教学基于PBL的中学化学教学应用(一)

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教育部颁布的《普通高中化学课程标准(实验稿)》(以下简称《课程标准》)中明确提出在教学中培养学生的问题意识和分析问题、解决问题的能力,引导学生形成敢于质疑,勤于思考,善于合作,独立思考的品质.《课程标准》提倡学生基于问题的解决来建构知识,让学生通过解决问题的方式来获得相应的图式,实现学生自我监控与团队合作,促进学生不断调整自身学习行为以达到学习的最优化.PBL教学理念认为：“问题既是学习的起源,也是选择知识的依据,又是掌握知识的手段”.开展PBL教学就是以问题为主线,以学生为主体,以小组协作为形式,教师扮演辅助角色,激发学生对问题解决的兴趣,引导学生寻找解决问题的思路和方法,主动掌握知识.因此,PBL教学模式更适应时代对人才培养的需求,符合我国教育改革发展的大方向.将PBL教学模式应用于化学课程中,对提高课程教学质量有一定的参考价值,也为教师提供一种新的教学思路和途径.

1PBL模式的涵义

1969年, 美国的神经病学教授Barrows在加拿大的McMarster大学首创PBL模式,尝试实施学生自主学习与导师指导相结合的小组教学法,旨在解决医学教育中普遍存在的灌注式教学、基础理论与实践脱节等弊端,其教学经验和教学理论逐渐被其他学院采纳和接受,并引起了医学教育界的广泛兴趣,而后在世界范围内逐步推广.简单来说,PBL是英文ProbLem-Based Learning的缩写,即基于问题的学习,向学生展现以真实的世界为基础经过精心选择和设计的问题,让学生在团队中分工合作,共同解决问题,并在此过程中让学生既能掌握隐含在问题中的理论知识,也能同时获得应用知识解决实际问题的经验,提高学生归纳判断问题的能力,促进学生形成批判性思维,获得自主学习与合作学习的技能以及高效解决问题的能力.与LBL(Lecture-Based Learning）教学模式有所不同,PBL教学中学生是在学习知识之前就遭遇问题,针对教师设置的问题情境,学生以小组为单位进行合作讨论,并设计行动计划,在教师指导下分头查找资料,并讨论如何运用所获知识来促进问题的解决,问题解决后,学生对学习过程进行自我反思和评价,总结所获知识和解决问题的思维技能.

2PBL模型在化学教学中应用

PBL在化学活动中应该根据化学问题,精心选择和重组合作学习的内容,积极创设合作性的教学情境,体现出其在化学问题解决上的优势.就目前的化学教材而言,大都是逻辑演绎式的体系,这种体系结构严谨,适宜于讲解传授,但是对于PBL模式的教学却不一定适合.为了调动学生的学习情趣,有利于学生实现合作,教师可以在保留PBL主要要素和流程的前提下,结合我国化学课堂教学的实际情况,适应学生心理特点,重组和选择化学教学内容,使学生自发产生合作探讨的心理需要.

2.1PBL要素的设计

PBL强调的不是教学内容或目标,而是学习过程,从为“教学而设计”转向“为学习而组织”,教师是“引导者”,通过实际要素、在元认知水平上对问题解决过程进行提问、及时给学生以必要的反馈等一系列支持性或支架性工作,将学生引向问题空间,以促进学生积极地探究新的领域、新的信息.进行PBL教学时,教师首先要设计八大要素,即绩效目标、问题情境、导言引入、引导问题、教学媒体、学习资源、小组成员、学习计划.教学的目的、教学内容等都是通过教师设计PBL要素的设置反映出来.PBL教学要素之间相互依存、相互制约,共同为教学活动奠定基础.

(1)“绩效目标”设计绩效目标就是确定学习的技能、实施技能的程度和成功表现的评判标准,以便客观地讨论、监督、衡量绩效.绩效目标不等同于三维目标,它要从学习态度、知识获取、能力提高、合作情况、最终作品五个方面设计,对于课程设计的其他部分(时间限定、资源、问题、成果等)有其指导价值.绩效目标的陈述包括行为主体、行为动词、行为条件和行为程度四个维度.①行为主体是学生而不是教师.如：“通过实践活动,培养学生的创新能力”是不规范的,因为这一目标行为的主体是教师,而不是学生.②行为动词是可测量、可评价、可操作、具体而明确的.如：“提高学生分析、解决问题的能力”,教师无法评价能力提高的多少.③行为条件是影响学生产生学习结果的特定范围,为评价提供参照的依据.如：“通过典型的水污染实例认识水污染的危害,能说出污水处理中主要的化学方法及原理”.④行为程度是学生学习之后预期达到的最低表现水准,用以评价和测量学习表现或学习结果所达到的程度,目标表述的是基本的、共同的、可达到的程度,而不是无法实现的最高要求.如：“通过《食品中对人体健康有重要意义的常见有机物》这节课的学习,学生最少能说出五种对人体健康有意义的常见有机物”.

(2)“问题情境”设计化学问题解决教学的复杂性,决定了化学问题解决能力的形成是一个长期的、系统的过程,化学问题解决教学应该是一个整体的、连续的体系.运用PBL模型进行化学问题解决教学时,首先要面临的问题就是,什么样的课题适合用PBL模型来解决中学化学问题具有“繁”、“多”、“杂”、“混”、“微”、“符”等特征.化学学科知识点多且分散,化学学科相近、相似、相关联的知识诸多.如电离与电解,置换反应与取代反应,同位素、同素异形体、同系物、同分异构体等等.并不是每一个中学化学问题都适合用PBL模型来解决,因此有必要对中学化学问题作科学划分.标准不同,划分的问题种类就会自然不同.根据布卢姆在1956年出版的《教育目标分类学》里对学生的认知水平和行为的描述,教师可以将习题分为五个水平.教师要考虑到各个知识单元之间的相互联系以及学生的认知水平,打破了教材原有的编排顺序,将一个兼有评价和综合的认知水平的问题改造成一个开放的、真实世界的问题,同时要注意不要将问题的设计变成了引入新课时的“问题情景的创设”,问题的探究过程也不能成为单纯的程式化思维训练.

(3)“导言引入”设计导言的设计就是向学生介绍本课程方案的主题问题,提供此主题问题的背景信息及涵盖此课程基本原理.一个好的导言设计不仅能将学生吸引到主题问题上来,能让学生感觉到解决此类问题相当重要,还能让学生认识到通过解决此类问题,他会在知识与技能方面有多大的收获.例如：近年来,金属元素与人体健康的关系越来越引起人们的重视,含有某些金属元素的食品也应时而生.通过整理相关信息后,你就会知道日常饮用的相关制剂或者佩戴金属饰物时,对你的健康是福还是祸.

(4)“引导性问题”设计“引导性问题”设计是促进学生有效率地解决问题而编制的一系列“脚手架”.“引导性问题”的设计要结合学习问题的特征和学习目标的要求.典型“引导性问题”有以下特征：鼓励对不同的观点加以思考；提出一些对于学生来说可能还不太明了的问题；预示一些与“学习问题”有关的问题；提出一些与包括资源在内的知识范畴有关的问题.例如：苯分子结构探究中：苯的分子式为C6H6,比同数碳原子的烷烃少了8个氢原子,根据碳的“四价学说”和烯烃、炔烃的知识,苯的结构式如何?进一步猜想后,教师可以提出：实验室如何检验分子是否有碳碳双键或碳碳叁键?

(5)“教学媒体”设计化学活动中常用的教学媒体主要有:实物（化学药品和仪器）、图片(静态的影像和文本)、幻灯(静态影像)、视觉媒体(移动的影像)、听觉媒体(声音和音乐)及计算机多媒体等.在PBL教学中教师需运用多媒体进行问题情景引入,学生的活动成果展示也要教学媒体的支持.选择媒体时,要考虑所选媒体是否符合活动的要求,即内容是否正确、资料是否新颖、介绍是否简洁,考虑所选媒体能否激发与维持学生的兴趣、提高学生主动参与的程度,考虑所选媒体是否具有良好的制作品质、能否提供有关效能的证据,考虑所选媒体是否关注了教学对象的特性、先有知识和技能.在展示教学事件中,媒体的选择、组合和展现时机需与教材内容、学生特点相适应.

(6)“学习资源”设计学习资源是指在教学系统和学习系统所创建得到学习环境中,学习者在学习过程中可以利用的一切显现的或潜隐的条件,可用于学习的一切资源,包括信息、人员、资料、设备和技术等.课堂学习环境下的学习资源的设计有时间、空间、社群、资源等方面的限制,教师应该分析学生和环境,提供一定量的学习资源(或资源向导)以推进学生更有效率地解决问题.一般来说化学学习资源分为两类： 信息整理类：教材、实验室、参考文献、网络信息等； 方法指导类：参观博物馆、工厂、利用电子阅览室、解读相关实验报告、探究化学实验等.例如：在探讨金属元素与人体健康：科普读物类读物《十万个为什么》、食品营养方面的书籍、 金属对健康的负面影响的报道、食品专家对于市场上补充金属制剂的看法为信息整理类；金属对溶液的酸碱性的实验探究、金属对细胞活性影响报告的分析、网络的广告搜集、参观制剂厂等是方法指导类.

(7)“学习计划”设计在化学课堂环境下的PBL计划设计里,教师根据解决问题的进程,考虑以下几个方面：实施此课程方案时间跨度有多大每周几次课何时安排在实验室做探究性的活动何时安排在资料室查阅相关资料可以安排学生在课后完成哪些任务这里可以设计指导手册和会议记录表和问题解决表,指导手册有助于让负责人清楚白己的职责,有针对性地引导小组讨论,增加讨论的有效性.会议记录将指导记录员对会议进行详细记录,充分体现讨论过程中学生思维的发展.“问题解决表”包括与问题相关的“主意”“事实”“进度”等栏目,引导学生进行问题解决,可以省去不必要的时间.

(8)“小组成员”设计学习小组的组建必须合理,小组成员的异质互补将确保小组成员各具特色,取长补短.尽力在尊重学生自愿基础上,根据学生的知识基础、兴趣爱好、学习能力、心理素质、性别差异、组织能力等方面按S型摆动分配,引导各小组推选了记录员和组长,强调了记录员的职责是如实地记录小组每位成员的发言和表现,及时整理小组阶段性书面报告,而小组成员的职责是积极参与小组讨论,为问题解决出谋划策,并配合小组长完成其他学习任务.（下期待续）(收稿日期：2014-01-25)