PBL模式在初中化學教學中的應用研究

趙 娟

(甘肅省嘉峪關市第五中學,甘肅 嘉峪關 735100)

PBL教學模式是一種基于問題驅動的教學模式,通過讓學生圍繞真實世界的問題展開自主學習和合作解決問題的過程,培養學生的問題解決能力、團隊合作能力和批判性思維能力[1].在PBL教學模式中,教師充當引導者的角色,提供一定的指導和支持,而學生則扮演主動學習的角色,通過自主探究、合作討論和實踐應用來解決問題.PBL教學模式注重培養學生的學習動機和學習興趣,讓學生在質疑和解惑中習得知識,使學習過程更為自主化和深入化.

1 PBL模式的理論基礎

實用主義哲學、認知建構主義思想和信息加工理論是PBL教學模式最為公認的三大理論基礎.這三個理論基礎相互關聯,共同支撐了PBL教學模式的設計和實施.實用主義哲學強調實際應用和解決問題的能力;認知建構主義思想強調學習者的主動參與和自主學習;信息加工理論強調學習者的信息加工和批判性思維能力.

1.1 實用主義哲學

PBL教學模式是一種基于實際問題的學習方法,與實用主義哲學的理念相契合[2].在PBL教學中,學生通過面臨現實生活中的問題,探索相關的知識和技能,以解決問題為導向來學習.此教學模式注重學生的主動參與和合作,培養學生的解決問題的能力和實踐技能.實用主義哲學認為：教育應該關注培養學生在實際生活中的應用能力,而PBL教學模式正是通過將學習與實際情境相結合,提供真實的學習經驗,培養學生解決實際問題的能力.在PBL教學中,學生通過探究問題、收集信息、分析數據、提出解決方案等活動,不僅能夠增加對知識的理解和掌握,還能夠培養批判性思維、問題解決能力和團隊合作精神.

1.2 認知建構主義思想

認知建構主義認為學習是一個主動的、個體化的和社會化的過程,學習者通過積極參與和建構意義來獲得深刻的理解和知識.該思想的核心觀點是學習是一個積極主動的過程,學習者通過思考、提問、探索和與他人交流來建構知識,這與PBL的教學理念完全相符.此外,學習者的學習環境和情境對于理解和應用知識也至關重要.學習者需要將所學的知識與實際情境相連接,以促進深層次的理解和遷移.認知建構主義和PBL還強調學生的元認知意識和反思能力的培養.認為學習者需要意識到自己的思維方式、學習策略和問題解決方法,并不斷調整和改進.因此,也有人將PBL模式稱之為“一條集中體現建構主義思想的教學改革思路”[3].

1.3 信息加工理論

信息加工理論闡釋了PBL教學模式下學生如何接收、處理和利用信息的過程.信息加工理論認為人類處理信息的過程類似于計算機處理數據的方式,不僅僅是簡單地接收和儲存信息,而是通過一系列的認知過程,將信息轉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節[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,并將其轉化為神經信號傳遞到大腦.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,進行概念形成、推理、比較和判斷等高級認知過程.解決問題是信息加工理論的最終目標,它涉及將收集到的信息與已有的知識和經驗相結合,找到解決問題的有效策略和解決方案.解決問題需要運用感知、注意、記憶和思考等過程,進行信息的篩選、整合和轉化.

2 應用于初中化學課堂的PBL教學模式

2.1 PBL教學模式

PBL教學模式的創始人巴羅斯將PBL教學模式劃分為以下五個階段：

第一階段是組織小組.在這個階段,教師將學生分組,并確保每個小組都有一定數量的成員.教師會向學生介紹PBL的目標和要求,并解釋小組成員的角色和責任.

第二階段是開始一個新問題.在這個階段,教師會向學生提出一個真實世界的問題或挑戰,需要學生進行一定的研究和探索來解決.

第三階段是后續行動.在該階段,學生將開始進行實際的研究和探索工作.他們需要收集相關的信息和資源,并進行分析和評估.

第四階段是匯報展示.在這個階段,學生將把他們的研究成果和解決方案呈現給其他小組成員和教師.

第五階段是反思.在這個階段,學生將回顧整個PBL過程,并進行反思和評估.他們將思考在解決問題過程中遇到的困難和挑戰,并提出改進的建議.教師還可以引導學生思考他們在PBL中學到的關鍵概念和技能,并與課程目標進行對比.

對以上五個階段進行分析,結合學生的實際情況,可以將PBL教學模式分為四個部分,教學流程如圖1所示.

圖1 PBL教學流程

以上是PBL教學模式的基本實施步驟,每個步驟都具有一定的靈活性,可以根據具體的教學目標和學生實際情況進行調整和擴展.

2.2 教學案例

以人教版第五單元課題1《質量守恒定律》為例,開展PBL模式下的教學研究.

2.2.1創設情境,引發質疑

好的情境是學習的重要助力,可以激發學生的學習興趣,提高學習效果.在創設情境時,教師需要進行充分的準備和研究,廣泛查閱相關資料,了解新知識的背景和應用場景,然后選擇合適的切入點進行情境創設,以確保情境與新知識的契合度.此外,教師還需要考慮學生的認知水平和思維特征,情境應該與學生的知識儲備和思維方式相適應,避免過于復雜或抽象,以便學生更容易理解和接受.情境創設還需要貼近學生的生活,與學生的實際經驗和興趣相關.這樣可以增加學生的參與度和學習興趣,激發他們的好奇心和求知欲.在教學過程中,教師可以借助多媒體、圖文結合等方式,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,幫助學生更好地理解和記憶.

例如,在本節課中,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：“在化學反應前后,反應前物質的質量和反應后物質的質量發生了什么變化?”學生會根據圖片中的實例,結合自己的生活經驗,認為質量會“增加”或會“減少”,從而引發認知沖突,讓學生帶著問題、帶著疑問走進本節課的學習.

【設計意圖】創設情境可以使化學知識與生活實際相結合,讓學生更容易理解和接受化學知識.通過引入情境,激發了學生的興趣,增強了他們對化學的好奇心和探索欲望,有利于提高學習效果.

2.2.2小組合作,細化問題

細化問題可以激發學生的思考和探索欲望,幫助他們更好地理解知識.當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行學習,可以激發思維火花,提高解決問題的效率.

例如,在本節課中,教師可以設置如下問題,讓學生進一步思考.(1)圖中的幾幅圖片,反應前和反應后的物質是什么?(2)為什么我們會得出質量變大和變小兩種不一樣的答案?(3)如果想要確認化學反應中質量的變化,我們需要什么儀器進行實驗?(4)化學變化的微觀實質是什么?(5)為什么化學反應前后,質量會遵循這種變化?

【設計意圖】通過小組合作,學生可以共同探討問題,分享不同的觀點和想法,互相借鑒和補充知識,促進彼此之間的學習和成長.通過細化問題,將一個復雜的問題分解為多個子問題,學生可以逐步解決這些子問題,形成問題串.這樣的學習方式可以幫助學生建立起扎實的基礎知識和解決問題的思維模式,實現階梯式學習,逐步提高學生的學習能力和解決問題的能力.

2.2.3自主探究,解決問題

學生在小組內展開自主探究,通過查閱資料、實驗、調研等方式,積極尋找解決問題的方法和策略.教師可以作為指導者和資源提供者,給予必要的支持和指導.

例如,在本節課中,教師可以引導學生進行“紅磷燃燒前后質量的測定”“鐵釘與硫酸銅溶液反應前后質量的測定”“碳酸鈉與稀鹽酸反應前后質量的測定”三個實驗.實驗的設計、數據處理、修正等流程,均需要學生自主完成.

【設計意圖】通過讓學生自主探究,可以激發學生的學習興趣和動力,培養他們的創新思維和問題解決能力,提高他們的自主學習能力和自我管理能力,發展他們的批判性思維和判斷能力,這些能力和素質對于學生的終身發展都具有重要意義.

2.2.4評價交流,拓展問題

在教師的引導下,讓學生進行成果展示,并接受同伴和教師的評價和建議.同時,教師可以提出更深入的問題,幫助學生拓展思路和進一步探索,并帶領學生對本節課知識進行總結.

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

【設計意圖】通過展示成果,培養學生表達能力.教師通過提問等方式,幫助學生進行知識歸納,鞏固學習內容.

3 結束語

PBL模式下,學生由知識的機械記憶者轉變為信息的分析者、評價者、實施者,學習的主動性極大提升.獲取知識、理解并靈活運用知識亦在該模式下得到了整合,滿足了現階段課程改革對教師和學生的新要求.但是,PBL模式并不是教學模式的唯一選擇,其自身也存在一定的局限性和挑戰性,我國現有的教學狀況還與PBL模式的新理念具有一定的沖突,需要師生在今后的教學過程中,共同摸索前進,不斷修正完善現有模型,讓基于PBL教學模式下的課堂發揮更大益處.