郑开通
广东省阳江市阳西县第一中学 广东省 阳江市 529800
摘要：实验教学是物理教学的基础，也是检验物理理论的直接标准，更是物理教学的重要前提。在新课程理念的指导下，学生应该学会自主探究，培养学生的实践以及创新能力，做到科学探究物理基本特征以及基本思路。在新课改的要求下，思维方式有所变化，但是目前实验教学还是物理教学的一个薄弱之处。因此，笔者将结合实际的教学过程，开展对PBL教学模式在高中物理实验教学中的应用分析研究。
关键词：PBL教学模式；高中；物理实验教学；应用
前言：突出PBL教学模式是目前高中物理理论教学中的理想学习方式，形成PBL教学模式在高中物理实践教学的一种学习途径。最终通过课堂观察记录，问卷调查，课后检测等方式对学生学习成效进行分析，了解PBL模式对学生物理实验学习的兴趣、效果、成绩上的影响，为一线教师提供更直观的参考。
一、PBL教学模式在高中物理实验教学中的应用原则
（1）真实问题情境的设置
PBL教学模式以真实的问题情境为切入，课堂上学生围绕这个真实的问题情境做自主探究，因此问题情境的设置必须切合本校学生的学习特点和认知规律，使得他们能在团队的共同努力下，解决当前的问题。
所以，每一堂课问题情境的设置必须充分考虑学生所处的社会、文化背景，学生的学习习惯与认知规律，让学生能够围绕着问题发挥各自的思维优势，从而共同解决问题，由此增强自身学习的能力与自信心。
（2）与常规课程的结合
由于PBL教学模式占用时间较多，会一定程度影响教学进度，因此必须合理安排常规课程与PBL课程的时间分配。
在前期的常规课上，可以让学生掌握最基本的物理知识与实验操作规范与技能，再逐步渗透PBL教学模式，待学生适应这种新的教学模式后，再增加PBL模式的课程量。
（3）多元化的评价机制
PBL教学模式的评价机制是多元化的，既有总结性评价，又有过程性评价；既有教师总评，也有学生自评与同学互评。全方位的评价方式能真实、有效地反映出学生在这一年半时间内的成长，也是对学生的一种肯定。当然，这种多元化的评价机制还在不断的完善之中。
二、PBL教学模式在高中物理实验教学中的应用案例分析
1.“自由落体运动”
（1）教学目标
A：体验自由落体模型的建构，知道研究对象做自由落体运动的条件。
B：学会分析纸带上的信息，确定自由落体运动的性质。
C：知道自由落体加速度就是重力加速度，并了解其大小和方向。
D：知道自由落体是匀变速直线运动，并得出自由落体运动的规律。
（2）实施方案
游戏：利用反应时间尺测量反应时间
问题细化：
①不同物体下落快慢为何不同?
②没有空气阻力的情况下是不是物体真的能下落一样快呢?
③“自由落体运动”究竟是怎样的运动呢?
④自由落体运动规律是怎样的?
学生实验：
①“牛顿管”实验(解决问题②)
②利用打点计时器研究自由落体运动的性质(解决问题③)
（3）实施过程
【创设情境】互动游戏：利用反应时间尺测量反应时间。
【提出问题】为什么老师的尺子可以直接读出该同学的反应时间呢?
【问题细化】
观察1：纸片与尺子下落的区别。
现象：尺子下落快。
观察2：纸片揉成团与尺子同时同一高度下落。
现象：几乎一样快(提示看桌面即可)。
【理论分析】可见物体下落快慢不是由物体轻重决定的，那为什么日常生活中看到很多“重的物体下落快”的现象呢?比如苹果比树叶下落快，硬币比纸片下落快……
经过实验表明：在同一地点同一高度，不同物体做自由落体运动的加速度为恒定值，我们称为“自由落体加速度”或者“重力加速度”，用字母g表示。加速度是矢量，注意方向——竖直向下。
【讨论】应该是空气阻力的缘故。
2.“滑动摩擦力”
（1）教学目标
A：知道滑动摩擦力的产生条件及其相关因素。
B：会判断滑动摩擦力的方向。
（2）实施方案
问题细化：
①为什么刷冰可以改变冰面的摩擦力?
②越光滑滑动摩擦力就一定越小吗?滑动摩擦力会和哪些因素有关?
③滑动摩擦力的大小和压力存在怎样的定量关系呢?如何检验?
④滑动摩擦力一定和运动方向相反吗?
学生实验：
①研究滑动摩擦力和粗糙程度、接触面积、关系(解决问题②)。
②滑动摩擦力的大小和压力的定量关系研究压力、运动速度的学生实验(解决问题③)。
（3）实施过程
【创设情境】播放冰壶运动视频(内有运动员刷冰的情景)。
【提出问题】运动员刷冰的目的是什么?
学生(绝大部分)：改变摩擦力。
【问题细化】为什么刷冰可以改变冰面的摩擦力?(该问题由小组讨论后再行作答)
【讨论】刷子可以把冰面刷得更加光滑，于是摩擦力就变小了。
【结论】这个摩擦力发生在两个相对运动的物体之间，这种摩擦力称滑动摩擦力。
【新问题】越光滑滑动摩擦力就一定越小吗?—策略：深入。
【细化】滑动摩擦力会和哪些因素有关?(由该问题引发学生思考影响与滑动摩擦力大小相关的因素)
【猜想与假设】学生分组讨论，并提出不同的看法。具体情况如下：
第1，2组：与粗糙程度、接触面积有关。
第3，6组：与粗糙程度、压力有关，与接触面积无关。
第4，8组：与粗糙程度、运动速度、压力有关。
第5，7组：与粗糙程度、接触面积、压力、运动速度都有关。
【讨论】设计实验方案：
A：实验方法：利用控制变量法，先保证其他3个物理量不变，再去研究滑动摩擦力和其中一个物理量的关系。
B：实验方案
步骤1：用弹簧测力计以一定速度匀速向前拉动木块并记录其读数；再将木块竖起放在水平桌面上，重复之前的操作。由此得到滑动摩擦力大小与接触面积大小的关系。
步骤2：分别用弹簧测力计以不同速度匀速向前拉动木块并记录其读数；比较两次拉力的关系，由此得到滑动摩擦力大小与速度大小的关系。
步骤3：用弹簧测力计以一定速度匀速向前拉动木块并记录其读数；然后在木块上加祛码，以相同速度匀速拉动。比较两次拉力的关系，由此得到滑动摩擦力大小与压力大小的关系。
步骤4：将木块放在水平桌面上，用弹簧测力计以一定速度匀速向前拉动木块并记录其读数；然后将木块放在细砂纸表面上，用弹簧测力计以相同的速度匀速向前拉动木块，比较两次拉力的关系，由此得到滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。
【结论】滑动摩擦力与粗糙程度，压力有关，与接触面积无关。滑动摩擦力的方向不一定与运动方向相反，但一定与相对运动方向相反。
三、PBL教学模式在高中物理实验教学中的应用策略
1.细化问题
真实的问题情境可能让学生对问题无所适从，教师可将问题进行细化，帮助学生认识到问题的症结。例如在《机械能守恒定律》这一节内容中，问题:“为什么鼻子不会再次被碰到?”，可以细化为能量是如何转化的?在运动的过程中什么量保持不变?让学生的思考更有针对性。
2.促进自主探究
当某一组学生的自主探究无法继续时，教师可以根据该组的实际情况，提出大量问题进行引导，帮助学生找到问题的突破口。
3.协调思考
当学生组与组之间，或组内发生一些矛盾或者争议是，教师应当及时扮演好“协调员”的角色，引导学生回归到正题上去。在小组讨论的过程中，个别小组可能会出现离题的现象，教师也应当及时提醒学生。
4.指正错误
学生对信息真伪的辨别能力有限，对于课前收集到的信息可能会部分缺乏科学性；另外学生讨论之后的观点也可能存在不足或科学性错误，此时教师应当及时给予指正。
四、结语
综上所述，在今后的教学中，建立更普遍适用的PBL教学模式，将PBL教学模式延伸至每一堂物理课，让学生从高一开始就能充分适应该教学模式，从而在新高考改革中有更好的学习效果。PBL教学模式，也有助于提升学生自身的实践能力，促进其思维的拓展，培养核心素养。另通过收集、修改、自行设计等方式设计PBL教学模式下的物理实验课程，例如“自由落体运动”、“滑动摩擦力”。
参考文献：
[1]王建鹏.探究性教学模式在高中物理实验教学中的应用实践[J].高考,2021(11):31-32.
[2]吴转芹.PBL教学模式在高中物理教学中的应用研究[J].数理化学习(教研版),2018(08):43-44.
[3]张艳.“自主探究”实验教学模式在高中物理实验教学中的应用研究[D].贵州师范大学,2018.