在化學教學中應用“PBL”教學法的探索

【關鍵詞】 “PBL”教學法 化學教學

【文獻編碼】 doi:10.3969/j.issn.0450-9889（B）.2011.11.007

一、 基于問題的學習——“PBL”

基于問題的學習(Problem-Based Learning，簡稱“PBL”)，最早起源于上世紀中葉的醫學教育領域，目前已發展成為國際上較流行的一種教學方法。“PBL”摒棄傳統教學中以教師講授為主的教學形式，將學生的學習置于有意義的、真實的問題情境中，通過讓學生合作、討論、交流等來解決問題，使學生掌握寓于問題背后的科學知識，形成解決問題的技能，發展自主學習的能力。建構主義理論強調學習是學生對知識的主動建構，而教學主要是幫助和促進學生對知識的建構。基于問題的學習是以建構主義理論為指導，以學生為中心，以問題解決為載體的教學模式。在整個教學過程中教師起組織、指導、幫助和促進的作用，充分發揮學生的主動性、積極性和創造性，最終達到使學生有效地實現知識建構的目的。“PBL”教學有以下兩個特點：

1. “PBL”是一種以學習者為中心的教學方式

在“PBL”中學習者是問題的解決者和意義的建構者，因此必須賦予他們自己學習和教育的責任和培養他們獨立自主的精神。教師在“PBL”中的主要任務是提供學習材料、引導學生進行學習、監控整個學習過程，使教學得以順利進行。

2. “PBL”是以“問題”為核心的高水平的學習

從心理學的角度來說，問題可分為結構良好領域的問題和結構不良領域的問題。結構良好領域的問題，其解決過程和答案都是穩定的，而結構不良領域的問題則往往沒有規律和固定的答案。“PBL”中的問題是屬于結構不良領域的問題，不能簡單地套用固定的解決問題的方法。在面對問題時，要求學生在原有知識經驗的基礎上通過分析、歸納、搜集資料和交流討論等方法來解決問題。

二、 “PBL”化學課堂教學模式

“PBL”教學首先由教師依據課程標準、教學目標、教學要求等設計問題，讓學生通過對問題的解決來達到知識的構建。操作的程序主要是先由教師在課前布置學生進行預習，或圍繞一定的教學內容查找資料；上課時，向學生提出進行學習的問題或項目，給出一定的時間讓學生進行分組討論和分工學習；學習完成后學生匯報學習結果，最后小組交流并討論問題解答，直到問題得到解決。問題解決后，學生們還需要對自己的學習過程進行自我反思和評價，總結獲得的知識和技能。整個教學模式如下所示：

下面以高中化學“碳酸鈉的性質與應用”的教學為例，闡述“PBL”教學模式在化學課堂教學中的具體應用。

1. 創設情境，提出問題

問題是“PBL”的核心，所有學習活動都是圍繞問題而展開的。在實施“PBL”教學模式的過程中，教學設計的中心環節是“問題情境”的創設。因此如何根據課程目標和要求來創設“問題情境”是教師準備和實施“PBL”教學模式的關鍵。問題的設置應該處于學生思維的“最近發展區”，貼近生活實際，體現開放性。只有將知識與一定的實際情境掛起鉤來，建構的知識才是學生自己的知識，才是能夠靈活遷移的知識。

學生通過上一課時“金屬鈉的性質和應用”的學習，已學會了探究物質性質的一般方法，為“碳酸鈉的性質”學習做好了知識準備。所以在上“碳酸鈉的性質與應用”這節新課前，直接將問題拋給學生：“有一對孿生兄弟，哥哥叫蘇打，弟弟叫小蘇打，你們知道它們的化學式嗎？你能設計實驗方案鑒別它們嗎？”讓學生以4人小組為單位分析解決問題。

2. 搜集資料，分析問題

分析問題在整個問題解決過程中是一個很重要的環節。因此從準備資料開始，就要求學生在教師的指導下去查閱資料，從中抽取信息、組織信息，通過小組討論，提出假設，驗證假設，判斷假設的合理性與正確與否，得出結論。這一個環節可以根據問題的實際情況確定是在課堂里完成還是在課外完成。這個過程必須保證有一定的時間留給學生進行思考與實踐，讓學生積極主動參與小組活動，只有對問題分析透徹才能使后面的教學不流于形式。

雖然有“鈉的性質”實驗設計活動的先例作參考，但要設計本課實驗方案還是有一定難度的。這就需要學生小組討論，進行問題分析，才能選擇合適的實驗方案。這個問題的合作研究可以讓學生在課余時間討論完成，由小組長負責任務的落實。

3. 合作探究，解決問題

在解決問題的過程中，教師要引導學生進行積極的探究和思考，要善于獲取來自學生的教學資源，鼓勵他們敢于質疑、勇于發問、善于思考，與小組其他成員相互依賴，共同承擔責任，進行積極互動。通過交流比較各小組探究中的優缺點，使學生的思維更趨合理和嚴密。

在課堂上，每個小組根據討論制訂的鑒別方案開展實驗探究，驗證方案的科學性。最后進行全班交流，各小組提出各自的研究方法和研究結果，并進行自我評價。

小組一：我們小組認為可以利用碳酸鈉及碳酸氫鈉在水中溶解程度不同來鑒別。各取相同質量的待鑒別物質于試管中，加適量水溶解，溶解度大的為碳酸鈉。但是，我們發現實驗現象不是很明顯。

小組二：我們根據它們水溶液酸堿性的差別，測其pH值。取相同濃度的碳酸鈉及碳酸氫鈉溶液，分別用玻璃棒蘸取后涂在pH試紙上，然后通過其變化的顏色與標準比色卡進行比較，分別測出它們的pH值。堿性較強的是碳酸鈉。這個鑒別方法的優點是實驗操作簡便、現象比較明顯。

小組三：我們利用其熱穩定性的不同進行鑒別。分別將這兩種待鑒別固體放入試管中加熱，可發現一種固體（碳酸氫鈉）在加熱的條件下很快就產生了氣體，而另一種固體（碳酸鈉）加熱時不反應。該設計現象比較明顯，但操作相對前兩個小組的方案較復雜些。

小組四：……

4. 歸納評價，反思提高

在問題解決的過程中要有意識地培養學生的創造性思維，多給學生暢所欲言的機會，讓學生之間通過相互啟發、彼此評價，達到激活同伴思維的目的。要引導學生經常進行反思和歸納，思考現在的問題與以前解決的問題之間是否有聯系，解決問題采用的方法是否恰當，需不需要改進等。培養反思的習慣利于學生靈活掌握知識，實現有意義的學習，利于學生發展高層次思維能力。

師：剛才通過小組合作探究完成了碳酸鈉和碳酸氫鈉的鑒別，同學們的實驗設計能力和合作交流能力都有了提高。下面我們一起來分析解決以下兩個問題。

問題一：向飽和碳酸鈉溶液中通入過量的二氧化碳氣體，有何現象？為什么？

問題二：二氧化碳氣體中混有氯化氫氣體能否用碳酸鈉溶液除去？

生：我知道二氧化碳通入碳酸鈉溶液中會生成碳酸氫鈉，但實驗中好像沒什么現象出現。

師：不錯，那會有什么現象呢？請同學們關注碳酸鈉和碳酸氫鈉在水中的溶解情況，并注意“飽和”二字。

生：我想碳酸氫鈉在水中的溶解度比碳酸鈉小，向飽和碳酸鈉溶液中通入二氧化碳，生成的碳酸氫鈉可能不能完全溶解，這樣就會看到沒溶解的固體碳酸氫鈉，不知這樣分析對不對？

師：對，分析得很有道理。課后請同學們通過溶解度數據進行計算和進一步的分析說明。

生：要除去二氧化碳氣體中混有的氯化氫氣體 ，我想所用的試劑應能與氯化氫反應但與二氧化碳氣體不反應，而碳酸鈉溶液能吸收二氧化碳氣體，所以不能用。

師：非常好。那么請同學們思考可另選什么試劑來除去呢？

生：我覺得碳酸氫鈉溶液應該可以，因為碳酸氫鈉溶液能與氯化氫反應但與二氧化碳氣體不反應。

師：回答得真棒！這位同學一下子就找到了合適的試劑，但還需要完善一點，剛才已經討論過相關知識，哪位同學來補充一下？

生：應該是用飽和碳酸氫鈉溶液，在飽和溶液中二氧化碳氣體的溶解減少。

師：好，同學們應用所學知識分析推理、解決問題的綜合能力越來越強了！

至此，碳酸鈉性質的知識在學生的頭腦中已經比較全面了，教師只要對這些知識做一些簡單的歸納即可。知識的構建按“提出問題—探究問題—討論解決問題—引發新問題”螺旋式地遞進，得以完成。與傳統教學模式相比，“PBL”更有利于激活學生的思維潛能，有利于學生養成創造性思維的品質，有利于強化學生的合作意識，有利于培養學生的探究能力和發展他們的高層次思維能力。

三、 對“PBL”教學實踐的體會與思考

1. “PBL”對教師的要求

“PBL”作為一種開放式的教學方法，對教師自身的素質和教學技能都有很高的要求。要求教師不但對自己的專業、本課程內容有很深的理解和能很好地掌握，還要求教師具備提出問題解決問題的能力、靈活運用知識的能力及嚴密的思維能力等。同時教師還要有良好的組織管理能力，要善于調動學生的積極性，控制好課堂教學節奏，寓教于樂。

2. “PBL”對學生的要求

“PBL”教學的順利進行，需要學生主動而密切的配合。從準備資料開始，學生就要圍繞問題，積極預習或搜集資料，主動與其他同學交流溝通，共同努力得出最佳結論。以這樣的方式進行學習，對于長期接受“灌輸式”、“填鴨式”教學的我國學生來說，是一個嚴峻的考驗。

3. “PBL”對問題的要求

在“PBL”教學設計中，創設有利于學習者建構意義的問題情境是關鍵。“PBL”教學強調問題情境要包含真實性的任務，讓學生的學習以真實的問題為起點。因為真實的問題往往涉及多個學科，這就需要打破學科界限去學習探討問題。教師一方面要提供建構知識所需的“腳手架”；另一方面要留給學生廣闊的建構空間，讓他們針對具體情境采用適當的策略建構知識。 （責編 王學軍）