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        PBL教學(xué)法在科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

        2021-03-28 10:02:25韓建浩
        新課程·上旬 2021年6期
        關(guān)鍵詞:PBL教學(xué)法變阻器科學(xué)教學(xué)

        韓建浩

        摘 要:PBL教學(xué)法是以問(wèn)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(guò)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(guò)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(wèn)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(wèn)題為基礎(chǔ),通過(guò)設(shè)計(jì)任務(wù),讓學(xué)生處于復(fù)雜、有意義的問(wèn)題情景中,通過(guò)自主探究和小組合作,解決問(wèn)題,學(xué)習(xí)隱藏在問(wèn)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(wèn)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(guò)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(shuō)明通過(guò)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(jiàn)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(guò)滑動(dòng)變阻器關(guān)于原理、結(jié)構(gòu)和使用的系列問(wèn)題,層層引出變阻器關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn),學(xué)生通過(guò)回答問(wèn)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(wèn):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(lái)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(wèn):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(wèn):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(wèn)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(wèn)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(wèn):如何解決夾子與連接線一起移動(dòng)帶來(lái)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(huà)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(wèn)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(guò)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(wèn)題的驅(qū)動(dòng)下逐步解決問(wèn)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(guò)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(guò)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(lái)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(guò)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生在問(wèn)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(guò)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(ài)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(kāi)闊視野

        教師在PPT上展示問(wèn)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(wèn)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(wèn)題可以作為課后思考,開(kāi)拓學(xué)生的思路和開(kāi)闊視野,讓課的最后不是“。”而是“……”,讓學(xué)生回味無(wú)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(wèn)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(wèn)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?,使它的結(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(lèi),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(shù)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(wèn)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).

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