PBL教學模式在初中物理教學中的應用研究

沈 晴

(蘇州市青云實驗中學,江蘇 蘇州 215235)

根據《義務教育物理課程標準(2022年版)》的要求,科學探究式教學需要注重學生的探究能力和學習興趣的培養.PBL教學模式通過問題驅動學生的學習,讓學生逐步掌握自主探究和解決問題的能力.新課標指出現代教育科學課程要符合時代發展的“體現科學本質的綜合性基礎課程”,并強調科學課程的實踐性.它不僅能夠幫助學生保持好奇心,而且可讓學生認識自然世界,理解科技、社會和環境之間的聯系,培養學生科學素養和科學態度.同時,逐步樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀,培養強烈的社會責任感等[1].

1 PBL教學模式的概念

1.1 理論基礎

1.1.1建構主義學習理論

建構主義學習理論認為學生不是被動接受知識,而是根據自身的經驗、知識、觀點和思考能力來建構新知識.PBL教學模式通過引入開放性問題或情境,促使學生自我探究,主動構建知識結構,從而促進學生深入掌握知識.

1.1.2社會交往理論

社會交往理論指出,在社會交往中獲得的經驗和知識比獨立學習所獲得的更為深入、有力和豐富.PBL教學模式通過小組合作、討論和分享,促進學生之間的互動和合作,培養學生交際能力和團隊精神.

1.1.3情境學習理論

情境學習理論認為學習最好在實際情境中進行,通過真實的情境模擬,學生可以更好地理解和掌握知識.PBL教學模式通過問題或情境的引入,讓學生在實際情境中追求解決方案,使學習變得更加生動,更具情感化,更貼近實際.

1.1.4反思學習理論

反思學習理論認為學習不僅僅是獲取知識,還包括對知識的理性反思和評估.PBL教學模式鼓勵學生在實踐和探究中進行反思,幫助學生深入理解和掌握知識,同時促進學生自我認識和發展.

1.2 PBL教學模式的概念

PBL教學模式是一種以問題解決為中心的教學模式,全稱為“基于問題的學習”(Problem Based Learning).它是現代教育領域中的一種新興教學模式,其目的是培養學生獨立思考、團隊合作、主動學習的能力.PBL教學模式是通過引入問題來推動學生的學習和思考,讓學生在解決問題的過程中去發現知識、掌握技能和培養能力.通常PBL教學模式通過以下步驟進行:首先,學生面對一些開放性的問題,例如如何判斷一種新藥是否有效、如何設計一個高效的節能車等,這些問題需要學生進行一系列研究、分析、實驗、討論等;其次,學生會自主地尋找解決問題的途徑,并逐漸發現問題涉及到的知識點和技能;最后,學生通過提出解決方案的方式來解決問題[2].

在運用PBL教學模式過程中,教師會通過引導學生探究、分析和解決實際問題,從而讓學生在積極探索中破除舊的學習觀念,接觸新的知識.這種教學方式不僅能讓學生輕松進入學習狀態,還能夠激發學生的學習興趣,提高學習效果.PBL教學模式的另一特點是自主性的學習過程.教師在教學過程中只是引導學生,不會對學生的學習過程施加任何限制或要求,讓學生通過探究和實踐,完成對知識的深入理解和掌握.PBL教學模式還注重團隊合作和互動,每個學生在團隊中扮演的角色不同,有的是負責問題的提出,有的是提供解決方案,有的則是做研究和整理相關知識[3].這種綜合合作模式有利于學生掌握交際能力,培養團隊精神,提高學生的合作意識和實踐能力.

2 PBL教學模式在初中物理教學中的應用

2.1 PBL教學模式在初中物理教學中的設計和實施

在初中物理教學中,PBL教學模式的實施可以有效幫助學生掌握物理相關基礎知識,并提高學生的思維能力、實踐能力和創新能力.

首先,PBL教學模式的設計需要圍繞問題進行.對于初中物理教學,問題可以分為現實問題和知識問題兩類.現實問題可以是與學生生活相關的問題,如太陽能是如何轉化為電能的?或者是與學生日常體驗相聯系的問題,如為什么球墜落時速度會越來越快?知識問題則是與課程相關的問題,如什么是機械能?如何計算機械能的變化量?問題應該能夠引起學生的興趣,同時也應該有一定難度,否則無法體現PBL教學模式的優勢.

其次,在問題確定后,教師需要通過制定調查計劃、搜集資料等方式,引導學生探究問題,同時提供必要的背景知識.例如,當學生遇到問題“太陽能是如何轉化為電能的”時,教師可以引導學生制定探究計劃,通過網上搜索資料、閱讀相關文獻等方式,收集太陽能、電能相關知識,在此基礎上,講解太陽能光伏發電的原理和發電過程.

最后,當答案被找到時,學生將答案展示給全班同學,教師評估學生的資源搜集、信息獲取以及在研究過程中所發現的問題.學生展示過程中還可以將個人體會、感悟和意見進行匯報.其他同學也可以詢問問題,學生需要對于問題給出完整的解決方案.例如,在太陽能轉化為電能的問題探究結束后,學生應該能夠給出一個簡單的設計方案,并提出相關的問題和改進方案.

在初中物理教學中,PBL教學模式能夠促進學生思維與實踐能力的發展,同時能夠加深學生對課程的理解和記憶.相比傳統教學模式,PBL更能夠培養學生的探究精神、創造性思維、自我學習和自我管理的能力.

2.2 PBL教學模式在初中物理教學中的應用

PBL教學模式將學生放在學習的主體地位,讓學生在自己的興趣和學習需求中選擇學習內容,創造性地完成任務制作.

2.2.1明確學習方向,加強團隊合作

初中物理教學中,PBL模式可以讓學生在其自身的學習需求中選擇學習內容.比如說,將學生分組,讓每個組負責調查研究某一特定的物理現象,例如彈簧是否符合胡克定律、集成電路中二極管的作用是什么、常見儀器如何實驗優化等.通過讓學生參與實踐操作,與課本和講授中的科學理論知識靈活貫通,增強學生對物理學的興趣.在PBL模式下,還可以讓學生自主制定學習任務.學生可以根據自己的知識水平和學習風格進行選擇,如制作視頻、海報或動畫等,任務制作過程中需要學生之間進行合作和交流,讓學生懂得互幫互助,從而潛移默化地提升學生的溝通、人際關系和協作能力.

2.2.2強化動手能力,分享學習經驗

PBL教學模式鼓勵學生從實踐中獲得經驗,因此PBL可以在實際操作中應用并強化學生的物理實驗技能.比如在PBL環節中,學生們可以從中學習不同的物理實驗,不斷總結實驗規律和思考實驗結果.PBL也可以促進跨學科教學的實現,為了完成學習任務,需要學生挖掘歷史和文化等相關知識.例如,在了解力學方面的知識之后,可以讓學生分析科學家胡克的生活背景和成果所具有的現實意義,讓學生得到更多的人文修養.PBL教學模式在初中物理教學中具有多重作用,通過實際操作可以培養學生的實驗技能,同時,在學習的過程中啟發學生了解科學自然、歷史文化等,不僅開闊學生視野,而且激發學生熱愛自然科學的興趣.

3 PBL教學模式在初中物理教學中的實踐案例

在初中物理教學中,采用PBL教學模式可以充分發揮學生的主觀能動性和創造力,加強學習和應用能力的培養.以“探究熱的傳導方式和控制方法”課題為例,通過教師的提問引導學生深入思考和探究,關注問題和環節整合,幫助學生發現和解決熱傳導方面的問題.在問題引導下,學生們通過實驗、演示、講解等方法逐漸透露出問題的根源和解決方法.同時,在實踐中學生逐漸學會了PBL的思維方式和解決問題的技能.在實踐過程中,教師需提前安排學生分組,每組學生在問題溝通和解決方面互相協作、交流,包括口頭匯報、寫作、簡短視頻等.最終答案將會在跟全體討論中得以匯總,然后在整期課程內與學生分享,同時為確定的問題提供有效解決方案.

首先,教師需要給學生提出一個問題:在生活中,我們如何控制熱的傳導方式,達到保暖或降溫的效果?學生通過小組討論和課堂探究,深入探究熱的傳導方式和控制方法的相關原理.在探究過程中,他們學習了傳導、對流和輻射三種熱傳導方式的不同特點,以及衣服、暖器和空調等物品的熱控制原理.為了使學生更好地理解這些概念,可以組織進行一些實驗,例如制作保溫杯,測量杯子內水的溫度隨時間的變化,讓學生感受不同材質對水溫的影響.

其次,基于所學知識,教師可以給學生安排小組項目作業,要求他們設計并制作一個冬季保暖產物,同時要考慮其溫度控制和熱傳導效果.在這一作業中,學生需要考慮物品的材料、厚度、設計和易用程度等因素,從而制作出實用且創新的產品.學生在制作過程中會積累豐富的實踐經驗,并結合小組討論,可以加深學生對于吸熱、限制熱傳導和加熱控制等方面知識.

最后,學生通過展示作品,并結合項目報告,闡述他們的想法和實驗數據.這種PBL教學模式的實踐,不僅可以鍛煉學生的實踐技能,還能加深他們對“熱的傳導方式和控制方法”的理解.通過問題驅動式的學習,能充分發揮學生的創造力和思維能力.在初中物理教學中采用PBL教學模式是一個務實而可行的方法.它通過激發學生的學習興趣和提高學生的創新意識和綜合素質,提升教學質量,使學習變得更加有趣和生動.此外,這種教學方式還可以對學生生活產生積極影響.

總之,PBL教學模式可以激發學生的問題意識,使學生在真實的問題情境中更能開闊思路,更容易提出問題和解決問題,從而對物理知識產生更深層次的理解.PBL教學模式是一種追求主動參與和自主探究的學習方式,應用于初中物理教學中,可以提高學生的學習興趣、探究能力和創造力,培養學生的綜合素質.