基于PBL的初中物理教学设计研究

2019-10-24万新月姜玉梅

成才之路 2019年25期

万新月姜玉梅

摘要：PBL（Problem-Based Learning）是一种以问题为导向的教育教学理念，重点培养学生在真实问题情境下运用已有知识解决问题的能力。文章以初中物理“浮力”一课为例，从分析、选择、评价三个阶段阐述了基于PBL进行教学设计的策略和要点，为PBL教学模式的推广提供参考。

关键词：PBL;初中物理;教学设计;教学策略

中图分类号：G633.7 文献标志码：A 文章编号：1008-3561（2019）25-0060-02

PBL是一种以真实生活情境中的复杂问题为起点，以小组讨论合作为课堂组织形式，学生通过多种途径自主构建知识，注重问题解决能力的培养的教学模式，其在基础教育中逐渐受到欢迎。目前关于PBL的研究有很多，例如寇敏对PBL课堂中问题该如何设计进行了具体的研究;翁宗琮提出先分析教学目标、学生情况，再创设情境，最后阐述在教学策略、教学过程和教学效果评价设计方面的步骤;王晓琛根据新授课、习题课、复习课、实验课、试卷讲评课的特点分别进行了教学设计模式与策略的构建;祝俊风根据罗伯特PBL七步模型整合出课堂中的PBL学习过程模型。从众多的研究成果看，要想顺利实施PBL课堂教学，笔者认为一份成熟的教学设计非常重要，而教学设计的模型众多，其中迪克—凯瑞的教学设计过程模式包括确定教学目标、选用教学方法、开展教学评价三个大环节与九个小环节，最为贴近教师的教学实际。为使PBL课堂真正高效可实施，笔者基于迪克—凯瑞的教学设计模式，创新设计了基于PBL的初中物理教学设计模型（如图1所示），并结合浮力教学进行了具体的阐述。

一、基于PBL的浮力教学设计的分析阶段

1.分析教学内容

浮力是理论联系实际的物理知识，也是学生必备的物理知识，把这部分内容放在初中，并要求一次性过关，高中教学中不再重复，可见浮力一课在初中物理知识体系中占有很高的地位。下面对教学内容进行简要的分析。

首先，教师可列出学生在浮力一课中需要掌握的知识点如浮力的定义、下沉的物体是否受到浮力、影响浮力大小的因素、阿基米德原理等，其中探究影响浮力大小的因素为教学重点，阿基米德原理为难点。然后，根据学生认知发展规律及思维培养的需要，教师可稍修改教材内容顺序，将称重法测浮力放在探究影响浮力大小的因素时进行教学。其次，教师引导学生联系前后章节，通过梳理可发现：前一章力与运动的知识成为浮力学习的工具，本章所学液体压强的知识可为浮力的学习提供铺垫，浮力的学习也有利于后面“物体的浮与沉”的学习。

2.分析三维目标

仔细研读新课程标准，整理出浮力一课的知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观目标，然后根据本节课课程内容的特点具体编写出与PBL课堂相对应的、有利于学生发展的三维目标。其中与传统教学最为不同的是将过程与方法目标定为“学生自主查阅资料并分析，理解称重法测浮力;并运用称重法进行小组实验，总结得出浮力大小的影响因素”，强调学生的主体地位以及探究、实践操作能力的培养。

3.分析学习者

分析学生的心理特点，他们好奇、好动、好强，应多运用实验调动其学习积极性与主动性，所以浮力整节课将围绕实验进行;分析学生的认知规律，初中生的思维方式处在由形象思维向抽象思维过渡的阶段，学生对浮力有一定的感性认知，在教学中应注意积极引导学生在已有知识的基础上发展抽象思维;分析知识结构，在进行教学设计时要唤醒学生的原有认知。在学习浮力之前，学生已经学习过力的测量、二力平衡、力的合成、密度、压力、压强等重要知识，可充分挖掘学生原有知识，为新课的学习服务。如何将已有知识进行综合运用，将感性认知提高到理性理解，是教师进行教学设计时要仔细思考的问题。

4.分析教学环境

教学环境包括硬件环境和软件环境。硬件环境指学校的基础设施、座位安排、实验器材、多媒体等;软件环境指师生关系、家长及社会对新兴教学模式的包容性等。分析教学环境，有助于PBL课堂教学的顺利开展。

二、基于PBL的浮力教学設计的选择阶段

1.选择教学资源

“浮力”一课中的素材包括“死海”、称重法测浮力、阿基米德鉴别皇冠的故事等文本素材以及橡皮泥、水、浓盐水、小木块、弹簧测力计、烧杯等实验器材。这些教学资源能保证学生的探究不偏离教学目标、提高课堂学习效率。

2.选择教学策略

好的教学策略有助于教师完成教学目标，是高效安排学生课堂学习的方法，包括：

（1）结构不良问题的设计。找准本节课核心的知识目标，根据此目标创设一个真实的问题情境，能否把学生生活中与此知识目标有关的经验穿插在整个问题任务链中，是整节课问题设计的关键。“浮力”这节课最重要的知识目标是“认识浮力，知道浮力大小的影响因素”，教师可在课堂开始时创造问题情境：如果不小心将乒乓球掉进手伸不进的细长洞里，该怎样取出？如果掉进去的是鸡蛋呢？之后课堂上提出的引导性问题依然是开放性的，学生不能通过翻阅课本直接找到答案，这对学生的逻辑推理能力、应变能力、动手能力、概括总结能力都提出了挑战。

（2）引导性问题的设计。这类问题在学生讨论难以推进的时候提出，具有思考性。学生讨论遇到困难或取得阶段性成果，而本节课的教学目标还未达成时，教师要引导学生继续探究，但不能直接指明方向，而同样应创造一个真实的问题情境，由学生自主分析问题后进行探究。当学生探究出浮力大小和液体密度有关，取出鸡蛋的方法是往洞里加浓盐水后，教师提出新问题“同学们在浴缸内洗澡或将手压入水中的时候有什么感受，浮力大小仅和液体密度有关吗”，引导学生继续探究物体浮力大小与浸入液体体积的关系。布置学生阅读阿基米德的故事，引导发问“从同学们的讨论中，我常听见几个关键词，联系这几个词，想想它们之间可能存在什么关系”，鼓励学生自己推导出阿基米德原理。

（3）教学活动的设计。基于PBL教学模式的浮力课堂以学生小组实验探究为主，教师先营造学生自主学习的氛围，将学生异质分组，呈现真实的问题情境，提出结构不良问题，并提供问题解决的相关素材。学生进入情境，运用二力平衡的知识对乒乓球和鸡蛋进行受力分析，将结构不良问题转换成结构良好的物理问题“怎样增大浮力”。学生小组讨论进行问题初探，列出已知内容“什么是浮力”和未知内容“影响浮力大小的因素、测量浮力大小的方法”。学生根据“死海”的神奇浮力提出猜想：液体密度影响浮力大小。列出验证方案，结合课本和素材进行实验探究，解决问题：要想从洞里取出鸡蛋，应该往洞里加浓盐水。各小组展示成果，汇总后得到结论：增大浮力的方法包括增大液体密度。此时本节课还没有结束，教师提出引导性问题“用浴盆洗澡或将手压入水中的时候有什么感受”，学生进行问题再探究“浮力大小还和什么因素有关”，重复以上探究过程，得出与物体排出液体体积有关的结论。最后让学生体会阿基米德的探究过程，辅以学生实验，激发学生勇于探求科学真理的热情，培养学生实事求是的科学态度。最后教师总结本节课所学，并进行学习评价，让学生反思在本节课的表现。

三、基于PBL的浮力教学设计的评价阶段

课堂评价环节是PBL教学模式的一个重要组成部分。其一是对教学设计的评价，包括对教学目标、教学内容、教学方法、教学手段的评价;其二是对教学实践的评价，包括学生掌握本节课几个知识点的程度、解决实际问题的程度、课堂参与度与学习热情、分析与界定问题的能力、记录与分析数据的能力、设计探究浮力大小影响因素实验的能力、总结与评价交流的能力等。经过笔者的实践验证，学生在PBL教学模式下学习兴趣大幅度提高，动手和合作能力都能得到训练。

四、总结与反思

基于问题的教学方式很早就运用到课堂教学当中，但在我国的实际应用中，许多教师只是将问题与生活情境作为课堂导入的引子，而本文从课堂教学的源头——教学设计出发，探索出适应实际教学需要的PBL教学模式，在基于PBL的教学模式下，物理教师需要不断提高创新教学设计的能力，既注重知识的传授，又注重能力、个性的培养，以便达到最佳的教学效果。要注意的是，教师在进行基于PBL的教学设计时，要选择合适的课题，不是所有教学内容都能生搬硬套，扣上以生活情境为背景、以问题任务为主线的帽子;引导实验探究时要站在学生的立场上思考，以学生认知规律为基础，促进学生思维发展;教师要做好学科专家、杂家，学生的咨询者、帮助者、指导者，不能越俎代庖，替学生解决问题;提问时切不可出现标靶式问题，故意缩小学生思考范围，虽然课堂教学能高效进行，但学生的创造力得不到激发。