PBL教学模式在高中物理教学中的应用

韦国兴

如今,我国正处于飞速发展的时期,对人才的需求逐渐发生了变化,预示着教育也需要作出相应的改变,这也就给高中物理课堂教学提出了更高的要求。基于此,物理教学将不再仅仅停留在基础物理知识的传递,更重要的是注重学生能力、思维、意识方面的培养,这是传统物理课堂教学做不到的。在这样的教育背景下,PBL教学模式应运而生。因此,作为一名高中物理教师要紧跟当前教育领域的改革步伐,主动应用该模式,引领学生积极参与物理课堂,最终达到促进学生获得全面物理成长的目的。

一、 PBL教学模式在高中物理教学中的应用价值

(一)有利于激发学生物理学习兴趣

众所周知,高中物理课程相对复杂、逻辑性很强,导致部分学生难以产生较强的物理学习兴趣。缺少物理兴趣的加持,学生很有可能会产生负面情绪,这也是他们学不好这门课程的重要因素。而PBL教学模式则要求教师以学生作为物理教学主体,关注学生本身的物理学习需求。故而,教师会尝试营造各种丰富的教学情景,给学生呈现出生机勃勃、活力满满的物理课堂,容易触及学生的兴趣点。同时,还能大幅度降低物理知识的学习难度,学生物理学习兴趣也就能得到快速激发。

(二)有利于锻炼学生物理思考能力

传统的物理教学通常都是直接将物理知识展现在学生的眼前,要求学生生硬接受,学生很难形成深刻理解,更别说灵活运用了。而通过分析和解读PBL教学模式,发现该模式的应用基础就是物理问题,即基于物理问题的物理教学。那么,在该模式下,教师需引领学生主动思考和分析物理问题。在这一过程中,学生的物理思考能力自然将会得到较好的锻炼,既能进一步加深学生对物理知识的把握程度,又能推动学生物理思考能力的逐步提升。

二、 PBL教学模式在高中物理教学中的应用原则

第一,问题驱动。在PBL教学模式中,问题是整个教学过程中的重要载体,学生在学习过程中需要围绕问题进行思考与探究。因此,教师运用PBL教学模式组织高中物理教学时应遵循问题驱动原则,将问题贯穿教学设计的始终。在问题的引领下,可以为学生的探究过程提供一定的支架,使学生在问题的分析与解决中实现物理知识的建构,这对学生学习质量的提高无疑具有积极影响。

第二,学生主体。在PBL教学模式下的高中物理课程中,学生是整个教学过程的中心,而教师则是教学活动的组织者。因此,教师在PBL教学模式的应用中要遵循学生主体原则。一方面,教师要了解和尊重学生的学习需要,明确学生的发展潜能,准确把握学生的“最近发展区”,从而使教学内容更加适合学生;另一方面,教师在教学中要为学生创造相对自由与宽松的学习环境,使学生能够结合自己的想法进行深入的探究以及表达。利用这种方法,能够发挥出学生的能动性,挖掘学生的学习潜能。

第三,合作探究。运用PBL教学模式组织教学活动的目的之一是帮助学生取得事半功倍的学习效果。为了促进这一目标的落实,教师应遵循合作探究原则,鼓励学生以团队合作的形式进行新知识的探究。在这一原则的指导下,可以使学生的不同观点得到碰撞,从而促进学生的思维发散。

第四,情境建构。顾名思义,情境建构原则是指PBL教学模式的开展要依托真实的情境。尤其是在物理课程中,真实的情境不但可以促进学生对所学知识的理解,而且有利于拉近课程内容与学生之间的距离,激发学生的积极性。因此,在PBL模式指导下的高中物理教学中,教师要有意识地结合课程内容进行情境创设,从而为教学活动的顺利进行奠定基础。

三、 PBL教学模式在高中物理教学中的应用途径

(一)明确教学目标

无论利用任何方法组织教学活动,为了真正体现出学科教学的价值,帮助学生顺利参与后续学习活动中,需要以清晰的目标作为引领。因此,在PBL教学模式指导下的高中物理教学中,教师首先需要结合课程内容设置相应的教学目标,以此来突出课程实施的重点,从而为后续教学活动的开展指明方向。

比如,在学习“向心力”这一节物理内容时,为了运用PBL教学模式培养学生的综合物理素养,教师可以着眼于以下几个角度设置教学目标:第一,物理观念目标:引导学生对向心力的概念形成初步的认识,使学生明确向心力的来源,并帮助学生对向心力的表达式进行探究。第二,科学思维目标:引导学生依托问题情境进行向心力概念的建构,并在这一过程中促进学生分析以及推理能力的发展。第三,科学探究目标:引导学生利用实验方法进行向心力大小的探究,在实验中使学生对控制变量法有更加准确的掌握,并培养学生动手操作、物理现象观察、数据分析、归纳总结等能力。第四,科学态度目标:引导学生在探究中感受物理知识的乐趣,并逐步使学生的物理学习态度更加科学严谨。这样的目标能够突出课程重点,从而使PBL教学模式的应用更加有的放矢。

(二)创设问题情景

应用PBL教学模式的关键在于物理问题的设计,换言之,物理问题情景的创设十分重要。因此,高中物理教师需注重物理问题情景的合理创设,以此推进PBL教学模式的顺利开展。根据具体的物理知识,并考虑学生的物理基础,围绕学生最近发展区设计物理问题,以启发学生逐步完成物理知识的内化。需要注意的是,教师务必把控好物理问题的难易程度,决不能超出学生本身的能力范围,否则学生将无法展开,更别说主动解决了,不利于学生的物理进步。

比如,在学习“质点 参考系”这一节物理内容时,教师可结合学生已有经验,直接创设物理问题情景:“同学们,在你们的身边,经常会看到什么样子的运动呢?”由此引发学生的思考。有的学生说能看到汽车行驶,有的学生说看到动物奔跑等。接下来,教师可继续追问:“那你们知道该如何描述这些运动吗?在运动过程中,该物体各个部分的运动状态是否相同呢?”在该问题的引导下,学生将会陷入物理思考中,并逐渐朝着本节物理内容展开探究。最后,再以这些物理问题为基础,向学生讲解本节物理内容。通过创设物理问题情景,启发学生逐步接触和内化物理知识,学生也将能获得相应的物理进步。

(三)组织物理实验

物理实验,是整个物理教学体系的重要组成部分,也是帮助学生深刻掌握物理知识的直接途径,更是应用PBL教学模式的关键。因此,高中物理教师需适当组织物理实验,以推进PBL教学模式的顺利开展。一方面,教师可在讲台上示范操作,要求学生仔细观察解决相应的物理问题;另一方面,可让学生自主操作实验,给学生提供足够的空间,让学生自主寻找物理问题的答案。

比如,在学习“实验:探究小车速度随时间变化的规律”这一节物理内容时,要想加深学生对加速度概念的理解,物理实验的组织是必不可少的。第一步,提前准备好需要用到的物理实验材料,包括小车、纸带、打点计时器等。第二步,向学生讲解本次物理实验的原理及步骤,明确学生的物理实验方向,并提出以下问题:打点计时器可以直接测量什么物理量?为什么部分纸带没有点,且点出现时间距很大?处理数据的方法是什么?接下来,再让学生一边操作该实验,一边思索这些物理问题。在这一过程中,不仅能锻炼和发展学生的物理实验技能,而且还能强化学生对本次物理实验的理解,对学生的物理成长有着很大的帮助作用。

(四)开展小组合作

在以往的物理课堂上,学生普遍处于被动接受的学习位置上,学生并没有融入物理课堂上,很难快速掌握物理知识。而小组合作则可以给学生提供思考、探究的空间。因此,高中物理教师可灵活组织小组合作,以推进PBL教学模式的顺利开展,在合理分组的基础之上,再给出适合小组探究的物理任务,鼓励小组内相互讨论、共同探究。这不仅能锻炼和发展学生的物理探究能力和合作意识,而且还能进一步强化学生对物理知识的认知,对学生的物理成长十分重要。

比如,在学习“力的合成与分解”这一节物理内容时,为了最大化PBL教学模式在本节物理课堂上的应用效果,教师可尝试采用小组合作的形式,让学生在相互交流中完成物理问题的解决。第一步,合理分组:教师需从整体的角度上审视学生,依据互补原则,将能力不同、基础不同的学生分到一个小组中,使小组之间能实现合作互赢。第二步,给出物理问题:什么是平行四边形运算法则?它的特点是什么?什么是合力?什么是分力?等效替代法是什么?接下来,再让小组共同探究和分析这些物理问题。在合作过程中,每一个学生都毫无保留地提出自己的看法,学生的物理思维发生碰撞,最终得到正确的答案。最后,教师可带领全体学生一起总结,使学生能形成全面的物理理解。

(五)引入信息技术

如今,随着我国科学技术的不断发展,信息技术凭借自身的多重优势在各个课堂上取得了显著的效果。既能丰富物理课堂内容,又能给学生带来不一样的学习体验。因此,高中物理教师可合理引入这一辅助手段,以推进PBL教学模式的顺利开展。基于该手段,教师可向学生直观显示与物理知识相关图片、视频等内容,给学生打造丰富、有趣的物理课堂。这时,教师只需围绕这些丰富内容进行提问,既能进一步拓宽学生的物理视野,又能提升学生探索物理知识的兴趣。

比如,在学习“曲线运动”这一节物理内容时,教师可及时引入信息技术手段,抓住学生注意力,使学生能主动参与物理问题的解决,这是提升PBL教学模式的关键。第一步,利用信息技术,展示田径比赛中运动员投掷标枪、铅球的视频。这时候,一边播放视频,一边提问:“同学们,仔细看视频,标枪和铅球是怎么运动的呢?它们的运动轨迹会是怎样的呢?”由此带领学生初步接触和认识曲线运动。与此同时,教师还可播放其他含有曲线运动的视频,像炮弹发射等,为后续曲线运动的学习打好基础。第二步,再以这些视频为基础,继续追问:“仔细看,这些视频是否存在什么共同点呢?”之后,再结合视频内容,带领学生总结曲线运动的概念。与直接讲解概念相比,这种方式更加容易被学生接受,学生的学习效率明显提高。

(六)设计趣味活动

高中阶段的学生需要面临多学科的压力,容易产生厌倦感。再加上,物理课程比较难学,学生更不愿意主动参与。这时候,学生物理兴趣的激发显得十分关键。实际上,学生往往对趣味的游戏活动有着极高的兴趣,因此,高中物理教师不妨灵活设计趣味游戏活动,以推进PBL教学模式的顺利开展。那么,教师需要考虑具体的物理知识,并选择学生喜闻乐见的游戏活动,将两者进行有效融合,鼓励学生积极参与。如此一来,学生可以在享受游戏趣味的过程中完成物理知识的升华。

比如,在学习“圆周运动”这一节物理内容时,为了提升学生的积极性,实现PBL教学模式,教师可设计“物理知识大比拼”的趣味游戏活动:围绕本节物理内容设计从简单到复杂的物理问题,学生则需举手抢答,看哪一位学生回答得又快又准确。对于学生来说,本次活动的趣味性较强,所以不需教师过多强调,学生自然参与举手抢答中。那么,教师可从圆周运动的概念开始提问。在这一过程中,学生都在绞尽脑汁地思考和解决圆周运动问题,不仅能提升物理课堂对学生的吸引力,而且还能帮助学生加深理解。

(七)采用分层教学

无论是物理基础,还是学习能力,每一个学生都存在一定的差异。倘若教师给出统一化的物理问题,那么可能会出现这样的情形:有的学生认为简单,有的学生认为复杂,学生之间的物理差异将会变得越来越大,难以实现整体的物理进步。因此,高中物理教师有必要采用分层教学,以推进PBL教学模式的顺利开展。这也就要求教师须切实把握每一个学生的物理基础,并合理划分层次。针对不同层次的学生,给出不同的物理问题,使全体学生都能受到物理启发,促进学生获得不同程度上的物理进步。

比如,在学习“万有引力定律”这一节物理内容的时候,教师可提出不同层次的物理问题。针对物理基础薄弱的学生,则可以从复习开始提问:“行星为什么会绕着太阳运动呢?”由此带领学生复习之前的相关物理知识,为后续的物理学习奠定基础。针对物理基础较好的学生,则可以适当增加挑战性:“那么,试想卫星与地球之间的力是否存在什么关系呢?”通过分层提问学生,全体学生都有机会参与,才能真正发挥出PBL教学模式促进学生物理成长的作用。

(八)促进知识应用

PBL模式的应用要依托真实的情境,基于这一要求,教师引导学生学习课内基础知识的过程中,可以引入一些生活元素,组织学生利用所学知识对生活化问题加以解决。这样不但可以使学生在知识应用中实现知识的内化,而且有利于进一步激发学生对物理知识的学习热情,从而帮助学生提高学习质量。

比如,在学习“闭合电路的欧姆定律”这一节物理内容时,引导学生通过课内的问题探究掌握基础知识,教师可以设计这样一个任务:夏季来临,用电高峰期也随之到来。每到这个季节,一些家庭的灯泡有时候会变暗,能否利用闭合电路的欧姆定律的相关知识对这一现象进行解释。这是一个与现实生活密切联系的问题,学生在解决这类问题的过程中,不但可以深化课内所学知识,而且能够进一步认识到电学知识在生活中的应用价值,强化学生节约用电的意识。相对常规的物理问题,生活化问题的解决更有利于帮助学生实现学习质量的提高。

四、 结论

综上所述,PBL教学模式对学生思维的锻炼、能力的培养、效率的提升均有着不容忽视的重要作用。因此,高中物理教师需及时转变自身的物理教育观,针对该教学模式进行解析,在把握其内涵的基础之上,结合学生的物理基础,积极尝试从多个方面进行应用,快速调动学生内在的物理学习动力,使学生能释放出更多的物理学习能量,最终促进学生在该教学模式的辅助下而获得明显的语文进步。