PBL教學(xué)模式在校本選修課中的應(yīng)用

冷春波

摘要：PBL教學(xué)模式強調(diào)以問題為導(dǎo)向，將學(xué)生置身于有意義的、真實的問題情境中，引導(dǎo)學(xué)生通過合作對驅(qū)動問題展開探究、解決問題。這正是科學(xué)研究過程中所需要遵循的規(guī)律，也是化學(xué)學(xué)科教學(xué)中要滲透的核心素養(yǎng)之一。將PBL教學(xué)模式與高中化學(xué)校本選修課相結(jié)合，從驅(qū)動性問題出發(fā)，以問題為活動導(dǎo)向，以真實情境為依托，不僅可以激發(fā)學(xué)生興趣，還可以有效地提升學(xué)生的課堂參與度，增強學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：PBL教學(xué)模式;化學(xué);校本課程;選修課

文章編號：1008-0546（2020）06-0039-04 中圖分類號：G632.41 文獻標(biāo)識碼：B

doi：10.3969（i.issn.1008-0546.2020.06.011

學(xué)生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)主要源于對問題的思考和探索。基于問題的學(xué)習(xí)（Problem-Based Learn-ing，PBL）的教學(xué)方法和模式被稱為“問題式學(xué)習(xí)法”或PBL教學(xué)模式，是由美國的神經(jīng)病學(xué)教授Barrows于1969年在加拿大的麥克馬斯特大學(xué)首創(chuàng)。它強調(diào)以問題為導(dǎo)向（驅(qū)動問題），將學(xué)生置身于有意義的、真實的問題情境中，引導(dǎo)學(xué)生通過合作對驅(qū)動問題展開探究、解決問題，從而提升學(xué)生解決問題的能力。

我國普通高中教育的目標(biāo)是促進學(xué)生全面而有個性的發(fā)展，為學(xué)生適應(yīng)未來的進一步學(xué)習(xí)和適應(yīng)社會生活做準(zhǔn)備而提升學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力。從這一目標(biāo)出發(fā)，《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（新課標(biāo)）中將化學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)分為“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”和“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”等五個方面。其中明確指出高中生要能夠具有較強的問題意識，能夠根據(jù)假設(shè)提出實驗方案，完成實驗，收集實驗證據(jù)，并能夠給予實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)對實驗進行分析并得出結(jié)論。本研究以新課標(biāo)理念為指導(dǎo)，依托化學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科，結(jié)合本人、本校的實際情況，制定切實可行的課程方案，嘗試應(yīng)用PBL教學(xué)模式開發(fā)并實施高中化學(xué)選修類校本課程，以促進學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的全面培養(yǎng)和提升。

一、課程的選題

校本課程的選題通常要考慮到兩方面因素：首先，學(xué)生的知識掌握程度和認知水平;其次，學(xué)生生活中熟悉的場景或物質(zhì)。本課程的開課對象是高一下學(xué)期的學(xué)生。在化學(xué)必修課中，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)的知識（高中一年級第一學(xué)期）包括：鹵素、能量變化等，學(xué)生正在學(xué)習(xí)的知識（高中一年級第二學(xué)期）包括：硫酸、化學(xué)反應(yīng)速率、鹽溶液的酸堿性等，學(xué)生即將學(xué)習(xí)的知識（高中二年級第一學(xué)期）包括：酸堿滴定等（如表1）。同時，生物必修課中已涉及消化過程，物理必修課中已涉及摩擦力等相關(guān)知識?；谝陨匣A(chǔ)知識，本著提高學(xué)生對化學(xué)學(xué)科的興趣、加強學(xué)生身邊生活與化學(xué)知識之間的聯(lián)系、挖掘?qū)W生的個性潛能、培養(yǎng)學(xué)生的探究和合作精神，初步鍛煉學(xué)生跨學(xué)科思維能力，本課程選擇以“廚房”這一學(xué)生熟悉的場景為媒介，深化鹵素、滴定過程、定性與定量反應(yīng)等相關(guān)知識和技能，拓展學(xué)生的化學(xué)視野，并將課程名稱暫定為《廚房中的化學(xué)》。

二、課程主要內(nèi)容的設(shè)置

本研究采取問卷調(diào)查法，嘗試進一步了解學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣點和學(xué)習(xí)方式。首先，列舉了一系列廚房可能會有的物品，學(xué)生可以從中選擇自己感興趣的物品。圖1是問卷調(diào)查的統(tǒng)計結(jié)果。從圖1（A）中我們可以看到，學(xué)生們對茶、米、鹽、醋等食品、飲料和調(diào)味品比較感興趣（餅狀圖中藍色、橙色、灰色區(qū)域），占約74%，對洗滌劑、鍋等用品興趣不大（黃色、深藍色區(qū)域），占約20%。此外，還有6%的同學(xué)選擇了其他（綠色區(qū)域），經(jīng)過進一步的了解，這一部分學(xué)生感興趣的是其他類型的食品。因此，我們可以看到，學(xué)生對食物的興趣遠遠大于對用具的興趣。這也與這一年齡段有一定的關(guān)系，高中學(xué)生大多數(shù)時間都在食堂吃飯或父母做飯，對廚房用具的興趣遠沒有對美食的興趣。

基于圖1（A）的調(diào)查結(jié)果，進一步的問卷調(diào)查著重對食品類進行細化，從宋代吳自牧的《夢梁錄》中的“蓋人家每日不可缺者，柴米油鹽醬醋茶?！钡玫届`感，從“柴、米、油、鹽、醬、醋、茶”七個方向進一步展開問卷調(diào)查（圖1B），對學(xué)生興趣點進行細化和進一步明確。從圖1（B）中我們可以看到，學(xué)生的興趣相對分散，每一個方向都有一定比例的學(xué)生選擇。其中，對“茶”感興趣的學(xué)生明顯多于其他，其次是“醬”和“米”。因此，在開課前課程內(nèi)容的準(zhǔn)備上，為滿足學(xué)生多樣化的需求，以“柴、米、油、鹽、醬、醋、茶”七字作為七個活動方向，均有進行準(zhǔn)備（課程活動設(shè)計中會著重分析）。

在具體內(nèi)容的選擇上，適當(dāng)結(jié)合了物理和生物的知識，利用跨學(xué)科知識來解釋實際現(xiàn)象。例如“柴”這一活動方向中，設(shè)置的驅(qū)動性問題之一是“鉆木真的能取火嗎？”。對這一問題的回答可能會涉及到以下幾個方面：

（1）木材的著火點及著火條件（化學(xué)知識）;

（2）相同/不同木材之間的摩擦力與哪些條件有關(guān)（物理知識）;

（3）鉆木取火過程中可能需要的附加材料及性質(zhì)（化學(xué)知識）。

例如“米”這一活動方向中，設(shè)置的驅(qū)動性問題之一是“大米進入我們身體后……”。這一問題的回答可能會涉及到以下幾個方面：

（1）淀粉水解方程式（化學(xué)知識）;

（2）淀粉在人體中的消化代謝過程（生物知識）。

三、課程中實踐活動的設(shè)計

本課程以40分鐘為一個課時，以PBL理論中的驅(qū)動性問題為引領(lǐng)，以知識面的拓寬和拓展為目的，將課程中的實驗活動設(shè)定為定性或半定量實驗為主。若后續(xù)學(xué)生對某一個或某幾個實驗感興趣，學(xué)生可以在這一課程的基礎(chǔ)上，以進一步探究和縱向深人為目的選修另一門校本課程，例如本人已開發(fā)和實施的校本課程《碘鹽中碘含量的測定》。下面以“茶”為例，將本課程涉及到的學(xué)生實驗從驅(qū)動性問題、主要內(nèi)容、學(xué)生實驗活動的設(shè)計等幾方面進行闡述（見圖2）。

“茶”這一活動是學(xué)生們相對比較感興趣的話題，有22.9%的同學(xué)對茶有興趣和進一步學(xué)習(xí)的愿望，通常作為本門課程的首個活動。

驅(qū)動問題：家里來客人為什么通常請客人喝茶？我們喝茶的時候要注意什么？

茶葉歷史悠久，至今已形成茶文化，茶文化意為飲茶活動過程中形成的文化特征，包括茶道、茶德、茶精神、茶聯(lián)、茶書、茶具、茶畫、茶學(xué)、茶故事、茶藝等等。在科技高速發(fā)展、外來文化對本土文化不斷沖擊的現(xiàn)代，茶文化仍然在人們心中占據(jù)著不可或缺的地位。在大多數(shù)人的家中亦保留了茶文化中最為基本的待客功能。以“家里來客人為什么通常請客人喝茶？”這一驅(qū)動問題出發(fā)，從學(xué)生熟悉的場景人手，引起學(xué)生的繼續(xù)研究興趣和進一步探索的疑問，喚醒和加強學(xué)生的民族使命感。

同時，要回答這一驅(qū)動問題，需要知道茶對人體是否有益處，是否可以長時間飲用。教師可以引導(dǎo)學(xué)生自主查閱資料。學(xué)生查閱的資料應(yīng)與茶葉的主要成分以及這些成分對人體的影響相關(guān)。從而自然的過渡到另一個驅(qū)動性問題“我們喝茶的時候要注意什么？”，其包含了對茶葉成分的更深層次的理解，比如茶多酚的性質(zhì)。因此，在茶多酚性質(zhì)這一部分安排了“氧化還原滴定法測定茶葉中茶多酚含量”的學(xué)生實驗，來對不同茶葉中茶多酚的含量進行定量的測定。

綜上所述，茶這一活動是在以下幾個問題引領(lǐng)下完成，其主次關(guān)系如圖3。

（1）家里來客人為什么通常請客人喝茶？

（2）茶文化的發(fā)展？

（3）茶對人體是否有益處，能否長時間飲用？

（4）茶葉的主要成分及對人體的影響？

（5）我們喝茶的時候要注意什么？

（6）茶多酚是什么？

（7）茶葉中真的有茶多酚嗎？

（8）哪種茶葉中茶多酚含量最多？

四、探究與實踐效果

本校本課程已實施過，從實施過程及學(xué)生反饋中不難看出，我們的學(xué)生是很喜歡并全程參與到其中的。下面分別從本課程的課程內(nèi)容的難度、學(xué)生的反饋等方面進行闡述。

1.課程內(nèi)容的難度

本課程對應(yīng)的學(xué)生是高一下學(xué)期的，從初中三年級開始接觸化學(xué)知識到高一下學(xué)期，只有一年半的時間，學(xué)生的化學(xué)基礎(chǔ)知識儲備可以說還是比較薄弱的。本課程中大部分內(nèi)容雖然是出自生活，但從化學(xué)角度解讀的時候比較考驗學(xué)生舉一反三的能力，同時部分內(nèi)容是全新的，要求學(xué)生在課上吸收新知識的同時實踐和應(yīng)用，對學(xué)生迅速消化和吸收新知識的能力以及從化學(xué)視角看待身邊事物的要求較高。高中學(xué)生剛剛開始涉及定量實驗，逐步接觸到定量實驗相關(guān)的精密玻璃儀器，包括容量瓶（高一上學(xué)期）、滴定管（高二上學(xué)期）等。兼顧高一學(xué)生的知識水平和課時，本課程將實驗活動（圖4）設(shè)定為定性或半定量實驗為主。同時，在實驗操作上，盡量應(yīng)用學(xué)生熟悉的儀器。本課程在學(xué)生較為熟悉的實驗儀器用品基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)化學(xué)知識、拓展化學(xué)思維、轉(zhuǎn)換化學(xué)視角?？傮w難度適合高中一年級的學(xué)生。

2.學(xué)生的反饋

學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)訓(xùn)練的環(huán)節(jié)包括發(fā)現(xiàn)問題、提出假設(shè)、設(shè)計實驗方案、完成實驗、收集并分析實驗證據(jù)、得出結(jié)論等。從本課程實踐過程中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生通常能夠在教師的引導(dǎo)下，在一定的背景知識和給定的范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)并提出有一定科學(xué)意義的問題。例如：“淀粉遇碘是變藍色還是變紫色？”“喝茶真的可以養(yǎng)生嗎？”等。提出問題后，學(xué)生需要一定的知識儲備后才能夠較為全面地分析問題并提出假設(shè)。從本課程的實施過程也發(fā)現(xiàn)，很少有學(xué)生能夠根據(jù)問題提出可實施且較為合理的假設(shè)。這可能和學(xué)生較為薄弱的化學(xué)基礎(chǔ)有關(guān)。另外，從實驗方案的設(shè)計上也可以較為直觀地了解到學(xué)生本身的科學(xué)素養(yǎng)及思維的縝密性。實驗方案的設(shè)計是一個需要長期堅持、教師引導(dǎo)且學(xué)生進步較為緩慢的環(huán)節(jié)。對于幾乎沒有化學(xué)綜合實踐經(jīng)驗的高一學(xué)生，開始的時候會無從下筆，慢慢的有部分同學(xué)可以提出大致的實驗方案，但仍然需要教師來進行完善。在實驗方案的指導(dǎo)下，學(xué)生通常能夠主動開展實驗。實驗動手過程常常伴隨著操作的規(guī)范性問題，需要教師隨時糾正。在教師的提醒下，學(xué)生能夠及時收集并處理數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。課程的結(jié)尾，學(xué)生會將自己對本節(jié)課的感受和評價寫下來（如圖5）。從反饋中可以看到，將生活以及生活中特定的場景與化學(xué)結(jié)合起來，給了學(xué)生們新的化學(xué)思維和不一樣的有趣體驗，原來化學(xué)就在我們身邊，在日常生活的柴米油鹽中。

五、結(jié)束語

課程以知識面的拓寬為目的，課程難度適合高一下學(xué)期及高二上學(xué)期的學(xué)生。課程內(nèi)容包含了“柴、米、油、鹽、醬、醋、茶”七個環(huán)節(jié)，內(nèi)容較為豐富，建議占用10-14個課時（40分鐘一個課時）。此外，本課程的七個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)也都可以自成體系進行深度挖掘，以學(xué)生知識層次的加深或以科學(xué)探究能力培養(yǎng)為目的而開展課題研究或選修課程的開發(fā)。

PBL教學(xué)模式以驅(qū)動問題為主導(dǎo)，以真實情境為依托，以小組合作為方法，充分發(fā)揮學(xué)生的自主性和創(chuàng)造性。將PBL教學(xué)模式與化學(xué)實驗相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生興趣，有效地提升學(xué)生的課堂參與度的同時，增強了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，鍛煉了學(xué)生的綜合實踐能力。此外，課程以小組的形式來開展實驗，在小組合作進行實驗和討論問題的過程中，鍛煉了學(xué)生的團隊合作精神和分工合作的意識。從學(xué)生的反饋也可以看到，學(xué)生能夠樂在其中并且開動腦筋思考。希望本研究能為廣大化學(xué)教育工作者提供一個校本課程開發(fā)的思路。