基于在線討論的PBL教學(xué)模式實(shí)踐研究
——以化學(xué)史教學(xué)為例

劉梓荷 彭 羿

化學(xué)史就是記錄化學(xué)學(xué)科的產(chǎn)生和發(fā)展歷程的。通過學(xué)習(xí)化學(xué)史，了解化學(xué)家利用或者研究化學(xué)學(xué)科來解決社會(huì)矛盾與推動(dòng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的歷程，能夠幫助學(xué)生了解化學(xué)的起源、演變，幫助學(xué)生提高化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。但是在實(shí)際的高中化學(xué)學(xué)習(xí)中，學(xué)生鮮有機(jī)會(huì)如化學(xué)家一般親身經(jīng)歷理論推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)論證的過程，因此對(duì)化學(xué)的發(fā)展缺乏深刻的理解，難以通過化學(xué)史的學(xué)習(xí)提高化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。學(xué)生可借助網(wǎng)絡(luò)方便快速地查找需要的資料與信息。因此在新冠肺炎疫情期間，筆者利用線上教學(xué)的機(jī)會(huì)將基于在線討論的問題驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)（Problem- Based Learning，簡稱為PBL）模式應(yīng)用于化學(xué)史教學(xué)實(shí)踐，并初步探索其效果。在線討論P(yáng)BL教學(xué)模式，以小組合作為單位，教師的主要角色是活動(dòng)的組織者，將學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，是一種高質(zhì)高效的新型教學(xué)模式，對(duì)于提高學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)以及提高學(xué)生的學(xué)科能力，都起到了非常重要的作用。

在PBL教學(xué)模式中，教師引導(dǎo)學(xué)生以問題驅(qū)動(dòng)化學(xué)課堂學(xué)習(xí)進(jìn)程，以創(chuàng)造真實(shí)情境為基礎(chǔ)開展教學(xué)[1]。教師為課堂主導(dǎo)，學(xué)生為課堂主體。學(xué)生通過自主查閱資料、討論、分析，最后以小組合作的形式總結(jié)出結(jié)論。在PBL教學(xué)模式中，學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性得到了提高，創(chuàng)新思維得到了培養(yǎng)，學(xué)習(xí)效果得到了顯著提高。本文主要討論疫情防控背景下在線教學(xué)期間，PBL教學(xué)模式在化學(xué)史教學(xué)中的應(yīng)用效果。

一、基于在線討論的PBL教學(xué)模式在化學(xué)史教學(xué)中的實(shí)踐

（一）研究對(duì)象

2021年9月，由于新冠肺炎疫情的影響，位于廈門市同安區(qū)的廈門市第二外國語學(xué)校2021級(jí)高一新生暫停線下課程，啟動(dòng)線上網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式。在筆者所任教的高一4個(gè)平行班中，共有學(xué)生208人，其中男生102人，女生106人。在研究中，筆者將其中兩個(gè)班學(xué)生作為研究對(duì)象，采用在線PBL教學(xué)模式進(jìn)行線上網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，同時(shí)將另外兩個(gè)班學(xué)生作為對(duì)照組，主要采用傳統(tǒng)的網(wǎng)課教學(xué)模式。

（二）研究方法

第一，PBL案例準(zhǔn)備。在初中化學(xué)的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生對(duì)溶液與濁液的概念和知識(shí)已經(jīng)有了初步的了解和認(rèn)識(shí)，并且掌握了溶液與濁液的鑒定方法。在初中知識(shí)的基礎(chǔ)上，高一教學(xué)對(duì)另一種常見的分散系——膠體進(jìn)行了進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和補(bǔ)充。本案例主要有兩個(gè)情境：一是跟隨塞爾米、丁達(dá)爾等化學(xué)先驅(qū)不斷深入對(duì)膠體的研究；二是根據(jù)膠體的性質(zhì)，組織學(xué)生在查閱文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，討論并認(rèn)識(shí)膠體在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。

在知識(shí)與技能方面，要求學(xué)生了解膠體是一種常見的分散系，能根據(jù)粒子直徑大小的不同將幾種常見的分散系進(jìn)行分類，了解膠體的性質(zhì)與應(yīng)用。在過程與方法方面，要求學(xué)生通過對(duì)膠體發(fā)展史的學(xué)習(xí)，提升知識(shí)建構(gòu)能力，激發(fā)科學(xué)探究的意識(shí)，學(xué)會(huì)自主查閱文獻(xiàn)，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)交流與合作能力。在情感目標(biāo)方面，要求學(xué)生體會(huì)科學(xué)發(fā)展的艱辛，樹立勤于思考、實(shí)事求是、勇于探究的科學(xué)態(tài)度。

第二，線上PBL案例討論前期設(shè)計(jì)。在線討論的PBL教學(xué)模式與常規(guī)PBL課堂的流程類似，但是需要對(duì)在線討論的組織模式和實(shí)施方案進(jìn)行改進(jìn)。教師通過和班委以及學(xué)生代表討論確定前期設(shè)計(jì)。首先，根據(jù)班級(jí)情況，建立線上6人學(xué)習(xí)小組，每組推選出一名組長。學(xué)習(xí)任務(wù)應(yīng)該在課前通過學(xué)習(xí)任務(wù)單發(fā)送至各學(xué)習(xí)小組郵箱。在組長的組織分工下，小組成員完成查閱文獻(xiàn)的過程。其次，在線上PBL教學(xué)中，各學(xué)習(xí)小組依托QQ群、微信群以及騰訊會(huì)議等網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)展開線上學(xué)習(xí)和研討，分享查閱到的各類文獻(xiàn)。再次，在線實(shí)施步驟：教師講述關(guān)于PBL教學(xué)模式的理念和任務(wù)要求；在小組長的組織下進(jìn)行任務(wù)的分工，設(shè)立記錄員；根據(jù)任務(wù)情境，小組長組織小組成員利用騰訊會(huì)議進(jìn)行深度學(xué)習(xí)討論，形成核心問題串，并通過小組討論初步得出解決問題的方案。最后，作業(yè)反饋與評(píng)價(jià)：每組得出一份問題清單以及解決問題的方案（占50分）。每個(gè)小組成員完成一份思維導(dǎo)圖和學(xué)習(xí)心得（占30分），教師根據(jù)記錄員記錄的討論過程，對(duì)學(xué)生的參與情況進(jìn)行評(píng)價(jià)（20分）。

第三，在線PBL問題情境討論與實(shí)施。首先，在課前準(zhǔn)備方面，根據(jù)任務(wù)要求，各小組在教師的引導(dǎo)下召開線上騰訊會(huì)議，通過網(wǎng)上查閱資料，了解膠體這一分散系的發(fā)現(xiàn)及其發(fā)展歷程（見圖1）。其次，在在線PBL討論實(shí)施方法有兩方面。一是提高學(xué)生參與度。小組長在組織在線討論時(shí)，為更好地記錄全員的參與情況，原則上要求每位小組成員開啟視頻連線，并按照小組成員順序進(jìn)行發(fā)言討論。一名成員發(fā)言完，其他成員可以對(duì)該成員提出的思路進(jìn)行探討和補(bǔ)充。每輪討論結(jié)束，小組成員共同總結(jié)該輪討論的成果。成果反饋時(shí)，要求每個(gè)成員根據(jù)觀察量表進(jìn)行評(píng)價(jià)打分，提高學(xué)生的參與度。二是提高討論效果。記錄員要隨時(shí)提煉并記錄每個(gè)成員的觀點(diǎn)，并將記錄清單及時(shí)通過屏幕共享，由其他小組成員及時(shí)協(xié)助補(bǔ)充，以免出現(xiàn)遺漏。

圖1 膠體的發(fā)展歷史

（三）討論效果評(píng)價(jià)

首先是學(xué)生自評(píng)。學(xué)生根據(jù)自身的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和收獲進(jìn)行自我評(píng)價(jià)。其次是小組成員互評(píng)。小組成員通過互評(píng)的方式，對(duì)彼此學(xué)習(xí)過程中的參與情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。最后是教師評(píng)價(jià)。指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的組織合作能力、討論積極性、學(xué)習(xí)能力與成果、參與程度進(jìn)行評(píng)價(jià)打分。

（四）結(jié)果

第一，學(xué)生參與度。采用在線討論P(yáng)BL教學(xué)模式學(xué)習(xí)的班級(jí)，學(xué)生參與度達(dá)到100%，每個(gè)學(xué)生均參與了討論，并且提交了思維導(dǎo)圖。采用傳統(tǒng)講授類網(wǎng)課的班級(jí)，學(xué)生參與度只有89%，有少部分學(xué)生在網(wǎng)課過程中有走神或者掛機(jī)做其他事情的現(xiàn)象。

第二，考核成績。通過SPSS22.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用在線討論P(yáng)BL教學(xué)模式學(xué)習(xí)的觀察組對(duì)知識(shí)的記憶與理解運(yùn)用成績高于對(duì)照組。

第三，教學(xué)評(píng)價(jià)比較。采用在線討論P(yáng)BL教學(xué)模式學(xué)習(xí)的觀察組在化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)、學(xué)習(xí)積極性激發(fā)、自主學(xué)習(xí)能力養(yǎng)成方面的教學(xué)評(píng)價(jià)均高于采用傳統(tǒng)網(wǎng)課教學(xué)的對(duì)照組。

二、教學(xué)效果反饋

化學(xué)學(xué)科是一門將學(xué)科能力與社會(huì)發(fā)展緊密結(jié)合的學(xué)科，而化學(xué)史的學(xué)習(xí)關(guān)鍵在于如何將抽象而枯燥的理論知識(shí)與社會(huì)實(shí)際問題緊密結(jié)合。提高學(xué)生的化學(xué)學(xué)科思維和解決實(shí)際問題的能力是化學(xué)學(xué)科教學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn)。在傳統(tǒng)的講授類網(wǎng)課中，教師往往側(cè)重于講解理論知識(shí)，學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)，對(duì)知識(shí)的吸收消化情況不佳。另外，由于網(wǎng)課的課堂參與感以及師生的互動(dòng)不足，教師很難兼顧知識(shí)的講授和與學(xué)生的交流。同時(shí)一些高中學(xué)生在網(wǎng)課學(xué)習(xí)的過程中容易走神甚至直接掛機(jī)做其他的事情，最終影響到網(wǎng)課的學(xué)習(xí)效果。

將PBL教學(xué)模式融入化學(xué)學(xué)科在線教學(xué)，打破了原來單一且枯燥的網(wǎng)課模式，貼合新冠肺炎疫情背景下的教學(xué)建議和高中課改的主旋律。學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)有了更高的積極性，產(chǎn)生了對(duì)化學(xué)知識(shí)的求知欲望。為了在討論中更加科學(xué)地講述自己的觀點(diǎn)，許多學(xué)生會(huì)通過網(wǎng)絡(luò)查詢、書籍報(bào)刊瀏覽等方式，尋找相關(guān)的信息，從而使學(xué)習(xí)變得主動(dòng)高效。在小組合作互動(dòng)中，學(xué)生提高了團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)、分析解決問題的能力，提高了對(duì)化學(xué)知識(shí)的獲取與實(shí)踐能力。因此，在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中采用在線討論的PBL教學(xué)模式是可行并有實(shí)際意義的[2]。

三、教學(xué)總結(jié)與反思

在實(shí)際教學(xué)中，化學(xué)史的教與學(xué)是重要但是又容易被教師和學(xué)生忽略的部分。該部分對(duì)近現(xiàn)代化學(xué)發(fā)展、材料化學(xué)發(fā)展、物理學(xué)科發(fā)展、生物醫(yī)療發(fā)展、計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展等進(jìn)行了梳理和介紹。現(xiàn)階段的高中化學(xué)教學(xué)中，化學(xué)史部分主要是通過應(yīng)用傳統(tǒng)的講授法進(jìn)行“填鴨式”教學(xué)，不要求學(xué)生深入理解化學(xué)的發(fā)展歷程。同時(shí)因?yàn)榛瘜W(xué)史涉及的知識(shí)面廣、時(shí)間跨度大，所以有效深入的教與學(xué)都比較困難。對(duì)此，有教育學(xué)家提出，在化學(xué)史的教學(xué)中，傳統(tǒng)的教學(xué)模式不利于培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)，不利于培養(yǎng)全面發(fā)展的科學(xué)人才，尋找并創(chuàng)新一種高效深入的化學(xué)教學(xué)模式是高中化學(xué)學(xué)科教學(xué)需要解決的問題。

以問題為基礎(chǔ)的PBL教學(xué)法是美國神經(jīng)病學(xué)教授Barrows提出的教學(xué)模式。在國內(nèi)外的教學(xué)中，對(duì)PBL教學(xué)模式的應(yīng)用已經(jīng)有了比較成熟的理論研究成果，其在實(shí)際教學(xué)中成為一種常規(guī)的教學(xué)方式。但是在實(shí)際教學(xué)中依然存在著許多的困惑和不足，比如，在什么課型中使用PBL教學(xué)模式、采取什么樣的考核評(píng)價(jià)方式等，都是擺在教師眼前的問題[3]。因此，筆者在常規(guī)的PBL教學(xué)模式上進(jìn)行了一定的改革嘗試，例如：在疫情背景下與線上教學(xué)相結(jié)合，選擇對(duì)學(xué)生來說趣味性和自由度更強(qiáng)的化學(xué)史教學(xué)方法。另外，教師使用PBL教學(xué)法時(shí)需要做的前、中、后期工作更加煩瑣，比如需要隨時(shí)關(guān)注與跟進(jìn)學(xué)生的課堂表現(xiàn)。

在化學(xué)史理論教學(xué)中，應(yīng)用在線討論P(yáng)BL教學(xué)模式，有利于優(yōu)化高中化學(xué)課堂教學(xué)效果，提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)[4]。在課前，教師要確定好教學(xué)目標(biāo)，不僅要梳理化學(xué)史重要的發(fā)展節(jié)點(diǎn)，還要培養(yǎng)學(xué)生的各項(xiàng)學(xué)習(xí)能力，比如：查找文獻(xiàn)與閱讀能力、分析總結(jié)能力、分享合作能力、解決實(shí)際問題的能力等。此外，教師還要根據(jù)教學(xué)的目標(biāo)和重難點(diǎn)、課型、學(xué)情等及時(shí)幫助學(xué)生調(diào)整學(xué)習(xí)方法。在教學(xué)過程中，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際思維過程和知識(shí)掌握情況不斷優(yōu)化和調(diào)整教學(xué)進(jìn)度和手段，不斷改進(jìn)與創(chuàng)新教學(xué)方法。在實(shí)際教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)注意激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。在高中化學(xué)史教學(xué)中，采用在線討論P(yáng)BL教學(xué)模式，對(duì)于學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)發(fā)展起到了正面的推進(jìn)作用。研究表明，觀察組的學(xué)習(xí)效果明顯優(yōu)于對(duì)照組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)的意義。在高中化學(xué)史教學(xué)中，在線討論P(yáng)BL教學(xué)法樹立了高中生學(xué)習(xí)化學(xué)的信心，提高了他們的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。

在高中化學(xué)教學(xué)改革不斷深入推進(jìn)的今天，結(jié)合學(xué)校學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)際采用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)模式是必要的。在新冠肺炎疫情背景下，采用在線討論的PBL教學(xué)模式能夠達(dá)到更好的課堂教學(xué)效果。同時(shí)，在運(yùn)用PBL教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)時(shí)，教師對(duì)課程知識(shí)的運(yùn)用能力也得到了提升。當(dāng)然，仍需要明白的是，在線討論的PBL教學(xué)模式在實(shí)踐中還需要教育工作者不斷研究和探索，對(duì)其進(jìn)行逐步完善。