知識目標是“認識浮力，知道浮力大小的影響因素”，教師可在課堂開始時創造問題情境：如果不小心將乒乓球掉進手伸不進的細長洞里，該怎樣取出？如果掉進去的是雞蛋呢？之后課堂上提出的引導性問題依然是開放性的，學生不能通過翻閱課本直接找到答案，這對學生的邏輯推理能力、應變能力、動手能力、概括總結能力都提出了挑戰。

（2）引導性問題的設計。這類問題在學生討論難以推進的時候提出，具有思考性。學生討論遇到困難或取得階段性成果，而本節課的教學目標還未達成時，教師要引導學生繼續探究，但不能直接指明方向，而同樣應創造一個真實的問題情境，由學生自主分析問題后進行探究。當學生探究出浮力大小和液體密度有關，取出雞蛋的方法是往洞里加濃鹽水后，教師提出新問題“同學們在浴缸內洗澡或將手壓入水中的時候有什么感受，浮力大小僅和液體密度有關嗎”，引導學生繼續探究物體浮力大小與浸入液體體積的關系。布置學生閱讀阿基米德的故事，引導發問“從同學們的討論中，我常聽見幾個關鍵詞，聯系這幾個詞，想想它們之間可能存在什么關系”，鼓勵學生自己推導出阿基米德原理。

（3）教學活動的設計。基于PBL教學模式的浮力課堂以學生小組實驗探究為主，教師先營造學生自主學習的氛圍，將學生異質分組，呈現真實的問題情境，提出結構不良問題，并提供問題解決的相關素材。學生進入情境，運用二力平衡的知識對乒乓球和雞蛋進行受力分析，將結構不良問題轉換成結構良好的物理問題“怎樣增大浮力”。學生小組討論進行問題初探，列出已知內容“什么是浮力”和未知內容“影響浮力大小的因素、測量浮力大小的方法”。學生根據“死海”的神奇浮力提出猜想：液體密度影響浮力大小。列出驗證方案，結合課本和素材進行實驗探究，解決問題：要想從洞里取出雞蛋，應該往洞里加濃鹽水。各小組展示成果，匯總后得到結論：增大浮力的方法包括增大液體密度。此時本節課還沒有結束，教師提出引導性問題“用浴盆洗澡或將手壓入水中的時候有什么感受”，學生進行問題再探究“浮力大小還和什么因素有關”，重復以上探究過程，得出與物體排出液體體積有關的結論。最后讓學生體會阿基米德的探究過程，輔以學生實驗，激發學生勇于探求科學真理的熱情，培養學生實事求是的科學態度。最后教師總結本節課所學，并進行學習評價，讓學生反思在本節課的表現。

三、基于PBL的 浮力教學設計的評價階段

課堂評價環節是PBL教學模式的一個重要組成部分。其一是對教學設計的評價，包括對教學目標、教學內容、教學方法、教學手段的評價;其二是對教學實踐的評價，包括學生掌握本節課幾個知識點的程度、解決實際問題的程度、課堂參與度與學習熱情、分析與界定問題的能力、記錄與分析數據的能力、設計探究浮力大小影響因素實驗的能力、總結與評價交流的能力等。經過筆者的實踐驗證，學生在PBL教學模式下學習興趣大幅度提高，動手和合作能力都能得到訓練。

四、總結與反思

基于問題的教學方式很早就運用到課堂教學當中，但在我國的實際應用中，許多教師只是將問題與生活情境作為課堂導入的引子，而本文從課堂教學的源頭——教學設計出發，探索出適應實際教學需要的PBL教學模式，在基于PBL的教學模式下，物理教師需要不斷提高創新教學設計的能力，既注重知識的傳授，又注重能力、個性的培養，以便達到最佳的教學效果。要注意的是，教師在進行基于PBL的教學設計時，要選擇合適的課題，不是所有教學內容都能生搬硬套，扣上以生活情境為背景、以問題任務為主線的帽子;引導實驗探究時要站在學生的立場上思考，以學生認知規律為基礎，促進學生思維發展;教師要做好學科專家、雜家，學生的咨詢者、幫助者、指導者，不能越俎代庖，替學生解決問題;提問時切不可出現標靶式問題，故意縮小學生思考范圍，雖然課堂教學能高效進行，但學生的創造力得不到激發。

參考文獻：

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