基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)模式在物理教學(xué)中的應(yīng)用
——以《空氣的“力量”》為例

韓 萍

（海口市秀峰實(shí)驗(yàn)學(xué)校 海南海口 570100）

當(dāng)前，我國(guó)基礎(chǔ)教育面臨著以下困境：教學(xué)方法單一、學(xué)生機(jī)械地背誦知識(shí)點(diǎn)、沒(méi)有足夠的時(shí)間思考和提問(wèn)、沒(méi)有自主學(xué)習(xí)的意識(shí)、對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣較低[1]。為了解決這些問(wèn)題，我國(guó)于2001年開(kāi)始實(shí)施新的課程改革，強(qiáng)調(diào)教育應(yīng)回歸現(xiàn)實(shí)生活，承擔(dān)傳播生活經(jīng)驗(yàn)的責(zé)任；提倡積極探索的學(xué)習(xí)方法，使學(xué)生明確學(xué)習(xí)的意義所在[2]。而采用新的適用于學(xué)生發(fā)展需要的教學(xué)模式，不受以往傳統(tǒng)模式的約束，這成為21世紀(jì)新時(shí)代課程改革需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題。

“基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)”（Problem-Based Learning，簡(jiǎn)稱(chēng)“PBL”），是一種圍繞真實(shí)的世界、把學(xué)生作為主體的教學(xué)模式[3]，這一模式由美國(guó)的內(nèi)科醫(yī)生Howard Barrows在麥可馬斯特大學(xué)（McMaster University）于1969年開(kāi)創(chuàng)[4]。該教學(xué)模式看重學(xué)生對(duì)現(xiàn)實(shí)復(fù)雜的問(wèn)題進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，以此來(lái)提高學(xué)生較的學(xué)習(xí)品質(zhì)。與此同時(shí)，真實(shí)的問(wèn)題使學(xué)生進(jìn)一步增加學(xué)習(xí)物理的興致[5]。這對(duì)解決基礎(chǔ)教育的困境提供了幫助。因此，本課題對(duì)基于問(wèn)題學(xué)習(xí)模式設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討。

一、基于問(wèn)題學(xué)習(xí)在中學(xué)物理課堂改革中的應(yīng)用

1.基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)模式課堂教學(xué)流程

該模式勇于探索新的教學(xué)過(guò)程，教師可根據(jù)提前設(shè)置好的情境提出一些問(wèn)題，緊接著學(xué)生們共同收集能解決問(wèn)題的相關(guān)素材，感悟內(nèi)化問(wèn)題來(lái)進(jìn)行學(xué)習(xí)。參考現(xiàn)有文獻(xiàn)，提出基于問(wèn)題學(xué)習(xí)的教學(xué)流程，如圖1所示。

（1）創(chuàng)設(shè)情境，產(chǎn)生問(wèn)題

結(jié)合情境學(xué)習(xí)知識(shí)的理論提出，知識(shí)之所以能夠長(zhǎng)久發(fā)展，歸根于與知識(shí)密切相關(guān)的情境及活動(dòng)，學(xué)習(xí)知識(shí)與創(chuàng)設(shè)的情境緊密相連，學(xué)習(xí)只有在真實(shí)場(chǎng)景中，才是真正有意義的[6]。這樣才能讓學(xué)習(xí)者運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，像專(zhuān)家一樣去思考和實(shí)踐。

圖1 基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)模式流程圖

在課堂開(kāi)始時(shí)，為了讓學(xué)生對(duì)“物理源于生活”有更深入的理解，教師可以從以下方面選擇特定的問(wèn)題情境：

①科學(xué)前沿中的物理知識(shí)

在物理教學(xué)中，教師可以根據(jù)實(shí)際情況酌情增加關(guān)于較前沿的一些物理知識(shí)，以此來(lái)提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也開(kāi)闊了學(xué)生的眼界。比如，在開(kāi)始學(xué)習(xí)聲學(xué)前，教師先講解與聲學(xué)相關(guān)的海洋聲學(xué)的知識(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生們思考聲音是如何反射的，以及聲音的速度是如何變化等相關(guān)問(wèn)題，并盡自己的努力找出問(wèn)題解決的措施。

②日常生活中的物理知識(shí)

物理在日常生活中隨處可見(jiàn)。教師應(yīng)該積極引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活中常見(jiàn)的物理現(xiàn)象，找出生活中的物理問(wèn)題。例如，問(wèn)學(xué)生為什么在使用電器時(shí)時(shí)常跳閘，后果如何，怎么解決等，并逐步指導(dǎo)學(xué)生在該過(guò)程中獲取知識(shí)。

③教科書(shū)中的物理知識(shí)

教師可結(jié)合某個(gè)概念，把教科書(shū)中關(guān)于該概念的某單元開(kāi)頭或結(jié)尾的問(wèn)題融入到教學(xué)情景中。例如，阿基米德利用一個(gè)支點(diǎn)“撬”地球的小故事，能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

（2）根據(jù)情境，分析問(wèn)題

教師需要引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)情境分析問(wèn)題。首先，鼓勵(lì)學(xué)生提出解決問(wèn)題的方案，倡導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維，表達(dá)自己的意見(jiàn)，營(yíng)造開(kāi)放的課堂氛圍。其次，幫助學(xué)生激活現(xiàn)有知識(shí)并建立聯(lián)系。在學(xué)生整理出已知知識(shí)之后，老師將指導(dǎo)學(xué)生將問(wèn)題轉(zhuǎn)換為可探究的學(xué)習(xí)議題，也就是將情境中的問(wèn)題細(xì)化為很多小問(wèn)題，在解決小問(wèn)題的過(guò)程中，新的小問(wèn)題將繼續(xù)產(chǎn)生，直至問(wèn)題達(dá)到解決為止。該過(guò)程將學(xué)生分成各個(gè)學(xué)習(xí)小組，小組根據(jù)學(xué)習(xí)議題確定行動(dòng)計(jì)劃。為了給小組其他成員提供有意義的信息及詳細(xì)的解決方案，小組成員需要在課后進(jìn)行獨(dú)立學(xué)習(xí)，包括：搜索信息、篩選信息、以及對(duì)信息進(jìn)行分析。

（3）科學(xué)探究，解決問(wèn)題

蘇霍姆林斯基說(shuō)過(guò)：“人的內(nèi)心渴望成為一個(gè)發(fā)現(xiàn)者和探索者，而對(duì)兒童而言更為強(qiáng)烈”[7]。為了能夠讓學(xué)生有動(dòng)力探索科學(xué)知識(shí)，我們要盡最大努力給學(xué)生營(yíng)造科學(xué)探究的環(huán)境。不僅如此，《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》也指出，經(jīng)歷基本的科學(xué)探究活動(dòng)是我們學(xué)習(xí)物理的重要途徑，而物理實(shí)驗(yàn)是人類(lèi)認(rèn)識(shí)世界的重要活動(dòng)，也是科學(xué)探究的基礎(chǔ)。

在解決問(wèn)題的階段，為了提高學(xué)生探究科學(xué)的能力及素養(yǎng)，教師應(yīng)以實(shí)驗(yàn)為載體，讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)探究的過(guò)程，鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜測(cè)，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)操作、組織學(xué)生進(jìn)行交流與討論。其科學(xué)探究過(guò)程如下：

①生成新假設(shè)

課堂上個(gè)人將自己搜集到的有價(jià)值的信息與小組成員分享和討論，得出小組的研究成果，小組將其研究成果在班級(jí)中進(jìn)行展示。

在學(xué)生匯報(bào)的過(guò)程中，學(xué)生會(huì)得到新的信息，從而獲得啟發(fā)，生成新的疑問(wèn)，從而形成新的假設(shè)。新形成的假設(shè)可能經(jīng)過(guò)探究是行得通的，也可能是行不通的，無(wú)論結(jié)果如何，都提升了學(xué)生的分析思維能力。

②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

在學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)之前，教師需要對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，提問(wèn)元認(rèn)知問(wèn)題，使學(xué)生的思維更加嚴(yán)謹(jǐn)，實(shí)驗(yàn)方案更加有效。

每個(gè)小組根據(jù)自己選擇的課題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，并把步驟投影到班級(jí)里進(jìn)行完善，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表并進(jìn)行交流，最后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的探究。

③進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，收集證據(jù)

學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，教師要在各組之間進(jìn)行巡邏，組織學(xué)生有序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，同時(shí)對(duì)于學(xué)生不正確的實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行指導(dǎo)。

④得出結(jié)論，展示成果

學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，并上臺(tái)展示其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與成果。在展示過(guò)程中，學(xué)生要展示的內(nèi)容不僅包括成果，還應(yīng)包括小組成員間是如何開(kāi)展協(xié)作的。

（4）評(píng)價(jià)反思，感悟問(wèn)題

杜威認(rèn)為，反省思維是指對(duì)事物的存在和發(fā)展的反思。反思是最精髓的一種思維，也是思維的最高等級(jí)。不斷反思有助于提高思維能力[8]。

在感悟問(wèn)題時(shí)，教師可引導(dǎo)學(xué)生全面評(píng)估自己。自我評(píng)估的內(nèi)容包含：學(xué)習(xí)的態(tài)度、各方面能力的提升、知識(shí)獲得的程度和作品的評(píng)估。評(píng)估的目的不僅是評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，更重要的是獲取反饋的信息，以此幫助學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)行為進(jìn)行監(jiān)控跟調(diào)整，使學(xué)生達(dá)成學(xué)習(xí)的目標(biāo)。

2.基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)模式課堂教學(xué)設(shè)計(jì)案例

《空氣的“力量”》選自初中物理滬科版八年級(jí)下冊(cè)第八章第三節(jié)，在學(xué)習(xí)本節(jié)課內(nèi)容之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了固體壓強(qiáng)、液體壓強(qiáng)等知識(shí)。

在本節(jié)課的教學(xué)中，教師創(chuàng)設(shè)“沒(méi)有風(fēng)擋玻璃的四川航空3U8633的飛行”的情境，提出“分析副駕駛被吸出艙外的原因”的問(wèn)題，讓學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中獲取知識(shí)。具體教學(xué)設(shè)計(jì)如表1所示。

本課程的核心問(wèn)題是大氣壓強(qiáng)相關(guān)內(nèi)容。初始研究問(wèn)題是：結(jié)合事件發(fā)生時(shí)的環(huán)境，對(duì)玻璃破裂后副駕駛“吸”出艙外的現(xiàn)象進(jìn)行解釋。學(xué)生們的自主學(xué)習(xí)專(zhuān)注于飛機(jī)飛行高度、速度、機(jī)艙溫度和機(jī)艙內(nèi)失壓等環(huán)境問(wèn)題。當(dāng)教師在整合學(xué)生自主學(xué)習(xí)所搜集的信息并組織學(xué)生討論失壓對(duì)機(jī)組人員的影響時(shí)，學(xué)生需要解決大氣壓強(qiáng)的問(wèn)題，教師借此機(jī)會(huì)詢問(wèn)學(xué)生：什么是大氣壓強(qiáng)？如何證明大氣壓強(qiáng)的存在？于是，我們?cè)噲D解決的問(wèn)題上升為“理解大氣壓強(qiáng)是什么”的問(wèn)題。

在了解大氣壓強(qiáng)的存在之后，學(xué)生會(huì)進(jìn)一步思考：副駕駛“吸”出去是因?yàn)闄C(jī)艙內(nèi)外大氣壓強(qiáng)的大小不一樣嗎？大氣壓強(qiáng)到底有多大？于是，需要解決的問(wèn)題便上升為大氣壓強(qiáng)大小的問(wèn)題，為了解決這個(gè)問(wèn)題，需要用多媒體演示托里拆利實(shí)驗(yàn)，通過(guò)觀察與思考，理解大氣壓強(qiáng)的測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)大小的計(jì)算。并鼓勵(lì)學(xué)生討論：機(jī)艙內(nèi)外大氣壓強(qiáng)為什么不一樣？飛機(jī)上升艙內(nèi)為什么要加壓？如此，學(xué)生關(guān)注的焦點(diǎn)便轉(zhuǎn)變?yōu)榇髿鈮号c高度的關(guān)系的問(wèn)題。

表1 《空氣的“力量”》教學(xué)設(shè)計(jì)

經(jīng)過(guò)前面問(wèn)題的分析和解決，學(xué)生可得知，副駕駛“吸”出艙外的原因是機(jī)艙內(nèi)外存在壓力差，此時(shí)，有的學(xué)生會(huì)進(jìn)一步深究存在的壓力差的大小，即風(fēng)擋玻璃所承受的壓力，為了解決這個(gè)問(wèn)題，需要學(xué)生搜集一定的信息，自主得出風(fēng)擋玻璃所承受的壓力。在問(wèn)題的最后，教師再鼓勵(lì)學(xué)生思考：此時(shí)應(yīng)對(duì)機(jī)艙氣壓下降的有效方法？如此，在解決問(wèn)題——提出問(wèn)題的循環(huán)往復(fù)中，問(wèn)題的學(xué)習(xí)研究得以越來(lái)越深入。師生就這樣以問(wèn)題為媒介不斷思考，不斷培養(yǎng)和發(fā)展我們的問(wèn)題意識(shí)、研究能力，基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)也就這樣不斷生成、發(fā)展和豐富。

結(jié)語(yǔ)

筆者通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，在走出傳統(tǒng)的講授式教學(xué)模式，用基于問(wèn)題學(xué)習(xí)的模式進(jìn)行教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立探索和解決問(wèn)題的過(guò)程中，學(xué)生通常處于積極思考的狀態(tài)，大膽猜測(cè)、分析和與他人合作，從而得出結(jié)論。在這種親身實(shí)踐中獲得的知識(shí)可以使他們真正感覺(jué)到物理源于生活，并被應(yīng)用到生活中，進(jìn)而激發(fā)他們學(xué)習(xí)物理的興趣。這樣，學(xué)生不僅可以在這種教學(xué)模式中獲得靈活的知識(shí)，而且可以培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，這符合學(xué)生的心理認(rèn)知特點(diǎn)。

但同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，一些學(xué)生對(duì)該模式不適應(yīng)，存在“水土不服”的現(xiàn)象。因此，教師有必要不斷加強(qiáng)理念更新，運(yùn)用多種教學(xué)方式來(lái)靈活設(shè)計(jì)課程，使學(xué)生逐漸適應(yīng)，達(dá)到全面提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生能力的目的。