教學研究基于PBL的中學化學教學應用初探(一)

胡楊玲+王后雄

教育部頒布的《普通高中化學課程標準(實驗稿)》(以下簡稱《課程標準》)中明確提出在教學中培養學生的問題意識和分析問題、解決問題的能力，引導學生形成敢于質疑，勤于思考，善于合作，獨立思考的品質。《課程標準》提倡學生基于問題的解決來建構知識，讓學生通過解決問題的方式來獲得相應的圖式，實現學生自我監控與團隊合作，促進學生不斷調整自身學習行為以達到學習的最優化。PBL教學理念認為：“問題既是學習的起源，也是選擇知識的依據，又是掌握知識的手段”。開展PBL教學就是以問題為主線，以學生為主體，以小組協作為形式，教師扮演輔助角色，激發學生對問題解決的興趣，引導學生尋找解決問題的思路和方法，主動掌握知識。因此，PBL教學模式更適應時代對人才培養的需求，符合我國教育改革發展的大方向。將PBL教學模式應用于化學課程中，對提高課程教學質量有一定的參考價值，也為教師提供一種新的教學思路和途徑。

1PBL模式的涵義

1969年， 美國的神經病學教授Barrows在加拿大的McMarster大學首創PBL模式，嘗試實施學生自主學習與導師指導相結合的小組教學法，旨在解決醫學教育中普遍存在的灌注式教學、基礎理論與實踐脫節等弊端，其教學經驗和教學理論逐漸被其他學院采納和接受，并引起了醫學教育界的廣泛興趣，而后在世界范圍內逐步推廣。簡單來說，PBL是英文ProbLem-Based Learning的縮寫，即基于問題的學習，向學生展現以真實的世界為基礎經過精心選擇和設計的問題，讓學生在團隊中分工合作，共同解決問題，并在此過程中讓學生既能掌握隱含在問題中的理論知識，也能同時獲得應用知識解決實際問題的經驗，提高學生歸納判斷問題的能力，促進學生形成批判性思維，獲得自主學習與合作學習的技能以及高效解決問題的能力。與LBL(Lecture-Based Learning）教學模式有所不同，PBL教學中學生是在學習知識之前就遭遇問題，針對教師設置的問題情境，學生以小組為單位進行合作討論，并設計行動計劃，在教師指導下分頭查找資料，并討論如何運用所獲知識來促進問題的解決，問題解決后，學生對學習過程進行自我反思和評價，總結所獲知識和解決問題的思維技能。

2PBL模型在化學教學中應用

PBL在化學活動中應該根據化學問題，精心選擇和重組合作學習的內容，積極創設合作性的教學情境，體現出其在化學問題解決上的優勢。就目前的化學教材而言，大都是邏輯演繹式的體系，這種體系結構嚴謹，適宜于講解傳授，但是對于PBL模式的教學卻不一定適合。為了調動學生的學習情趣,有利于學生實現合作，教師可以在保留PBL主要要素和流程的前提下，結合我國化學課堂教學的實際情況，適應學生心理特點，重組和選擇化學教學內容，使學生自發產生合作探討的心理需要。

2.1PBL要素的設計

PBL強調的不是教學內容或目標，而是學習過程，從為“教學而設計”轉向“為學習而組織”，教師是“引導者”，通過實際要素、在元認知水平上對問題解決過程進行提問、及時給學生以必要的反饋等一系列支持性或支架性工作，將學生引向問題空間，以促進學生積極地探究新的領域、新的信息。進行PBL教學時，教師首先要設計八大要素，即績效目標、問題情境、導言引入、引導問題、教學媒體、學習資源、小組成員、學習計劃。教學的目的、教學內容等都是通過教師設計PBL要素的設置反映出來。PBL教學要素之間相互依存、相互制約，共同為教學活動奠定基礎。

(1)“績效目標”設計績效目標就是確定學習的技能、實施技能的程度和成功表現的評判標準，以便客觀地討論、監督、衡量績效。績效目標不等同于三維目標，它要從學習態度、知識獲取、能力提高、合作情況、最終作品五個方面設計，對于課程設計的其他部分(時間限定、資源、問題、成果等)有其指導價值。績效目標的陳述包括行為主體、行為動詞、行為條件和行為程度四個維度。①行為主體是學生而不是教師。如：“通過實踐活動，培養學生的創新能力”是不規范的，因為這一目標行為的主體是教師，而不是學生。②行為動詞是可測量、可評價、可操作、具體而明確的。如：“提高學生分析、解決問題的能力”，教師無法評價能力提高的多少。③行為條件是影響學生產生學習結果的特定范圍，為評價提供參照的依據。如：“通過典型的水污染實例認識水污染的危害，能說出污水處理中主要的化學方法及原理”。④行為程度是學生學習之后預期達到的最低表現水準，用以評價和測量學習表現或學習結果所達到的程度，目標表述的是基本的、共同的、可達到的程度，而不是無法實現的最高要求。如：“通過《食品中對人體健康有重要意義的常見有機物》這節課的學習，學生最少能說出五種對人體健康有意義的常見有機物”。

(2)“問題情境”設計化學問題解決教學的復雜性，決定了化學問題解決能力的形成是一個長期的、系統的過程，化學問題解決教學應該是一個整體的、連續的體系。運用PBL模型進行化學問題解決教學時，首先要面臨的問題就是，什么樣的課題適合用PBL模型來解決?中學化學問題具有“繁”、“多”、“雜”、“混”、“微”、“符”等特征。化學學科知識點多且分散，化學學科相近、相似、相關聯的知識諸多。如電離與電解，置換反應與取代反應，同位素、同素異形體、同系物、同分異構體等等。并不是每一個中學化學問題都適合用PBL模型來解決，因此有必要對中學化學問題作科學劃分。標準不同，劃分的問題種類就會自然不同。根據布盧姆在1956年出版的《教育目標分類學》里對學生的認知水平和行為的描述，教師可以將習題分為五個水平。教師要考慮到各個知識單元之間的相互聯系以及學生的認知水平，打破了教材原有的編排順序，將一個兼有評價和綜合的認知水平的問題改造成一個開放的、真實世界的問題，同時要注意不要將問題的設計變成了引入新課時的“問題情景的創設”，問題的探究過程也不能成為單純的程式化思維訓練。

(3)“導言引入”設計導言的設計就是向學生介紹本課程方案的主題問題，提供此主題問題的背景信息及涵蓋此課程基本原理。一個好的導言設計不僅能將學生吸引到主題問題上來，能讓學生感覺到解決此類問題相當重要，還能讓學生認識到通過解決此類問題，他會在知識與技能方面有多大的收獲。例如：近年來，金屬元素與人體健康的關系越來越引起人們的重視，含有某些金屬元素的食品也應時而生。通過整理相關信息后，你就會知道日常飲用的相關制劑或者佩戴金屬飾物時，對你的健康是福還是禍。

(4)“引導性問題”設計“引導性問題”設計是促進學生有效率地解決問題而編制的一系列“腳手架”。“引導性問題”的設計要結合學習問題的特征和學習目標的要求。典型“引導性問題”有以下特征：鼓勵對不同的觀點加以思考；提出一些對于學生來說可能還不太明了的問題；預示一些與“學習問題”有關的問題；提出一些與包括資源在內的知識范疇有關的問題。例如：苯分子結構探究中：苯的分子式為C6H6，比同數碳原子的烷烴少了8個氫原子，根據碳的“四價學說”和烯烴、炔烴的知識，苯的結構式如何？進一步猜想后，教師可以提出：實驗室如何檢驗分子是否有碳碳雙鍵或碳碳叁鍵？

(5)“教學媒體”設計化學活動中常用的教學媒體主要有:實物（化學藥品和儀器）、圖片(靜態的影像和文本)、幻燈(靜態影像)、視覺媒體(移動的影像)、聽覺媒體(聲音和音樂)及計算機多媒體等。在PBL教學中教師需運用多媒體進行問題情景引入，學生的活動成果展示也要教學媒體的支持。選擇媒體時，要考慮所選媒體是否符合活動的要求，即內容是否正確、資料是否新穎、介紹是否簡潔，考慮所選媒體能否激發與維持學生的興趣、提高學生主動參與的程度，考慮所選媒體是否具有良好的制作品質、能否提供有關效能的證據，考慮所選媒體是否關注了教學對象的特性、先有知識和技能。在展示教學事件中，媒體的選擇、組合和展現時機需與教材內容、學生特點相適應。

(6)“學習資源”設計學習資源是指在教學系統和學習系統所創建得到學習環境中，學習者在學習過程中可以利用的一切顯現的或潛隱的條件，可用于學習的一切資源，包括信息、人員、資料、設備和技術等。課堂學習環境下的學習資源的設計有時間、空間、社群、資源等方面的限制，教師應該分析學生和環境，提供一定量的學習資源(或資源向導)以推進學生更有效率地解決問題。一般來說化學學習資源分為兩類： 信息整理類：教材、實驗室、參考文獻、網絡信息等； 方法指導類：參觀博物館、工廠、利用電子閱覽室、解讀相關實驗報告、探究化學實驗等。例如：在探討金屬元素與人體健康：科普讀物類讀物《十萬個為什么》、食品營養方面的書籍、 金屬對健康的負面影響的報道、食品專家對于市場上補充金屬制劑的看法為信息整理類；金屬對溶液的酸堿性的實驗探究、金屬對細胞活性影響報告的分析、網絡的廣告搜集、參觀制劑廠等是方法指導類。

(7)“學習計劃”設計在化學課堂環境下的PBL計劃設計里，教師根據解決問題的進程，考慮以下幾個方面：實施此課程方案時間跨度有多大?每周幾次課?何時安排在實驗室做探究性的活動?何時安排在資料室查閱相關資料?可以安排學生在課后完成哪些任務?這里可以設計指導手冊和會議記錄表和問題解決表，指導手冊有助于讓負責人清楚白己的職責，有針對性地引導小組討論，增加討論的有效性。會議記錄將指導記錄員對會議進行詳細記錄，充分體現討論過程中學生思維的發展。“問題解決表”包括與問題相關的“主意”“事實”“進度”等欄目，引導學生進行問題解決，可以省去不必要的時間。

(8)“小組成員”設計學習小組的組建必須合理，小組成員的異質互補將確保小組成員各具特色，取長補短。盡力在尊重學生自愿基礎上，根據學生的知識基礎、興趣愛好、學習能力、心理素質、性別差異、組織能力等方面按S型擺動分配，引導各小組推選了記錄員和組長，強調了記錄員的職責是如實地記錄小組每位成員的發言和表現，及時整理小組階段性書面報告，而小組成員的職責是積極參與小組討論，為問題解決出謀劃策，并配合小組長完成其他學習任務。（下期待續）(收稿日期：2014-01-25)