尹燚彬 趙振宇 馮立峰

摘 要：PBL教學(xué)模式的核心在于教師通過創(chuàng)設(shè)真實的問題情境，讓學(xué)生在解決實際問題的過程中逐步提升獨立獲取知識的能力并培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作意識.目前我國有關(guān)PBL教學(xué)模式的研究很多，但關(guān)于如何創(chuàng)設(shè)問題情境的研究相對較少，作為PBL教學(xué)模式中的重要環(huán)節(jié)，如何合理地創(chuàng)設(shè)問題情境應(yīng)是教師在物理課堂教學(xué)中采用PBL教學(xué)模式首要考慮的問題.本文從PBL教學(xué)模式的內(nèi)涵出發(fā)探討創(chuàng)設(shè)問題情境的策略.

關(guān)鍵詞：PBL教學(xué)模式;物理教學(xué);問題設(shè)計

中圖分類號：G633.7???? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B???? 文章編號：1008-4134（2021）19-0023-03

基金項目：哈爾濱師范大學(xué)研究生培養(yǎng)質(zhì)量提升工程項目“學(xué)科教學(xué)（物理）專業(yè)碩士研究生教學(xué)能力提升模式研究”.

作者簡介：尹燚彬（1998-），男，黑龍江齊齊哈爾人，碩士研究生，研究方向：中學(xué)物理學(xué)科教學(xué);

馮立峰（1973-），男，黑龍江哈爾濱人，碩士，副教授，研究方向：物理學(xué)科教學(xué).

通訊作者：趙振宇（1968-），女，黑龍江哈爾濱人，本科，教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向：中學(xué)物理學(xué)科教學(xué)、卓越教師培養(yǎng).

隨著新課程改革的不斷落實推進(jìn)，我國中學(xué)物理教學(xué)已經(jīng)在一定程度上摒棄了傳統(tǒng)“填鴨式”教學(xué)模式，并以發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)為教學(xué)目標(biāo)，以期讓學(xué)生具備適應(yīng)未來社會發(fā)展需求與科技發(fā)展所具備的關(guān)鍵能力.但當(dāng)前我國物理教學(xué)仍存在一些不足，例如教師過于注重知識的系統(tǒng)傳授，而忽視學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng);學(xué)生認(rèn)為所學(xué)知識與現(xiàn)實生活相差甚遠(yuǎn)，無法利用所學(xué)知識解決實際問題;教師對于學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)有所欠缺等問題.針對上述問題，筆者認(rèn)為，“基于問題的學(xué)習(xí)”（Problem-Based Learning，簡稱PBL）便是值得教師采取的教學(xué)模式.在本文中，筆者將主要闡述PBL教學(xué)模式的內(nèi)涵、作用和問題的構(gòu)成要素以及如何創(chuàng)設(shè)問題情境的策略，以期為一線教師提供參考.

1 PBL教學(xué)模式

1.1 PBL教學(xué)模式內(nèi)涵

“基于問題的學(xué)習(xí)”一詞是由加拿大麥克馬斯特大學(xué)的Don Woods在工作時最先提出的.最早起源于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，于20世紀(jì)90年代延伸至教育領(lǐng)域.PBL教學(xué)模式的核心在于教師通過創(chuàng)設(shè)真實的問題情境，讓學(xué)生在解決實際問題的過程中逐步提升獨立獲取知識的能力并培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作意識.教師若要在物理課堂教學(xué)中成功實施PBL教學(xué)模式，首先便要理解PBL的內(nèi)涵.PBL中的“P”即為problem，牛津詞典對其解釋為：可以用邏輯思維或數(shù)學(xué)來回答的問題.這就說明PBL教學(xué)模式并非簡單的問答式教學(xué)，因此，教師在創(chuàng)設(shè)問題情境時需要注意問題情境的廣度與深度.

1.2 PBL教學(xué)模式的作用

1.2.1 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機、轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式

在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，學(xué)生感到物理枯燥難學(xué)，究其原因在于學(xué)生的學(xué)習(xí)動機、興趣沒有被充分調(diào)動，但PBL教學(xué)模式致力于創(chuàng)設(shè)真實的問題情境，讓學(xué)生在解決實際問題的過程中逐步提升獨立獲取知識的能力并培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作意識.學(xué)生在解決問題的過程中，不僅可以感受到物理知識在生活中的應(yīng)用，而且在團(tuán)隊合作的過程中，可以不斷養(yǎng)成團(tuán)隊的合作意識以適應(yīng)社會的發(fā)展趨勢.因此，筆者認(rèn)為，PBL教學(xué)模式對于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機、轉(zhuǎn)變學(xué)生學(xué)習(xí)方式具有至關(guān)重要的意義.

1.2.2 增強學(xué)生的問題意識

物理教學(xué)不僅要“深”下去，而且要“放眼未來”.PBL教學(xué)模式通過引導(dǎo)學(xué)生解決實際問題，讓學(xué)生明確物理知識能夠應(yīng)用于何處，如此以往，學(xué)生便會成為生活中的“有心人”，便能夠通過物理現(xiàn)象看到事物的本質(zhì)，在掌握知識、形成技能的同時，不斷提升思想境界、問題意識，成為未來社會實踐的主體.

2 問題構(gòu)成要素

一個真正的問題絕非像教師在講解“牛頓第一定律”時，向?qū)W生提問“轉(zhuǎn)動的物體是否具有慣性？如何體現(xiàn)？”這樣簡單.如圖1所示，一個真正的問題應(yīng)當(dāng)包含“問題空間”“初始階段”“目標(biāo)階段”以及“遷移階段”四個要素.

2.1 問題空間

問題空間是指結(jié)構(gòu)不完整、有殘缺的問題，即需要學(xué)生思考理解的問題情境.例如，教師在進(jìn)行“自由落體運動”的教學(xué)時，便可創(chuàng)設(shè)如下問題情境：一跳水運動員在訓(xùn)練時從高臺跳起，離開臺面時運動員向上舉直雙臂并且身體保持豎直狀態(tài);進(jìn)入水面時，身體同樣保持豎直狀態(tài)并且手先進(jìn)入水中.

問題：運動員可以用多長時間在空中完成規(guī)定的動作？

2.2 初始階段

初始階段即為學(xué)生在解決此問題時所具有的知識水平.以上述問題為例，學(xué)生此時已經(jīng)初步掌握了勻變速直線運動的相關(guān)知識，但不了解自由落體運動、豎直上拋以及豎直下拋的相關(guān)概念，而本節(jié)課知識相當(dāng)于對本章知識的總結(jié)、歸納，對于新入學(xué)不久的高中生而言，自學(xué)相關(guān)知識并非難事.因此，學(xué)生能夠通過小組合作的方式完成相關(guān)知識的學(xué)習(xí).

2.3 目標(biāo)階段

目標(biāo)狀態(tài)即為問題解決狀態(tài)，小組成員之間通過交流、討論以及教師指導(dǎo)完成本節(jié)課相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，并解決上述問題.而此問題較為特殊，問題情境中并未涉及相關(guān)的物理量，屬于原始物理問題，因此，學(xué)生在解決問題時需要根據(jù)題目已有條件創(chuàng)設(shè)物理量才能解決相應(yīng)問題.在這一過程中，學(xué)生的科學(xué)思維、物理觀念均得到相應(yīng)發(fā)展.

2.4 遷移階段

遷移階段即學(xué)生將解決問題情境所涉及到的知識運用于其他問題情境，從而培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力的過程.

3 問題設(shè)計策略

基于上述分析，筆者認(rèn)為，教師在采用PBL教學(xué)模式進(jìn)行物理教學(xué)的過程中，若想激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，首先需要創(chuàng)設(shè)好問題情境.物理知識源于生活，服務(wù)于社會，因此，合理利用生活現(xiàn)象創(chuàng)設(shè)問題情境至關(guān)重要，隨著手機、電腦的普及，影視資源同樣可以成為教師創(chuàng)設(shè)問題情境的手段.

3.1 利用生活經(jīng)驗創(chuàng)設(shè)問題情境

情境1：在進(jìn)行“牛頓第一定律”的教學(xué)時，教師便可利用學(xué)生常見的生活現(xiàn)象創(chuàng)設(shè)問題情境：同學(xué)A在暑假時想要乘坐火車外出游玩，但該同學(xué)在乘坐火車時恰巧趕上天降大雨，從而使得車窗的雙層玻璃內(nèi)部出現(xiàn)積水現(xiàn)象.

問題：嘗試畫出列車進(jìn)站過程中以及列車出站過程中雙層玻璃內(nèi)積水的水面形狀.

再如，電磁學(xué)部分知識對于學(xué)生而言較難理解，同時，很多學(xué)生也不能夠?qū)⑺鶎W(xué)電磁學(xué)知識應(yīng)用于生活實際.基于此問題，教師便可創(chuàng)設(shè)如下問題情境（如情境2），讓學(xué)生感受到知識的實用性，從而培養(yǎng)學(xué)生做生活中的有心人.

情境2：現(xiàn)在，隨著社會以及人們生活水平的不斷提高，在小區(qū)內(nèi)基本每棟單元樓以及每戶人家都會安裝防盜門，當(dāng)有客人來訪時，主人在樓上按下房門開關(guān)便可將防盜門打開.

問題：畫出防盜門工作原理的電路圖，并給出具體的解釋說明.

比如，在必修三“電路”部分進(jìn)行章末復(fù)習(xí)總結(jié)時，教師便可以利用學(xué)生的生活經(jīng)驗創(chuàng)設(shè)問題情境，幫助學(xué)生鞏固知識，提升學(xué)生應(yīng)用知識解決問題的能力.

情境：

A、B兩人對話內(nèi)容如下：

A：你究竟要花費多長時間打游戲？你一直敲鍵盤的聲音讓我無法順利完成作業(yè).

B：你是否想知道我每天打游戲的時間在一年中所占比例是多少？在教材后面附錄部分印有轉(zhuǎn)換方法，你可以查查并計算一下.

A：你每次打游戲至少花費30分鐘，一天用將近三四個小時的時間在打游戲，你應(yīng)該為一個月多出的電費買單.

B：你的臺燈在晚上睡覺的時候從來沒關(guān)過，你用的電一定更多.

A：盡管我每天晚上都不熄燈，但是你的電腦有時候一整晚都在播放電影、電視劇，肯定比我用的電更多.

B：這只是極個別現(xiàn)象，你的臺燈每天晚上都不關(guān)，而且你洗浴的時間也要比我多一個小時左右，你還會說你用的電費一定比我少？

問題：誰用的電更多？應(yīng)多付多少電費？

上述問題情境均與學(xué)生的生活實際緊密相連，教師通過設(shè)置此類問題情境，不僅可以降低物理學(xué)對學(xué)生的神秘感，讓學(xué)生不再認(rèn)為物理學(xué)習(xí)遙不可及，而且對于培養(yǎng)學(xué)生的問題意識具有十分重要的作用，讓學(xué)生從物理學(xué)視角分析生活中的問題，從而發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng).

3.2 利用影視資源創(chuàng)設(shè)問題情境

現(xiàn)如今，隨著抖音、快手等APP的火爆發(fā)展以及電腦、電視在各家各戶的普及，教師便可以利用影視資源創(chuàng)設(shè)問題情境，在一定程度上減少物理對于學(xué)生的神秘感.

比如，教師在進(jìn)行“應(yīng)用牛頓第一定律解決實際問題”的教學(xué)中，便可利用西瓜視頻上小貓抓桌布的視頻創(chuàng)設(shè)問題情境.

情境3：當(dāng)前使用手機刷短視頻已經(jīng)成為人們消遣娛樂常用的一種方式，在一段視頻中我們可以看到（如圖2所示），一只小貓非常淘氣，站在地面上用爪子將桌面上的桌布從魚缸下抽出，但魚缸仍穩(wěn)穩(wěn)地停留在桌面上.

問題：魚缸在桌布和桌面上的運動時間以及在二者上所受的摩擦力的方向如何？魚缸為什么能穩(wěn)穩(wěn)地停留在桌面上？

教師在課堂教學(xué)中設(shè)置視頻中這種輕松幽默的情境，不僅可以有效地緩解物理課堂的緊張氛圍，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且對培養(yǎng)學(xué)生用物理視角看待周圍的事物具有重要作用.

再如，教師在進(jìn)行“平拋運動”的教學(xué)時，便可向?qū)W生創(chuàng)設(shè)以下問題情境：

情境：《紅番區(qū)》是成龍進(jìn)軍好萊塢的第一部電影，而敢拼、敢闖的性格也為成龍大哥日后成為首位華人奧斯卡終身成就獎獲得者奠定基礎(chǔ)，如圖3所示，為電影《紅番區(qū)》中成龍為躲避敵人追擊從一棟樓跳到另一棟樓的場景.

問題：成龍起跳躍起速度至少為多少，才能到達(dá)對面樓的陽臺？

教師在設(shè)置此問題時，可以仿照原始物理問題的思路，即問題中不包含任何物理量，僅為對物理現(xiàn)象的簡單描述，學(xué)生在解決問題時需要重新設(shè)置所需物理量，排除無關(guān)因素干擾，更易發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維.同時，教師還可以借助這個片段向?qū)W生進(jìn)行思想教育：我們可能無法復(fù)制成龍的成功，但我們可以復(fù)制成龍在成功道路上所付出的汗水.成龍在剛開始拍電影時，只是跑龍?zhí)椎慕巧怯捎谒麍猿植恍?、敢闖敢拼的精神，才會取得現(xiàn)在的輝煌.我們在學(xué)習(xí)過程中也應(yīng)當(dāng)如此，面對困難不退縮，只有這樣才能一往直前，取得自己滿意的成績.

4 結(jié)束語

培養(yǎng)獨立的、發(fā)展的個性既是課程改革的重要目標(biāo)，也是物理教學(xué)所要培養(yǎng)人的迫切要求.教師在實施PBL教學(xué)模式的過程中，在創(chuàng)設(shè)問題情境時應(yīng)注重以學(xué)生現(xiàn)實生活背景為條件、以影視資源為依托，通過多種方式創(chuàng)設(shè)問題情境.只有這樣，才能引導(dǎo)學(xué)生在分析、解決實際物理問題的過程中活化對物理學(xué)核心概念的理解，并能運用物理學(xué)的方法和原理參與日常生活和社會生活中問題的討論并能做出相關(guān)科學(xué)決策，以此提升學(xué)生的核心素養(yǎng).

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（收稿日期：2021-08-04）