PBL教學(xué)法在科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

韓建浩

摘 要：PBL教學(xué)法是以問題為基礎(chǔ)，以學(xué)生為主體，以教師為導(dǎo)向的啟發(fā)式教學(xué)法，以期使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人，提高學(xué)習(xí)效率，增強(qiáng)科學(xué)探究能力和團(tuán)隊(duì)合作能力。電學(xué)是初中科學(xué)的一大重點(diǎn)和難點(diǎn)，學(xué)生的感性思維能力較強(qiáng)，但理性思維能力較弱，在學(xué)習(xí)過程中電路又是動(dòng)態(tài)變化的，因而不容易掌握。引入PBL教學(xué)法，能夠讓學(xué)生通過實(shí)踐轉(zhuǎn)化為認(rèn)識(shí)，在感性思維中提升理性思維，是一種創(chuàng)新、有益的探索與嘗試。

關(guān)鍵詞：PBL教學(xué)法;科學(xué)教學(xué);變阻器

一、PBL教學(xué)法概述

PBL（Project-Based Learning）教學(xué)法于1969年由美國(guó)的神經(jīng)病學(xué)教授Barrow在加拿大McMaster大學(xué)首先創(chuàng)立，是以建構(gòu)主義理論為指導(dǎo)、以問題為基礎(chǔ)、以學(xué)生為中心、以教師為導(dǎo)向的一種教學(xué)方法。[1]

與傳統(tǒng)教學(xué)方法相比，PBL教學(xué)法改變了以教師為主導(dǎo)、學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)的局面，[2]其以問題為基礎(chǔ)，通過設(shè)計(jì)任務(wù)，讓學(xué)生處于復(fù)雜、有意義的問題情景中，通過自主探究和小組合作，解決問題，學(xué)習(xí)隱藏在問題背后的科學(xué)知識(shí)，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生解決問題能力、自主學(xué)習(xí)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等，使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人。[3]

初中科學(xué)中電學(xué)部分有很多電學(xué)元件的使用學(xué)生很難掌握，比如在學(xué)習(xí)正確使用滑動(dòng)變阻器時(shí)，由于變阻器的部件較多，接線柱也多，使用過程中又是動(dòng)態(tài)變化的，學(xué)生不容易掌握使用方法和正確判斷有效電阻，引入PBL教學(xué)法能夠很好地突破這一難點(diǎn)。

二、基于PBL教學(xué)法的“變阻器”教學(xué)案例

1.演示現(xiàn)象 創(chuàng)設(shè)情境 引入新課

教師出示臺(tái)燈，調(diào)節(jié)旋鈕，燈泡的亮暗發(fā)生變化，說明通過燈泡的電流大小發(fā)生了變化，是什么原因?qū)е码娏靼l(fā)生變化呢？學(xué)生思考得出：在電源不變的情況下，燈泡亮暗的變化是由于電路中的電阻發(fā)生改變，推導(dǎo)出：電阻改變→電流改變→燈泡亮暗改變。

借助常見的生活體驗(yàn)和電阻會(huì)影響電流這一舊知觸發(fā)思維，讓學(xué)生聯(lián)想到變阻器是生活中各種用電器上最常用的電路元件，自然引入新課：變阻器——阻值可調(diào)節(jié)的裝置。

2.逐步探究 激活思維 習(xí)得真知

教師通過滑動(dòng)變阻器關(guān)于原理、結(jié)構(gòu)和使用的系列問題，層層引出變阻器關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生通過回答問題、小組討論、實(shí)驗(yàn)探究，逐漸加深對(duì)滑動(dòng)變阻器的認(rèn)識(shí)和理解，掌握本節(jié)課的重難點(diǎn)。

環(huán)節(jié)一：滑動(dòng)變阻器的原理

教師引導(dǎo)學(xué)生回顧影響導(dǎo)體電阻大小的因素并進(jìn)一步提問：改變導(dǎo)體的電阻有哪些方法？最方便的方法是什么？引導(dǎo)學(xué)生回憶影響導(dǎo)體電阻大小的因素有導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積、材料、溫度等，并思考出改變電阻大小最簡(jiǎn)便的方法是改變長(zhǎng)度。學(xué)生自行得出結(jié)論：滑動(dòng)變阻器就是利用改變連入電路中電阻線長(zhǎng)度來改變電阻這一原理制成的。

環(huán)節(jié)二：滑動(dòng)變阻器的結(jié)構(gòu)

教師展示一根電阻線并提問：要想阻值變化范圍足夠大，就要延長(zhǎng)電阻線的長(zhǎng)度，但電阻線太長(zhǎng)使用不方便怎么辦？學(xué)生思考得出：把電阻線繞在某個(gè)物體上。

教師接著提問：對(duì)用于繞電阻線的物體材料有什么要求？現(xiàn)有紙筒、金屬筒、陶瓷筒三種物體，你認(rèn)為選哪個(gè)最好？為什么？學(xué)生思考得出：選陶瓷筒最好，它比較硬、不容易變形且是絕緣體。

教師接著引入問題：如果瓷筒上的線圈繞得太密，會(huì)造成它們互相接觸，發(fā)生短路，應(yīng)如何解決？學(xué)生思考得出：將線圈涂上絕緣漆。

教師插入問題：如果線圈全涂上絕緣漆，會(huì)出現(xiàn)夾子不能與線圈接通這一新的矛盾，怎么解決？學(xué)生討論得出：把線圈與夾子接觸處的絕緣漆刮掉。（如圖1）

教師繼續(xù)提問：如何解決夾子與連接線一起移動(dòng)帶來的不便？學(xué)生討論得出：可在陶瓷筒的上方架一根金屬棒，把夾子改裝成滑片，讓滑片套在金屬棒上滑動(dòng)。

教師順勢(shì)讓學(xué)生畫出自己設(shè)計(jì)的滑動(dòng)變阻器的結(jié)構(gòu)示意圖，然后與教材上的實(shí)物圖（如圖2）進(jìn)行對(duì)比，然后作進(jìn)一步的改進(jìn)。

最后教師在PPT上展示某滑動(dòng)變阻器的銘牌參數(shù)，并提問該參數(shù)有什么意義。學(xué)生思考得出：該滑動(dòng)變阻器的最大電阻是××歐姆，允許通過的最大電流為××安培。

常規(guī)教學(xué)上，教師會(huì)直接出示滑動(dòng)變阻器實(shí)物，介紹它的結(jié)構(gòu)，這種灌輸式教學(xué)中學(xué)生是被動(dòng)的知識(shí)接受者，缺乏思維的碰撞和提升。而以上所述內(nèi)容教學(xué)中，教師運(yùn)用PBL教學(xué)法，讓學(xué)生在問題的驅(qū)動(dòng)下逐步解決問題，設(shè)計(jì)出滑動(dòng)變阻器，全程以學(xué)生為主體，能很好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，激發(fā)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)電學(xué)的興趣，同時(shí)也能使他們深刻掌握滑動(dòng)變阻器的結(jié)構(gòu)。

環(huán)節(jié)三：滑動(dòng)變阻器的使用

教師引導(dǎo)學(xué)生觀察滑動(dòng)變阻器有4個(gè)接線柱（如圖3），目前電路中電流經(jīng)過變阻器只需“一進(jìn)一出”兩個(gè)接線柱，這樣共有幾種接法？哪兩個(gè)接線柱之間的電阻是不變的？哪兩個(gè)接線柱之間的電阻很小，幾乎為零？接線柱應(yīng)該怎么接入？為了控制燈泡電流的大小，滑動(dòng)變阻器應(yīng)與燈泡串聯(lián)還是并聯(lián)？接通電路前，為保護(hù)電路，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)處于什么位置？

學(xué)生小組討論得出：共有6種接法，AB之間的電阻不變，CD之間的電阻為零，接線柱應(yīng)“一上一下”接入，滑動(dòng)變阻器應(yīng)與燈泡串聯(lián)，接通前滑片處于阻值最大處。

由于滑動(dòng)變阻器的接線柱較多，使用過程中有效電阻又是動(dòng)態(tài)變化的，學(xué)生不容易掌握使用方法，教師嘗試用以下學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)（如圖4a、4b）來突破這一難點(diǎn)。

常規(guī)課堂上，教師會(huì)直接教學(xué)生滑動(dòng)變阻器的使用方法及注意事項(xiàng)，這種“填鴨式”教學(xué)，教師是主導(dǎo)者，學(xué)生是被動(dòng)的知識(shí)接受者，很多學(xué)生一知半解，課后不會(huì)應(yīng)用。而以上所述內(nèi)容教學(xué)中，教師運(yùn)用PBL教學(xué)法，通過學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生在問題的驅(qū)動(dòng)下，運(yùn)用排列的數(shù)學(xué)思想進(jìn)行歸納，在親身實(shí)踐中掌握滑動(dòng)變阻器的使用方法，使學(xué)生理解更透徹，并能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生的探究能力。另外，輔助實(shí)驗(yàn)記錄表，便于學(xué)生交流探究過程，總結(jié)出使用滑動(dòng)變阻器的注意事項(xiàng)，使學(xué)生知道滑動(dòng)變阻器還有保護(hù)電路的作用，并進(jìn)行愛護(hù)實(shí)驗(yàn)器材與實(shí)驗(yàn)安全的教育。

3. 結(jié)合生活? 深化理解? 鞏固新知

教師用圖片或視頻展示變阻器的其他樣式，介紹它們?cè)谏a(chǎn)、生活中的一些應(yīng)用：如調(diào)節(jié)電視機(jī)音量、亮度及對(duì)比度等。讓學(xué)生完成一些如圖5的小練習(xí)，及時(shí)反饋學(xué)生的掌握情況和鞏固所學(xué)知識(shí)。

4. 新課小結(jié) 暢談收獲 開闊視野

教師在PPT上展示問題：這節(jié)課你學(xué)到了什么？假如你是滑動(dòng)變阻器，你將怎樣介紹你自己？你還想知道哪些問題？

讓學(xué)生自己嘗試建構(gòu)本節(jié)課的框架，檢驗(yàn)課堂效果，培養(yǎng)學(xué)生的總結(jié)歸納能力;讓學(xué)生假設(shè)自己是滑動(dòng)變阻器進(jìn)行自我介紹，這樣的活動(dòng)可使課堂小結(jié)變得生動(dòng)有趣;學(xué)生提出的拓展性問題可以作為課后思考，開拓學(xué)生的思路和開闊視野，讓課的最后不是“。”而是“……”，讓學(xué)生回味無窮。

三、教學(xué)反思

“變阻器”一課運(yùn)用PBL教學(xué)法，讓學(xué)生在問題的驅(qū)動(dòng)下自主設(shè)計(jì)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，發(fā)現(xiàn)并總結(jié)規(guī)律，學(xué)生扎實(shí)地掌握了“滑動(dòng)變阻器的原理、結(jié)構(gòu)和使用”這一教學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容，很好地突破了“學(xué)會(huì)滑動(dòng)變阻器的使用”這一節(jié)課的難點(diǎn)，達(dá)到了本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)。在科學(xué)的教學(xué)中，教師可以更多地嘗試像本節(jié)課這樣，教給學(xué)生一種科學(xué)的解決問題的方法，告訴學(xué)生如何去創(chuàng)造、發(fā)明一個(gè)東西，這個(gè)東西得到之后我們?cè)鯓尤ブ鸩酵晟扑顾慕Y(jié)構(gòu)更加合理，然后學(xué)會(huì)使用和保護(hù)它，最后將它應(yīng)用到生活、生產(chǎn)中造福人類，從而有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，提高學(xué)生的探究能力和創(chuàng)造能力，這樣有利于培養(yǎng)出綜合素質(zhì)優(yōu)良、實(shí)踐能力較強(qiáng)、具有一定創(chuàng)新意識(shí)的應(yīng)用型人才。

當(dāng)然，PBL教學(xué)法并非適用于所有科學(xué)內(nèi)容的教學(xué)，具體實(shí)施時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行取舍，“變阻器”一課教學(xué)，僅是基于PBL教學(xué)法在科學(xué)教學(xué)中應(yīng)用的一次嘗試，與同行分享。

參考文獻(xiàn)：

[1]王小莉.基于建構(gòu)主義的“PBL”教學(xué)法探討[J].南方醫(yī)學(xué)教育，2010（2）：19-21.

[2]關(guān)樹梅，趙英娜，劉桂喜.PBL、LBL教學(xué)模式在內(nèi)分泌科護(hù)理教學(xué)查房中的應(yīng)用及對(duì)比分析[J].武警后勤學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，23（5）：439-441.

[3]王濟(jì)華.“基于問題的學(xué)習(xí)”（PBL）模式研究[J].當(dāng)代教育理論與實(shí)踐，2010（3）.