PBL模式在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究

趙 娟

(甘肅省嘉峪關(guān)市第五中學(xué),甘肅 嘉峪關(guān) 735100)

PBL教學(xué)模式是一種基于問題驅(qū)動的教學(xué)模式,通過讓學(xué)生圍繞真實(shí)世界的問題展開自主學(xué)習(xí)和合作解決問題的過程,培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力、團(tuán)隊(duì)合作能力和批判性思維能力[1].在PBL教學(xué)模式中,教師充當(dāng)引導(dǎo)者的角色,提供一定的指導(dǎo)和支持,而學(xué)生則扮演主動學(xué)習(xí)的角色,通過自主探究、合作討論和實(shí)踐應(yīng)用來解決問題.PBL教學(xué)模式注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)和學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生在質(zhì)疑和解惑中習(xí)得知識,使學(xué)習(xí)過程更為自主化和深入化.

1 PBL模式的理論基礎(chǔ)

實(shí)用主義哲學(xué)、認(rèn)知建構(gòu)主義思想和信息加工理論是PBL教學(xué)模式最為公認(rèn)的三大理論基礎(chǔ).這三個(gè)理論基礎(chǔ)相互關(guān)聯(lián),共同支撐了PBL教學(xué)模式的設(shè)計(jì)和實(shí)施.實(shí)用主義哲學(xué)強(qiáng)調(diào)實(shí)際應(yīng)用和解決問題的能力;認(rèn)知建構(gòu)主義思想強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者的主動參與和自主學(xué)習(xí);信息加工理論強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者的信息加工和批判性思維能力.

1.1 實(shí)用主義哲學(xué)

PBL教學(xué)模式是一種基于實(shí)際問題的學(xué)習(xí)方法,與實(shí)用主義哲學(xué)的理念相契合[2].在PBL教學(xué)中,學(xué)生通過面臨現(xiàn)實(shí)生活中的問題,探索相關(guān)的知識和技能,以解決問題為導(dǎo)向來學(xué)習(xí).此教學(xué)模式注重學(xué)生的主動參與和合作,培養(yǎng)學(xué)生的解決問題的能力和實(shí)踐技能.實(shí)用主義哲學(xué)認(rèn)為：教育應(yīng)該關(guān)注培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)際生活中的應(yīng)用能力,而PBL教學(xué)模式正是通過將學(xué)習(xí)與實(shí)際情境相結(jié)合,提供真實(shí)的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力.在PBL教學(xué)中,學(xué)生通過探究問題、收集信息、分析數(shù)據(jù)、提出解決方案等活動,不僅能夠增加對知識的理解和掌握,還能夠培養(yǎng)批判性思維、問題解決能力和團(tuán)隊(duì)合作精神.

1.2 認(rèn)知建構(gòu)主義思想

認(rèn)知建構(gòu)主義認(rèn)為學(xué)習(xí)是一個(gè)主動的、個(gè)體化的和社會化的過程,學(xué)習(xí)者通過積極參與和建構(gòu)意義來獲得深刻的理解和知識.該思想的核心觀點(diǎn)是學(xué)習(xí)是一個(gè)積極主動的過程,學(xué)習(xí)者通過思考、提問、探索和與他人交流來建構(gòu)知識,這與PBL的教學(xué)理念完全相符.此外,學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)環(huán)境和情境對于理解和應(yīng)用知識也至關(guān)重要.學(xué)習(xí)者需要將所學(xué)的知識與實(shí)際情境相連接,以促進(jìn)深層次的理解和遷移.認(rèn)知建構(gòu)主義和PBL還強(qiáng)調(diào)學(xué)生的元認(rèn)知意識和反思能力的培養(yǎng).認(rèn)為學(xué)習(xí)者需要意識到自己的思維方式、學(xué)習(xí)策略和問題解決方法,并不斷調(diào)整和改進(jìn).因此,也有人將PBL模式稱之為“一條集中體現(xiàn)建構(gòu)主義思想的教學(xué)改革思路”[3].

1.3 信息加工理論

信息加工理論闡釋了PBL教學(xué)模式下學(xué)生如何接收、處理和利用信息的過程.信息加工理論認(rèn)為人類處理信息的過程類似于計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的方式,不僅僅是簡單地接收和儲存信息,而是通過一系列的認(rèn)知過程,將信息轉(zhuǎn)化為有意義的知識和技能,包括感知、注意、記憶、思考和解決問題等環(huán)節(jié)[4].感知過程中,人們通過視覺、聽覺、觸覺、嗅覺和味覺等感覺器官獲取外界信息,并將其轉(zhuǎn)化為神經(jīng)信號傳遞到大腦.注意是指在眾多感知信息中選擇性地集中精力和意識資源的過程.記憶是指將感知到的信息存儲在大腦中,以便將來使用的過程.思考是指通過對信息的加工和整合,進(jìn)行概念形成、推理、比較和判斷等高級認(rèn)知過程.解決問題是信息加工理論的最終目標(biāo),它涉及將收集到的信息與已有的知識和經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合,找到解決問題的有效策略和解決方案.解決問題需要運(yùn)用感知、注意、記憶和思考等過程,進(jìn)行信息的篩選、整合和轉(zhuǎn)化.

2 應(yīng)用于初中化學(xué)課堂的PBL教學(xué)模式

2.1 PBL教學(xué)模式

PBL教學(xué)模式的創(chuàng)始人巴羅斯將PBL教學(xué)模式劃分為以下五個(gè)階段：

第一階段是組織小組.在這個(gè)階段,教師將學(xué)生分組,并確保每個(gè)小組都有一定數(shù)量的成員.教師會向?qū)W生介紹PBL的目標(biāo)和要求,并解釋小組成員的角色和責(zé)任.

第二階段是開始一個(gè)新問題.在這個(gè)階段,教師會向?qū)W生提出一個(gè)真實(shí)世界的問題或挑戰(zhàn),需要學(xué)生進(jìn)行一定的研究和探索來解決.

第三階段是后續(xù)行動.在該階段,學(xué)生將開始進(jìn)行實(shí)際的研究和探索工作.他們需要收集相關(guān)的信息和資源,并進(jìn)行分析和評估.

第四階段是匯報(bào)展示.在這個(gè)階段,學(xué)生將把他們的研究成果和解決方案呈現(xiàn)給其他小組成員和教師.

第五階段是反思.在這個(gè)階段,學(xué)生將回顧整個(gè)PBL過程,并進(jìn)行反思和評估.他們將思考在解決問題過程中遇到的困難和挑戰(zhàn),并提出改進(jìn)的建議.教師還可以引導(dǎo)學(xué)生思考他們在PBL中學(xué)到的關(guān)鍵概念和技能,并與課程目標(biāo)進(jìn)行對比.

對以上五個(gè)階段進(jìn)行分析,結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況,可以將PBL教學(xué)模式分為四個(gè)部分,教學(xué)流程如圖1所示.

圖1 PBL教學(xué)流程

以上是PBL教學(xué)模式的基本實(shí)施步驟,每個(gè)步驟都具有一定的靈活性,可以根據(jù)具體的教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整和擴(kuò)展.

2.2 教學(xué)案例

以人教版第五單元課題1《質(zhì)量守恒定律》為例,開展PBL模式下的教學(xué)研究.

2.2.1創(chuàng)設(shè)情境,引發(fā)質(zhì)疑

好的情境是學(xué)習(xí)的重要助力,可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)習(xí)效果.在創(chuàng)設(shè)情境時(shí),教師需要進(jìn)行充分的準(zhǔn)備和研究,廣泛查閱相關(guān)資料,了解新知識的背景和應(yīng)用場景,然后選擇合適的切入點(diǎn)進(jìn)行情境創(chuàng)設(shè),以確保情境與新知識的契合度.此外,教師還需要考慮學(xué)生的認(rèn)知水平和思維特征,情境應(yīng)該與學(xué)生的知識儲備和思維方式相適應(yīng),避免過于復(fù)雜或抽象,以便學(xué)生更容易理解和接受.情境創(chuàng)設(shè)還需要貼近學(xué)生的生活,與學(xué)生的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和興趣相關(guān).這樣可以增加學(xué)生的參與度和學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)他們的好奇心和求知欲.在教學(xué)過程中,教師可以借助多媒體、圖文結(jié)合等方式,使情境更加生動化具體化.通過圖片、視頻等視覺媒體,增加情境的直觀性和吸引力,幫助學(xué)生更好地理解和記憶.

例如,在本節(jié)課中,教師可以播放蠟燭燃燒、木材燃燒、鐵釘生銹等圖片,并提出問題：“在化學(xué)反應(yīng)前后,反應(yīng)前物質(zhì)的質(zhì)量和反應(yīng)后物質(zhì)的質(zhì)量發(fā)生了什么變化?”學(xué)生會根據(jù)圖片中的實(shí)例,結(jié)合自己的生活經(jīng)驗(yàn),認(rèn)為質(zhì)量會“增加”或會“減少”,從而引發(fā)認(rèn)知沖突,讓學(xué)生帶著問題、帶著疑問走進(jìn)本節(jié)課的學(xué)習(xí).

【設(shè)計(jì)意圖】創(chuàng)設(shè)情境可以使化學(xué)知識與生活實(shí)際相結(jié)合,讓學(xué)生更容易理解和接受化學(xué)知識.通過引入情境,激發(fā)了學(xué)生的興趣,增強(qiáng)了他們對化學(xué)的好奇心和探索欲望,有利于提高學(xué)習(xí)效果.

2.2.2小組合作,細(xì)化問題

細(xì)化問題可以激發(fā)學(xué)生的思考和探索欲望,幫助他們更好地理解知識.當(dāng)將問題拆分為子問題后,雖然難度降低,但需要解決的問題增多,以小組合作的形式進(jìn)行學(xué)習(xí),可以激發(fā)思維火花,提高解決問題的效率.

例如,在本節(jié)課中,教師可以設(shè)置如下問題,讓學(xué)生進(jìn)一步思考.(1)圖中的幾幅圖片,反應(yīng)前和反應(yīng)后的物質(zhì)是什么?(2)為什么我們會得出質(zhì)量變大和變小兩種不一樣的答案?(3)如果想要確認(rèn)化學(xué)反應(yīng)中質(zhì)量的變化,我們需要什么儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?(4)化學(xué)變化的微觀實(shí)質(zhì)是什么?(5)為什么化學(xué)反應(yīng)前后,質(zhì)量會遵循這種變化?

【設(shè)計(jì)意圖】通過小組合作,學(xué)生可以共同探討問題,分享不同的觀點(diǎn)和想法,互相借鑒和補(bǔ)充知識,促進(jìn)彼此之間的學(xué)習(xí)和成長.通過細(xì)化問題,將一個(gè)復(fù)雜的問題分解為多個(gè)子問題,學(xué)生可以逐步解決這些子問題,形成問題串.這樣的學(xué)習(xí)方式可以幫助學(xué)生建立起扎實(shí)的基礎(chǔ)知識和解決問題的思維模式,實(shí)現(xiàn)階梯式學(xué)習(xí),逐步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和解決問題的能力.

2.2.3自主探究,解決問題

學(xué)生在小組內(nèi)展開自主探究,通過查閱資料、實(shí)驗(yàn)、調(diào)研等方式,積極尋找解決問題的方法和策略.教師可以作為指導(dǎo)者和資源提供者,給予必要的支持和指導(dǎo).

例如,在本節(jié)課中,教師可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行“紅磷燃燒前后質(zhì)量的測定”“鐵釘與硫酸銅溶液反應(yīng)前后質(zhì)量的測定”“碳酸鈉與稀鹽酸反應(yīng)前后質(zhì)量的測定”三個(gè)實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理、修正等流程,均需要學(xué)生自主完成.

【設(shè)計(jì)意圖】通過讓學(xué)生自主探究,可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動力,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維和問題解決能力,提高他們的自主學(xué)習(xí)能力和自我管理能力,發(fā)展他們的批判性思維和判斷能力,這些能力和素質(zhì)對于學(xué)生的終身發(fā)展都具有重要意義.

2.2.4評價(jià)交流,拓展問題

在教師的引導(dǎo)下,讓學(xué)生進(jìn)行成果展示,并接受同伴和教師的評價(jià)和建議.同時(shí),教師可以提出更深入的問題,幫助學(xué)生拓展思路和進(jìn)一步探索,并帶領(lǐng)學(xué)生對本節(jié)課知識進(jìn)行總結(jié).

例如,在本節(jié)課中,教師可以讓學(xué)生展示自己的探究成果,并進(jìn)行反饋.還可以對問題進(jìn)行拓展,以“蠟燭燃燒”為例,其燃燒后,質(zhì)量變少,是否遵循了質(zhì)量守恒定律?讓學(xué)生對引入時(shí)的問題再次重新思考,學(xué)生在回答該問題過程中,強(qiáng)化了對本節(jié)課知識的理解.

【設(shè)計(jì)意圖】通過展示成果,培養(yǎng)學(xué)生表達(dá)能力.教師通過提問等方式,幫助學(xué)生進(jìn)行知識歸納,鞏固學(xué)習(xí)內(nèi)容.

3 結(jié)束語

PBL模式下,學(xué)生由知識的機(jī)械記憶者轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒌姆治稣摺⒃u價(jià)者、實(shí)施者,學(xué)習(xí)的主動性極大提升.獲取知識、理解并靈活運(yùn)用知識亦在該模式下得到了整合,滿足了現(xiàn)階段課程改革對教師和學(xué)生的新要求.但是,PBL模式并不是教學(xué)模式的唯一選擇,其自身也存在一定的局限性和挑戰(zhàn)性,我國現(xiàn)有的教學(xué)狀況還與PBL模式的新理念具有一定的沖突,需要師生在今后的教學(xué)過程中,共同摸索前進(jìn),不斷修正完善現(xiàn)有模型,讓基于PBL教學(xué)模式下的課堂發(fā)揮更大益處.