基于PBL教學(xué)模式的質(zhì)量守恒定律教學(xué)設(shè)計

尹依娜 魏建業(yè) 莊德剛

摘要：結(jié)合問題導(dǎo)向?qū)W習(xí)的特點，進行“質(zhì)量守恒定律”內(nèi)容的教學(xué)設(shè)計。將問題作為情境貫穿始終，開展以學(xué)生為中心的PBL教學(xué)。

關(guān)鍵詞：初中化學(xué)；PBL；質(zhì)量守恒定律

文章編號：1008-0546（ 2022 ）11x-0047-04

中圖分類號：G632.41

文獻標(biāo)識碼：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2022.11x.012

一、問題的提出

問題導(dǎo)向?qū)W習(xí)（Problem- Based Learning，簡稱PBL）是一種以學(xué)生為主體的教學(xué)方法，一般以非結(jié)構(gòu)化的真實問題為起點，學(xué)生通過小組合作的方式圍繞問題進行學(xué)習(xí)。最先發(fā)起于國外醫(yī)學(xué)教育的PBL，受到科學(xué)哲學(xué)家波普爾問題觀的影響，被認為是一種可以應(yīng)用于任何領(lǐng)域、任何內(nèi)容的教學(xué)方法。[1]PBL在幫助學(xué)生掌握基本概念以及培養(yǎng)高階思維能力方面比傳統(tǒng)教學(xué)更具成效。[2，3]

但是幫助教師實踐的相關(guān)指導(dǎo)多是基于國外環(huán)境，如何在這些研究成果之上，形成適應(yīng)我國教育體制的PBL教學(xué)模式，為我們進一步研究提出了需求。本文以“化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系”為教學(xué)載體，探討如何在初中化學(xué)課堂進行PBL教學(xué)設(shè)計與實踐。

二、教學(xué)設(shè)計

PBL并沒有固定的教學(xué)模式，教師可以根據(jù)所教授的學(xué)科體系、學(xué)習(xí)對象、學(xué)習(xí)內(nèi)容等進行調(diào)整。[4]在問題導(dǎo)向的前提下，從問題設(shè)計、教學(xué)流程、學(xué)習(xí)形式和教學(xué)評估等環(huán)節(jié)考慮本節(jié)內(nèi)容的教學(xué)設(shè)計。

1．問題設(shè)計

真實的、現(xiàn)實世界的、非結(jié)構(gòu)化的問題是PBL實踐的核心。它將內(nèi)容知識情境化，不僅觸發(fā)學(xué)習(xí)，而且承擔(dān)整個學(xué)習(xí)過程。問題應(yīng)具有挑戰(zhàn)性和激勵性，能吸引學(xué)生的興趣，適應(yīng)學(xué)生先驗知識，并為學(xué)生認知發(fā)展做準(zhǔn)備。[5]根據(jù)問題結(jié)構(gòu)化程度的差異，PBL教學(xué)中的問題可分為十種類型，設(shè)計類問題是高度非結(jié)構(gòu)化和中、高等復(fù)雜程度的問題，不太適用于PBL。[6]但是，筆者經(jīng)過幾次實踐發(fā)現(xiàn)，教師可以在初中化學(xué)課堂中，通過更加詳細的問題陳述，通過在一定范圍內(nèi)限制學(xué)生自由度的基礎(chǔ)上，減小問題難度。總之，問題設(shè)計需要結(jié)合學(xué)習(xí)對象已有知識、經(jīng)驗、能力以及教學(xué)目標(biāo)審慎思考，在問題難度與學(xué)生能力之間找到平衡。

結(jié)合《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》[7]中的要求，確定本節(jié)課主要內(nèi)容：通過實驗和探究活動，引導(dǎo)學(xué)生從定量角度研究、提出化學(xué)反應(yīng)的客觀規(guī)律——質(zhì)量守恒定律，結(jié)合宏微視角認識和應(yīng)用這一定律。在實現(xiàn)概念建構(gòu)的同時，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力以及嚴謹求真的科學(xué)精神。學(xué)生在課前已認識到化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量相等，但是對化學(xué)反應(yīng)中質(zhì)量變化的研究手段缺乏了解。他們不清楚應(yīng)該選擇什么樣的反應(yīng)體系、如何分析實驗現(xiàn)象獲得有關(guān)證據(jù)，以及如何基于證據(jù)得出結(jié)論。因此選擇“化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量是否守恒？如何驗證你的猜想？”為本節(jié)課的核心問題。

2．教學(xué)流程

許多學(xué)者從不同教學(xué)領(lǐng)域和教學(xué)對象出發(fā)，提出不同教學(xué)流程，但也有其相似性。比如，首先都要經(jīng)過提出與分析問題階段，再經(jīng)過自主學(xué)習(xí)階段，最后評價學(xué)習(xí)成效。這與Lubienski所提出的實施步驟，包括“問題啟動、問題探索、問題總結(jié)”相吻合。[8]將上述流程與概念教學(xué)四個重要步驟——“創(chuàng)設(shè)情境”“運用科學(xué)方法建立科學(xué)概念”“闡述化學(xué)概念的本質(zhì)”“應(yīng)用化學(xué)概念”相結(jié)合，依據(jù)前文分析確定本節(jié)課主要教學(xué)環(huán)節(jié)，內(nèi)容見表1。各環(huán)節(jié)中教師與學(xué)生的活動要點見表2。

3．學(xué)習(xí)形式

PBL是以學(xué)生為中心的自我導(dǎo)向?qū)W習(xí)。學(xué)生在小組中一起工作，分享他們的知識、經(jīng)驗和想法。受限于學(xué)生自身經(jīng)驗、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)環(huán)境等因素的影響，這一過程很難脫離教師的介入。教師在其中的角色是通過討論推動學(xué)生學(xué)習(xí)，提供必要支持以促進和管理小組工作。在PBL中，教師的“支持”主要有兩個作用：一方面，教師可以引導(dǎo)學(xué)生完成復(fù)雜任務(wù)，從而有助于他們有效地解決問題；另一方面教師幫助學(xué)生專注于學(xué)習(xí)過程中容易忽視的部分。[9]前者與“最近發(fā)展區(qū)”相關(guān)，后者則是為了給學(xué)生提供進行深層分析或反思性工作的機會。教師應(yīng)搭建合適的腳手架，以支持不同水平學(xué)生保持探究興趣和學(xué)習(xí)自主性。在教學(xué)設(shè)計前，教師可以通過了解學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中應(yīng)該解決的內(nèi)容，預(yù)測學(xué)生會遇到什么困難，有意設(shè)計腳手架以滿足學(xué)生需要。除此之外，教師要及時響應(yīng)課堂上學(xué)生的新需求，注意腳手架的動態(tài)生成。

腳手架策略一般指腳手架類型以及承載腳手架方式的組合。[10]筆者參考其他學(xué)者觀點確定本次實踐的四種腳手架類型及六種腳手架方式。[11-13]腳手架類型包括“動機腳手架——引起學(xué)習(xí)動機，確保學(xué)習(xí)的進行”“信息腳手架——提供更多信息，促進與問題的連接”“策略腳手架——協(xié)助學(xué)生思考下一步的行動”，以及“元認知腳手架——支持學(xué)生反思學(xué)習(xí)過程”。腳手架方式包括“反饋——向?qū)W生提供有關(guān)其表現(xiàn)的信息”“提示——提供線索或建議以幫助學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)”“指導(dǎo)——告訴學(xué)生該做什么事”“解釋——向?qū)W生提供更詳細的信息”“示范——進行演示或提供模型示范”“提問——向?qū)W生提出需要積極回答的問題”。

本研究將視學(xué)生與學(xué)習(xí)情境當(dāng)下的需求，來決定腳手架支持提供的類型與方式。表3列出“化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系”一課中部分腳手架策略示例。

4．教學(xué)評估原則

評估是教學(xué)中必不可少的部分，PBL不應(yīng)只用標(biāo)準(zhǔn)化測驗評估概念的形成，更重要的是針對關(guān)鍵學(xué)習(xí)成果來評估，并找出高質(zhì)量評價工具以檢驗學(xué)習(xí)歷程與結(jié)果。一些學(xué)者提出以下評估原則：（1）PBL應(yīng)將促進自我反思作為主要評估工具；（2）每節(jié)課結(jié)束時進行自我和同伴評估；（3）必須衡量學(xué)生在實現(xiàn)PBL目標(biāo)方面的進展。[14]在本節(jié)課中主要以實驗報告作為評估工具，用于考查學(xué)生的學(xué)習(xí)歷程和學(xué)習(xí)結(jié)果。

三、學(xué)生反饋

在實施PBL教學(xué)后，利用問卷了解學(xué)生對“PBL教學(xué)”的感受與意見及學(xué)生分組討論時的情況。主要考查學(xué)生在課堂討論中是否積極參與討論過程或完成小組任務(wù)、PBL課堂是否對學(xué)生有幫助、學(xué)生對該類型課堂的接受程度。將調(diào)查結(jié)果整理為表4。

從以上資料可以發(fā)現(xiàn)，學(xué)生能積極參與小組討論，絕大多數(shù)人覺得能運用自己的知識解決問題，提升對知識的理解；將它視為一種新的學(xué)習(xí)方式。小組討論的模式促進了同學(xué)之間的討論，能溝通同學(xué)間的感情。大部分學(xué)生能接受這種教學(xué)模式，并且表達了希望老師經(jīng)常采用這種模式的意愿。問卷調(diào)查結(jié)果顯示，學(xué)生對于PBL課堂的評價大多數(shù)是積極正向的。

四、教學(xué)反思

PBL教學(xué)過程強調(diào)學(xué)生合作與主動學(xué)習(xí)，教師負責(zé)引導(dǎo)問題討論與探究過程。在教學(xué)中，需幫助學(xué)生樹立正確的學(xué)習(xí)觀念，給予合適的引導(dǎo)，培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)能力。對于初次接觸PBL的學(xué)生，他們尚無法用專業(yè)的角度來思考問題。因此教師在教學(xué)設(shè)計時應(yīng)針對教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)對象及教學(xué)內(nèi)容進行安排，提供必要的腳手架以支持學(xué)生學(xué)習(xí)。在問題啟動階段，帶領(lǐng)學(xué)生一起分析問題，并提供結(jié)構(gòu)化思路，以便在后續(xù)學(xué)習(xí)時能有所依據(jù)。在問題探索階段，教師應(yīng)隨時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，適時介入，提供必要支持。同時，面對學(xué)生較負面的學(xué)習(xí)行為時，教師可以通過言語互動來協(xié)助學(xué)生認識學(xué)習(xí)任務(wù)的意義與價值，并給予正向積極的回饋，幫助其建立學(xué)習(xí)信心，正確面對挫折。在問題總結(jié)階段，教師需提供學(xué)生表達交流的機會，注重自評與同學(xué)互評，并給予及時反饋。另外，整個教學(xué)中要注意學(xué)生反思能力與意識的培養(yǎng)，個體可以通過反思的歷程，發(fā)現(xiàn)自我想法中的問題所在，進而主動調(diào)整原先的想法。

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