PBL模式对大学物理教学运用论文

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　PBL模式对大学物理教学的运用论文

　

　 【--英语演讲稿】

　

　摘要：在大学物理教学中，pbl教学模式值得我们学习和使用。经实践研究，在大学物理教学中采用pbl教学模式要重点把握内容的选择、问题的创设、分组和讨论、总结与评价四个环节，pbl教学模式能够促进学生的创新精神和实践能力的培养、激发学生的学习兴趣和主动参与性、拓展评价的范围和功能。

　关键词：pbl；大学物理；教学模式

　一、引言

　基于问题和项目的学习（problembasedlearning，简称pbl）“最早起源于20世纪50年代美国西域大学医学院的综合教育课程改革，1969年，美国神经病学教授barrows在加拿大mcmaster大学第一次将全新的pbl教学模式引入到医学教育领域”[1]，随后从医学领域推广到了其它学科领域，目前已成为国际上较流行的教学方法，“世界范围内的高校都在不同程度上对pbl教学模式进行尝试”[2]10-55。作为一种教学模式，pbl体现了建构主义、人本主义等的学习和教学理念，它的主要特点是使学习发生在问题的探究解决过程中，小组学习或自主学习是其主要的学习方式，教师在此过程中的作用是及时提供帮助和指导，以确保学习活动能顺利进行。这一教学模式与当前的教学理念相吻合，“效果也被广泛证实”[3]，值得我们在大学物理教学中学习和借鉴。

　二、pbl与大学物理课程的适契程度分析

　纵观物理学的发展史，人们在观察和探究自然世界的过程中遇到的问题和疑惑是推动物理学发展的直接动力。比如经典物理学的发展就是在与传统观念的决裂开始的，在对轻重物体下落快慢的质疑过程中，总结出了落体定律，开始了物理学的发展。正当物理学家们为经典物理学的成就而感到满意时，迈克尔逊—莫雷实验和黑体辐射实验带来了巨大的冲击，被称为笼罩在19世纪物理学上空的两朵乌云，再次促成了物理学的大发展，导致相对论和量子力学的创立，开辟了物理学的新篇章。可以说，物理学的发展始于一些列的问题。基于问题的pbl学习模式让学生从问题开始，通过问题的解决来建构物理学知识，这与物理学的发展规律是相吻合的。从物理学的方法论分析，观察、实验与科学思维相结合是推动物理学发展的主要方法。“在中世纪，物理学和其他科学一样，是神学的侍女和奴婢，只有当物理学家有可能采用科学实验仪器和精确的数学计算作为认识大自然的锐利武器后，物理学才完全从自然哲学中分化出来,成为一门独立的真正的科学。”[4]1589年，伽利略做了著名的斜面实验，并进行了定量的计算，从而奠定了物理学的方法论基础。可以说，物理学是在观察、实验的基础上通过理论总结发展来的，而不是对公式和定律的解释和运用。pbl通过建立小组，让学生经历观察、分析、讨论和总结的过程，这不仅与物理学方法论相一致，同时也为培养物理学的基本技能和方法提供了有效途径。可见，pbl与物理学的本质是相适应的。同时，作为一种注重过程的教学模式能克服传统教学的诸多弊端，限于篇幅不一一例举。毋庸置疑，在大学物理中采用pbl能够极大地丰富我们的教学手段。

　三、pbl的教学设计

　pbl有两种代表性的教学设计，“一是问题导向学习之先驱barrows(1985)提出问题导向学习的学习过程可分为五个阶段：问题分析阶段、资料搜集阶段、综合阶段、摘要阶段、反思阶段。二是benjamin,schneider和hinchey(1999)认为问题导向学习过程可分为：确定问题、分析问题、形成假设、确认已知、确立所需信息、确认资源、收集新信息、新旧知识整合等八阶段。”[5]任何的教学模式都要根据具体学科的特点进行了创新和发展，也正因如此它在实践中的发展日益多元化，“呈现出不同的形态和模式”[3]。结合上述两种教学设计和大学物理学科的特点，笔者认为在大学物理教学中运用pbl，需要突出以问题为导向、以学生自主学习为主要手段的本质，重点把握好内容的选择、问题的创设、分组和讨论、总结与评价四个环节。以驻波的教学为例进行说明。（一）内容的选择一个内容需要根据授课对象、环境条件等选择最合适的教学方法；同样一种教学方法也要有适合的内容和条件才能发挥最大功效。因此，内容的选择成了采用pbl模式的前提和必须要重视的问题。首先，pbl是开放性的教学方式，需要大量时间做支持，否则无法完成授课任务，这要求数量上不宜过多；其次pbl要求学生的合作探究，这要求内容上要具有探究性和可操作性的特点。驻波这一内容根据教学要求有驻波的产生、驻波的方程、相位跃变、驻波的能量和简正模式五个知识点，我们选择驻波的产生和驻波的方程两个知识点进行pbl教学。（二）问题的创设问题创设的质量，决定了pbl教学的成败，因为问题情境在很大程度上决定着能否激发学生的兴趣并引起认知冲突和积极的参与。情境的创设要结合学生的生活实际、联系生活经验，在驻波方程的讨论中创设了这样的问题情境。（1）角铁演示实验：手握住角铁的中点，另一只手抹上松香，摩擦角铁，可以听到刺耳的单频率声音。（2）鱼洗视频：视频播放，双手弄湿之后，在雨洗两边的铜耳上来回摩擦，听到雨洗发出的嗡鸣声，伴有水珠在盆中跳跃而起。（3）弦线驻波演示实验：弦线的一端系在音叉上，另一端系着砝码使弦线拉紧。当音叉振动时，调节劈尖至适当位置，可以看到弦线被分为长度相等的几段作稳定的振动。在这样的情境下，学生提出了各种问题：我们平时听到角铁发出是声音都是“叮叮当当”的声音，为什么摩擦角铁就能发出刺耳的单音节声音？雨洗中为什么会产生水柱，水柱的形状为什么像波形？改变辟尖的位置，振动的情况会发生怎样的变化？弦线中的振动是怎么产生的，方程如何表示？等等。教师要发挥引导员的作用，分析和评价学生的这些问题，最终引导学生确立这种振动的形成原因和方程的表述这一问题。（三）分组和讨论分组和讨论是pbl教学的核心，物理学的技能方法，自主学习能力、合作交流能力和创新能力的培养都需在这一过程中得到培养和锻炼。首先，对学生进行分组，以5-10人为一组，组员之间既要相互合作也要进行分工，明确各自的主要责任，如组织员、操作员、记录员、汇报员等角色。然后组织各小组进行资料的收集，如图书资料、网络资料、演示实验等。最后进行集体讨论，并形成假设、制定验证的方案。在制定验证方案的过程中，有学生提出了可以用两根细铁丝，弯成波的形状，重叠在一起后分别使之向两个方向运动，观察在这一过程中两列波叠加情况。这在我们以前的教学中是不曾使用过的，体现了学生的创造性。教师要做好引导的工作。首先要营造轻松愉快的学习氛围，这样有利于激发学生的参与性和现场的发挥，同时能够促进学生开动头脑风暴，提出各种的猜想和假设。其次要根据学习的进度提供必要的学习资源，并以恰当的形式呈现，引导学生对问题的解决。最后对毫无头绪的小组要进行适当的干预帮助；对假设错误的小组要进行解释引导；对假设正确的小组要进行宣传鼓励。（四）总结与评价总结与评价的方式不仅决定着pbl教学的最终成效，也在很大程度上影响着学习的策略，决定着对pbl过程的反馈，从而影响pbl模式的开展，因此必须要处理好总结与评价环节。总结汇报和过程性评价是这一教学模式中必须要重视的环节。在总结环节，要让每个小组推荐自己的代表上台进行交流汇报，讲解他们对问题的研究过程及结论。可以采用不同的形式、工具和技能，如实验展示、理论推导、图表、口头表述等方式。学生的总结不完善，缺乏严密性和完整性，教师要根据学生的汇报情况加以总结引导，使学生建立系统的知识结构。在评价环节，可以采用学生的自评、学生间的互评和教师评价相结合的方式，重点要根据学生在这个学习过程中的参与程度、表现、作用等给予总结与评价，指出好的方面和有待改进的方面，要发挥评价的激励和促进功能。

　四、pbl教学模式的效能分析

　从驻波的教学可知，pbl教学模式是一种强调以学习者为中心的主动、开放式的教学模式，这一模式与传统的以教师讲授为主的授课模式具有明显的优势，在大学物理教学中具有积极意义。

　（一）促进了创新精神和实践能力的培养关于创新精神的认知机制，国内外的心理学家和教育家尚未形成有说服力的成果。一种普遍的共识是，让学生经历科学研究的过程，经历观察、分析、综合、演绎、科学抽象、类比联想、实验等方法，在这一过程中能培养创新精神，轰轰烈烈的基础教育课程改革便是一例证。pbl让学生经历问题解决的过程，学生在对问题进行研究分析，对解决问题的方法进行假设、判断，以及实践操作和总结的过程，这些过程需要学生的思考和相互之间智慧的碰撞，这有利于创新精神和实践能力的培养。

　（二）激发了学生的学习兴趣和主动参与性根据建构主义学习理论，兴趣是学习过程中的一个极为重要的因素，研究表明，如果学生的动力被激发了，学习的质量和效果都会提高。pbl教学模式将学习者投入于问题的情境中，加强了物理与生活实际、与学生的认知经验的联系，克服了物理学的枯燥、晦涩、难懂的现象，能够有效激发学习的兴趣；其次，小组学习或自主学习的方式将学习的主动权交还给学生，在制度上保证了学生的参与性。

　（三）拓展了评价的范围和功能传统教学模式主要以教师的讲授为主，因此在评价上只能以考试成绩为标准，过程性评价无法实施；从评价的功能来讲，考试的评价只起到了甄别的功能，而评价的激励功能、促进功能被荒废。pbl教学模式注重学习的过程，在参与过程中，教师能够根据学生的具体表现，如发现、解决问题、交流合作、分析判断、查阅文献等能力等进行综合评价，自评、互评的评价方式也能得以实施；这些评价能够反映学生的现实状况，明确存在的缺点和不足，进而促进学生的发展、教师的成长和教学质量的提高。

　

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