PBL教學法在科學教學中的應用

韓建浩

摘 要：PBL教學法是以問題為基礎，以學生為主體，以教師為導向的啟發(fā)式教學法，以期使學生成為學習的主人，提高學習效率，增強科學探究能力和團隊合作能力。電學是初中科學的一大重點和難點，學生的感性思維能力較強，但理性思維能力較弱，在學習過程中電路又是動態(tài)變化的，因而不容易掌握。引入PBL教學法，能夠讓學生通過實踐轉化為認識，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。

關鍵詞：PBL教學法;科學教學;變阻器

一、PBL教學法概述

PBL（Project-Based Learning）教學法于1969年由美國的神經(jīng)病學教授Barrow在加拿大McMaster大學首先創(chuàng)立，是以建構主義理論為指導、以問題為基礎、以學生為中心、以教師為導向的一種教學方法。[1]

與傳統(tǒng)教學方法相比，PBL教學法改變了以教師為主導、學生被動接受知識的局面，[2]其以問題為基礎，通過設計任務，讓學生處于復雜、有意義的問題情景中，通過自主探究和小組合作，解決問題，學習隱藏在問題背后的科學知識，能激發(fā)學生的學習興趣，提高學生解決問題能力、自主學習能力和團隊協(xié)作能力等，使學生成為學習的主人。[3]

初中科學中電學部分有很多電學元件的使用學生很難掌握，比如在學習正確使用滑動變阻器時，由于變阻器的部件較多，接線柱也多，使用過程中又是動態(tài)變化的，學生不容易掌握使用方法和正確判斷有效電阻，引入PBL教學法能夠很好地突破這一難點。

二、基于PBL教學法的“變阻器”教學案例

1.演示現(xiàn)象 創(chuàng)設情境 引入新課

教師出示臺燈，調節(jié)旋鈕，燈泡的亮暗發(fā)生變化，說明通過燈泡的電流大小發(fā)生了變化，是什么原因導致電流發(fā)生變化呢？學生思考得出：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，推導出：電阻改變→電流改變→燈泡亮暗改變。

借助常見的生活體驗和電阻會影響電流這一舊知觸發(fā)思維，讓學生聯(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——阻值可調節(jié)的裝置。

2.逐步探究 激活思維 習得真知

教師通過滑動變阻器關于原理、結構和使用的系列問題，層層引出變阻器關鍵知識點，學生通過回答問題、小組討論、實驗探究，逐漸加深對滑動變阻器的認識和理解，掌握本節(jié)課的重難點。

環(huán)節(jié)一：滑動變阻器的原理

教師引導學生回顧影響導體電阻大小的因素并進一步提問：改變導體的電阻有哪些方法？最方便的方法是什么？引導學生回憶影響導體電阻大小的因素有導體的長度、橫截面積、材料、溫度等，并思考出改變電阻大小最簡便的方法是改變長度。學生自行得出結論：滑動變阻器就是利用改變連入電路中電阻線長度來改變電阻這一原理制成的。

環(huán)節(jié)二：滑動變阻器的結構

教師展示一根電阻線并提問：要想阻值變化范圍足夠大，就要延長電阻線的長度，但電阻線太長使用不方便怎么辦？學生思考得出：把電阻線繞在某個物體上。

教師接著提問：對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，你認為選哪個最好？為什么？學生思考得出：選陶瓷筒最好，它比較硬、不容易變形且是絕緣體。

教師接著引入問題：如果瓷筒上的線圈繞得太密，會造成它們互相接觸，發(fā)生短路，應如何解決？學生思考得出：將線圈涂上絕緣漆。

教師插入問題：如果線圈全涂上絕緣漆，會出現(xiàn)夾子不能與線圈接通這一新的矛盾，怎么解決？學生討論得出：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：如何解決夾子與連接線一起移動帶來的不便？學生討論得出：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。

教師順勢讓學生畫出自己設計的滑動變阻器的結構示意圖，然后與教材上的實物圖（如圖2）進行對比，然后作進一步的改進。

最后教師在PPT上展示某滑動變阻器的銘牌參數(shù)，并提問該參數(shù)有什么意義。學生思考得出：該滑動變阻器的最大電阻是××歐姆，允許通過的最大電流為××安培。

常規(guī)教學上，教師會直接出示滑動變阻器實物，介紹它的結構，這種灌輸式教學中學生是被動的知識接受者，缺乏思維的碰撞和提升。而以上所述內容教學中，教師運用PBL教學法，讓學生在問題的驅動下逐步解決問題，設計出滑動變阻器，全程以學生為主體，能很好地培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維，激發(fā)學生對學習電學的興趣，同時也能使他們深刻掌握滑動變阻器的結構。

環(huán)節(jié)三：滑動變阻器的使用

教師引導學生觀察滑動變阻器有4個接線柱（如圖3），目前電路中電流經(jīng)過變阻器只需“一進一出”兩個接線柱，這樣共有幾種接法？哪兩個接線柱之間的電阻是不變的？哪兩個接線柱之間的電阻很小，幾乎為零？接線柱應該怎么接入？為了控制燈泡電流的大小，滑動變阻器應與燈泡串聯(lián)還是并聯(lián)？接通電路前，為保護電路，滑動變阻器的滑片應處于什么位置？

學生小組討論得出：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“一上一下”接入，滑動變阻器應與燈泡串聯(lián)，接通前滑片處于阻值最大處。

由于滑動變阻器的接線柱較多，使用過程中有效電阻又是動態(tài)變化的，學生不容易掌握使用方法，教師嘗試用以下學生分組實驗（如圖4a、4b）來突破這一難點。

常規(guī)課堂上，教師會直接教學生滑動變阻器的使用方法及注意事項，這種“填鴨式”教學，教師是主導者，學生是被動的知識接受者，很多學生一知半解，課后不會應用。而以上所述內容教學中，教師運用PBL教學法，通過學生分組實驗讓學生在問題的驅動下，運用排列的數(shù)學思想進行歸納，在親身實踐中掌握滑動變阻器的使用方法，使學生理解更透徹，并能充分調動學生的學習積極性，提高學生的探究能力。另外，輔助實驗記錄表，便于學生交流探究過程，總結出使用滑動變阻器的注意事項，使學生知道滑動變阻器還有保護電路的作用，并進行愛護實驗器材與實驗安全的教育。

3. 結合生活? 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，介紹它們在生產(chǎn)、生活中的一些應用：如調節(jié)電視機音量、亮度及對比度等。讓學生完成一些如圖5的小練習，及時反饋學生的掌握情況和鞏固所學知識。

4. 新課小結 暢談收獲 開闊視野

教師在PPT上展示問題：這節(jié)課你學到了什么？假如你是滑動變阻器，你將怎樣介紹你自己？你還想知道哪些問題？

讓學生自己嘗試建構本節(jié)課的框架，檢驗課堂效果，培養(yǎng)學生的總結歸納能力;讓學生假設自己是滑動變阻器進行自我介紹，這樣的活動可使課堂小結變得生動有趣;學生提出的拓展性問題可以作為課后思考，開拓學生的思路和開闊視野，讓課的最后不是“?！倍恰啊保寣W生回味無窮。

三、教學反思

“變阻器”一課運用PBL教學法，讓學生在問題的驅動下自主設計，進行實驗操作，發(fā)現(xiàn)并總結規(guī)律，學生扎實地掌握了“滑動變阻器的原理、結構和使用”這一教學重點內容，很好地突破了“學會滑動變阻器的使用”這一節(jié)課的難點，達到了本節(jié)課的教學目標。在科學的教學中，教師可以更多地嘗試像本節(jié)課這樣，教給學生一種科學的解決問題的方法，告訴學生如何去創(chuàng)造、發(fā)明一個東西，這個東西得到之后我們怎樣去逐步完善它，使它的結構更加合理，然后學會使用和保護它，最后將它應用到生活、生產(chǎn)中造福人類，從而有效地提高學生的學習效率，提高學生的探究能力和創(chuàng)造能力，這樣有利于培養(yǎng)出綜合素質優(yōu)良、實踐能力較強、具有一定創(chuàng)新意識的應用型人才。

當然，PBL教學法并非適用于所有科學內容的教學，具體實施時應根據(jù)實際情況進行取舍，“變阻器”一課教學，僅是基于PBL教學法在科學教學中應用的一次嘗試，與同行分享。

參考文獻：

[1]王小莉.基于建構主義的“PBL”教學法探討[J].南方醫(yī)學教育，2010（2）：19-21.

[2]關樹梅，趙英娜，劉桂喜.PBL、LBL教學模式在內分泌科護理教學查房中的應用及對比分析[J].武警后勤學院學報，2014，23（5）：439-441.

[3]王濟華.“基于問題的學習”（PBL）模式研究[J].當代教育理論與實踐，2010（3）.