教學(xué)研究基于PBL的中學(xué)化學(xué)教學(xué)應(yīng)用初探(一)

胡楊玲+王后雄

教育部頒布的《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)》(以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》)中明確提出在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的問題意識和分析問題、解決問題的能力，引導(dǎo)學(xué)生形成敢于質(zhì)疑，勤于思考，善于合作，獨(dú)立思考的品質(zhì)?！墩n程標(biāo)準(zhǔn)》提倡學(xué)生基于問題的解決來建構(gòu)知識，讓學(xué)生通過解決問題的方式來獲得相應(yīng)的圖式，實(shí)現(xiàn)學(xué)生自我監(jiān)控與團(tuán)隊(duì)合作，促進(jìn)學(xué)生不斷調(diào)整自身學(xué)習(xí)行為以達(dá)到學(xué)習(xí)的最優(yōu)化。PBL教學(xué)理念認(rèn)為：“問題既是學(xué)習(xí)的起源，也是選擇知識的依據(jù)，又是掌握知識的手段”。開展PBL教學(xué)就是以問題為主線，以學(xué)生為主體，以小組協(xié)作為形式，教師扮演輔助角色，激發(fā)學(xué)生對問題解決的興趣，引導(dǎo)學(xué)生尋找解決問題的思路和方法，主動(dòng)掌握知識。因此，PBL教學(xué)模式更適應(yīng)時(shí)代對人才培養(yǎng)的需求，符合我國教育改革發(fā)展的大方向。將PBL教學(xué)模式應(yīng)用于化學(xué)課程中，對提高課程教學(xué)質(zhì)量有一定的參考價(jià)值，也為教師提供一種新的教學(xué)思路和途徑。

1PBL模式的涵義

1969年， 美國的神經(jīng)病學(xué)教授Barrows在加拿大的McMarster大學(xué)首創(chuàng)PBL模式，嘗試實(shí)施學(xué)生自主學(xué)習(xí)與導(dǎo)師指導(dǎo)相結(jié)合的小組教學(xué)法，旨在解決醫(yī)學(xué)教育中普遍存在的灌注式教學(xué)、基礎(chǔ)理論與實(shí)踐脫節(jié)等弊端，其教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)理論逐漸被其他學(xué)院采納和接受，并引起了醫(yī)學(xué)教育界的廣泛興趣，而后在世界范圍內(nèi)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(xué)習(xí)，向?qū)W生展現(xiàn)以真實(shí)的世界為基礎(chǔ)經(jīng)過精心選擇和設(shè)計(jì)的問題，讓學(xué)生在團(tuán)隊(duì)中分工合作，共同解決問題，并在此過程中讓學(xué)生既能掌握隱含在問題中的理論知識，也能同時(shí)獲得應(yīng)用知識解決實(shí)際問題的經(jīng)驗(yàn)，提高學(xué)生歸納判斷問題的能力，促進(jìn)學(xué)生形成批判性思維，獲得自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)的技能以及高效解決問題的能力。與LBL(Lecture-Based Learning）教學(xué)模式有所不同，PBL教學(xué)中學(xué)生是在學(xué)習(xí)知識之前就遭遇問題，針對教師設(shè)置的問題情境，學(xué)生以小組為單位進(jìn)行合作討論，并設(shè)計(jì)行動(dòng)計(jì)劃，在教師指導(dǎo)下分頭查找資料，并討論如何運(yùn)用所獲知識來促進(jìn)問題的解決，問題解決后，學(xué)生對學(xué)習(xí)過程進(jìn)行自我反思和評價(jià)，總結(jié)所獲知識和解決問題的思維技能。

2PBL模型在化學(xué)教學(xué)中應(yīng)用

PBL在化學(xué)活動(dòng)中應(yīng)該根據(jù)化學(xué)問題，精心選擇和重組合作學(xué)習(xí)的內(nèi)容，積極創(chuàng)設(shè)合作性的教學(xué)情境，體現(xiàn)出其在化學(xué)問題解決上的優(yōu)勢。就目前的化學(xué)教材而言，大都是邏輯演繹式的體系，這種體系結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，適宜于講解傳授，但是對于PBL模式的教學(xué)卻不一定適合。為了調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)情趣,有利于學(xué)生實(shí)現(xiàn)合作，教師可以在保留PBL主要要素和流程的前提下，結(jié)合我國化學(xué)課堂教學(xué)的實(shí)際情況，適應(yīng)學(xué)生心理特點(diǎn)，重組和選擇化學(xué)教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生自發(fā)產(chǎn)生合作探討的心理需要。

2.1PBL要素的設(shè)計(jì)

PBL強(qiáng)調(diào)的不是教學(xué)內(nèi)容或目標(biāo)，而是學(xué)習(xí)過程，從為“教學(xué)而設(shè)計(jì)”轉(zhuǎn)向“為學(xué)習(xí)而組織”，教師是“引導(dǎo)者”，通過實(shí)際要素、在元認(rèn)知水平上對問題解決過程進(jìn)行提問、及時(shí)給學(xué)生以必要的反饋等一系列支持性或支架性工作，將學(xué)生引向問題空間，以促進(jìn)學(xué)生積極地探究新的領(lǐng)域、新的信息。進(jìn)行PBL教學(xué)時(shí)，教師首先要設(shè)計(jì)八大要素，即績效目標(biāo)、問題情境、導(dǎo)言引入、引導(dǎo)問題、教學(xué)媒體、學(xué)習(xí)資源、小組成員、學(xué)習(xí)計(jì)劃。教學(xué)的目的、教學(xué)內(nèi)容等都是通過教師設(shè)計(jì)PBL要素的設(shè)置反映出來。PBL教學(xué)要素之間相互依存、相互制約，共同為教學(xué)活動(dòng)奠定基礎(chǔ)。

(1)“績效目標(biāo)”設(shè)計(jì)績效目標(biāo)就是確定學(xué)習(xí)的技能、實(shí)施技能的程度和成功表現(xiàn)的評判標(biāo)準(zhǔn)，以便客觀地討論、監(jiān)督、衡量績效。績效目標(biāo)不等同于三維目標(biāo)，它要從學(xué)習(xí)態(tài)度、知識獲取、能力提高、合作情況、最終作品五個(gè)方面設(shè)計(jì)，對于課程設(shè)計(jì)的其他部分(時(shí)間限定、資源、問題、成果等)有其指導(dǎo)價(jià)值?？冃繕?biāo)的陳述包括行為主體、行為動(dòng)詞、行為條件和行為程度四個(gè)維度。①行為主體是學(xué)生而不是教師。如：“通過實(shí)踐活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力”是不規(guī)范的，因?yàn)檫@一目標(biāo)行為的主體是教師，而不是學(xué)生。②行為動(dòng)詞是可測量、可評價(jià)、可操作、具體而明確的。如：“提高學(xué)生分析、解決問題的能力”，教師無法評價(jià)能力提高的多少。③行為條件是影響學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)結(jié)果的特定范圍，為評價(jià)提供參照的依據(jù)。如：“通過典型的水污染實(shí)例認(rèn)識水污染的危害，能說出污水處理中主要的化學(xué)方法及原理”。④行為程度是學(xué)生學(xué)習(xí)之后預(yù)期達(dá)到的最低表現(xiàn)水準(zhǔn)，用以評價(jià)和測量學(xué)習(xí)表現(xiàn)或?qū)W習(xí)結(jié)果所達(dá)到的程度，目標(biāo)表述的是基本的、共同的、可達(dá)到的程度，而不是無法實(shí)現(xiàn)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(jī)物》這節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生最少能說出五種對人體健康有意義的常見有機(jī)物”。

(2)“問題情境”設(shè)計(jì)化學(xué)問題解決教學(xué)的復(fù)雜性，決定了化學(xué)問題解決能力的形成是一個(gè)長期的、系統(tǒng)的過程，化學(xué)問題解決教學(xué)應(yīng)該是一個(gè)整體的、連續(xù)的體系。運(yùn)用PBL模型進(jìn)行化學(xué)問題解決教學(xué)時(shí)，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(xué)化學(xué)問題具有“繁”、“多”、“雜”、“混”、“微”、“符”等特征。化學(xué)學(xué)科知識點(diǎn)多且分散，化學(xué)學(xué)科相近、相似、相關(guān)聯(lián)的知識諸多。如電離與電解，置換反應(yīng)與取代反應(yīng)，同位素、同素異形體、同系物、同分異構(gòu)體等等。并不是每一個(gè)中學(xué)化學(xué)問題都適合用PBL模型來解決，因此有必要對中學(xué)化學(xué)問題作科學(xué)劃分。標(biāo)準(zhǔn)不同，劃分的問題種類就會(huì)自然不同。根據(jù)布盧姆在1956年出版的《教育目標(biāo)分類學(xué)》里對學(xué)生的認(rèn)知水平和行為的描述，教師可以將習(xí)題分為五個(gè)水平。教師要考慮到各個(gè)知識單元之間的相互聯(lián)系以及學(xué)生的認(rèn)知水平，打破了教材原有的編排順序，將一個(gè)兼有評價(jià)和綜合的認(rèn)知水平的問題改造成一個(gè)開放的、真實(shí)世界的問題，同時(shí)要注意不要將問題的設(shè)計(jì)變成了引入新課時(shí)的“問題情景的創(chuàng)設(shè)”，問題的探究過程也不能成為單純的程式化思維訓(xùn)練。

(3)“導(dǎo)言引入”設(shè)計(jì)導(dǎo)言的設(shè)計(jì)就是向?qū)W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(gè)好的導(dǎo)言設(shè)計(jì)不僅能將學(xué)生吸引到主題問題上來，能讓學(xué)生感覺到解決此類問題相當(dāng)重要，還能讓學(xué)生認(rèn)識到通過解決此類問題，他會(huì)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(guān)系越來越引起人們的重視，含有某些金屬元素的食品也應(yīng)時(shí)而生。通過整理相關(guān)信息后，你就會(huì)知道日常飲用的相關(guān)制劑或者佩戴金屬飾物時(shí)，對你的健康是福還是禍。

(4)“引導(dǎo)性問題”設(shè)計(jì)“引導(dǎo)性問題”設(shè)計(jì)是促進(jìn)學(xué)生有效率地解決問題而編制的一系列“腳手架”?！耙龑?dǎo)性問題”的設(shè)計(jì)要結(jié)合學(xué)習(xí)問題的特征和學(xué)習(xí)目標(biāo)的要求。典型“引導(dǎo)性問題”有以下特征：鼓勵(lì)對不同的觀點(diǎn)加以思考；提出一些對于學(xué)生來說可能還不太明了的問題；預(yù)示一些與“學(xué)習(xí)問題”有關(guān)的問題；提出一些與包括資源在內(nèi)的知識范疇有關(guān)的問題。例如：苯分子結(jié)構(gòu)探究中：苯的分子式為C6H6，比同數(shù)碳原子的烷烴少了8個(gè)氫原子，根據(jù)碳的“四價(jià)學(xué)說”和烯烴、炔烴的知識，苯的結(jié)構(gòu)式如何？進(jìn)一步猜想后，教師可以提出：實(shí)驗(yàn)室如何檢驗(yàn)分子是否有碳碳雙鍵或碳碳叁鍵？

(5)“教學(xué)媒體”設(shè)計(jì)化學(xué)活動(dòng)中常用的教學(xué)媒體主要有:實(shí)物（化學(xué)藥品和儀器）、圖片(靜態(tài)的影像和文本)、幻燈(靜態(tài)影像)、視覺媒體(移動(dòng)的影像)、聽覺媒體(聲音和音樂)及計(jì)算機(jī)多媒體等。在PBL教學(xué)中教師需運(yùn)用多媒體進(jìn)行問題情景引入，學(xué)生的活動(dòng)成果展示也要教學(xué)媒體的支持。選擇媒體時(shí)，要考慮所選媒體是否符合活動(dòng)的要求，即內(nèi)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(fā)與維持學(xué)生的興趣、提高學(xué)生主動(dòng)參與的程度，考慮所選媒體是否具有良好的制作品質(zhì)、能否提供有關(guān)效能的證據(jù)，考慮所選媒體是否關(guān)注了教學(xué)對象的特性、先有知識和技能。在展示教學(xué)事件中，媒體的選擇、組合和展現(xiàn)時(shí)機(jī)需與教材內(nèi)容、學(xué)生特點(diǎn)相適應(yīng)。

(6)“學(xué)習(xí)資源”設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)資源是指在教學(xué)系統(tǒng)和學(xué)習(xí)系統(tǒng)所創(chuàng)建得到學(xué)習(xí)環(huán)境中，學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中可以利用的一切顯現(xiàn)的或潛隱的條件，可用于學(xué)習(xí)的一切資源，包括信息、人員、資料、設(shè)備和技術(shù)等。課堂學(xué)習(xí)環(huán)境下的學(xué)習(xí)資源的設(shè)計(jì)有時(shí)間、空間、社群、資源等方面的限制，教師應(yīng)該分析學(xué)生和環(huán)境，提供一定量的學(xué)習(xí)資源(或資源向?qū)?以推進(jìn)學(xué)生更有效率地解決問題。一般來說化學(xué)學(xué)習(xí)資源分為兩類： 信息整理類：教材、實(shí)驗(yàn)室、參考文獻(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)信息等； 方法指導(dǎo)類：參觀博物館、工廠、利用電子閱覽室、解讀相關(guān)實(shí)驗(yàn)報(bào)告、探究化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(gè)為什么》、食品營養(yǎng)方面的書籍、 金屬對健康的負(fù)面影響的報(bào)道、食品專家對于市場上補(bǔ)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(shí)驗(yàn)探究、金屬對細(xì)胞活性影響報(bào)告的分析、網(wǎng)絡(luò)的廣告搜集、參觀制劑廠等是方法指導(dǎo)類。

(7)“學(xué)習(xí)計(jì)劃”設(shè)計(jì)在化學(xué)課堂環(huán)境下的PBL計(jì)劃設(shè)計(jì)里，教師根據(jù)解決問題的進(jìn)程，考慮以下幾個(gè)方面：實(shí)施此課程方案時(shí)間跨度有多大?每周幾次課?何時(shí)安排在實(shí)驗(yàn)室做探究性的活動(dòng)?何時(shí)安排在資料室查閱相關(guān)資料?可以安排學(xué)生在課后完成哪些任務(wù)?這里可以設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊和會(huì)議記錄表和問題解決表，指導(dǎo)手冊有助于讓負(fù)責(zé)人清楚白己的職責(zé)，有針對性地引導(dǎo)小組討論，增加討論的有效性。會(huì)議記錄將指導(dǎo)記錄員對會(huì)議進(jìn)行詳細(xì)記錄，充分體現(xiàn)討論過程中學(xué)生思維的發(fā)展。“問題解決表”包括與問題相關(guān)的“主意”“事實(shí)”“進(jìn)度”等欄目，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行問題解決，可以省去不必要的時(shí)間。

(8)“小組成員”設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)小組的組建必須合理，小組成員的異質(zhì)互補(bǔ)將確保小組成員各具特色，取長補(bǔ)短。盡力在尊重學(xué)生自愿基礎(chǔ)上，根據(jù)學(xué)生的知識基礎(chǔ)、興趣愛好、學(xué)習(xí)能力、心理素質(zhì)、性別差異、組織能力等方面按S型擺動(dòng)分配，引導(dǎo)各小組推選了記錄員和組長，強(qiáng)調(diào)了記錄員的職責(zé)是如實(shí)地記錄小組每位成員的發(fā)言和表現(xiàn)，及時(shí)整理小組階段性書面報(bào)告，而小組成員的職責(zé)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(xué)習(xí)任務(wù)。（下期待續(xù)）(收稿日期：2014-01-25)