PBL教學(xué)模式對中學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)興趣的影響

楊曉慧，張 紋，焦寶娟，余明敏

（西安文理學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院，陜西西安 710065）

《國家教育中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020）》中反復(fù)提及堅持以人為本，全面實施素質(zhì)教育的戰(zhàn)略主題，尊重教育規(guī)律和學(xué)生發(fā)展規(guī)律，為每一個孩子提供適合的教育[1]。在PBL（problembased learning，基于問題的學(xué)習(xí)）教學(xué)模式中，教師通過創(chuàng)設(shè)具有趣味性的問題情境，刺激學(xué)生的感知力、探究欲，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生主動參與到小組探究中。目前，PBL 教學(xué)模式在化學(xué)學(xué)科的教學(xué)應(yīng)用方面還處于實踐探索階段，具有極大的研究價值[2]。本文以“原電池”為例，開展基于PBL 教學(xué)模式對學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)興趣影響的研究，為今后的教學(xué)提供理論依據(jù)。

1 PBL教學(xué)模式的實踐過程

1.1 研究對象

選取西安市某高中高一年級兩個班的學(xué)生，首先向任課老師充分了解學(xué)生的課堂表現(xiàn)，并以月考成績?yōu)榛鶞?zhǔn)進行分析沒有發(fā)現(xiàn)顯著差異。而后將高一（3）班（共55人）設(shè)為實驗班，采用PBL教學(xué)模式開展教學(xué)活動；高一（5）班（共56 人）設(shè)為對照班，采用現(xiàn)行的常規(guī)教學(xué)模式開展教學(xué)活動。

1.2 研究方法和研究工具

為了對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進行真實有效地檢驗，基于《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017 年版)》和高考考試大綱中對原電池內(nèi)容學(xué)習(xí)的要求，參考近年來陜西等級考試及化學(xué)教輔書等資料編制了《原電池測試卷》。題型設(shè)計包括填空題、選擇題、簡答題，共計13 題。實驗班和對照班在教學(xué)活動完整實施后，采用閉卷作答的形式展開測試，將兩班成績進行對比分析，判斷PBL 教學(xué)模式下學(xué)生對原電池知識掌握的程度。另參照黃鋼、關(guān)超然主編的《基于問題的學(xué)習(xí)（PBL）導(dǎo)論》一書設(shè)計了《原電池學(xué)后問卷調(diào)查》，問卷結(jié)構(gòu)為選擇題（單選、多選），共計16 道題[3]。采用克隆巴赫信度系數(shù)的方法對感知興趣、操作興趣、探究興趣和創(chuàng)造興趣四個維度進行數(shù)據(jù)分析。最后，為了對PBL 教學(xué)模式形成一個更加客觀、全面的評價，以獲取更加豐富且有價值的內(nèi)容，隨機選取10名實驗班同學(xué)進行一對一訪談，問題包含學(xué)生自身角度、對教師的期盼和對PBL 教學(xué)模式的建議三個方面，共8個問題。

1.3 原電池教學(xué)價值的分析

原電池為電化學(xué)的知識模塊。電化學(xué)與我們?nèi)粘嶋H生活緊密連接，應(yīng)用廣泛，具有重要的教學(xué)價值與實際應(yīng)用價值。原電池也是氧化還原反應(yīng)理論知識的拓展。盡管在化學(xué)必修一中學(xué)習(xí)了氧化還原反應(yīng)知識，但高一學(xué)生并不能熟練應(yīng)用這部分知識解決實際問題，原電池正好是對氧化還原反應(yīng)原理的深化。

原電池的內(nèi)容可以使學(xué)生對于化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化有更深刻的了解。學(xué)生在上一節(jié)“化學(xué)與熱能”已了解任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨有能量轉(zhuǎn)化，通過原電池的學(xué)習(xí)，可以更加直觀、立體地認識化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程，對化學(xué)反應(yīng)和能量轉(zhuǎn)化有一個更加全面的認識。

原電池部分充分體現(xiàn)了學(xué)科核心素養(yǎng)?！昂暧^辨識與微觀探析”體現(xiàn)在，結(jié)合宏觀放電現(xiàn)象，從微觀視角理解原電池的本質(zhì)；“變化觀念與平衡思想”體現(xiàn)在，辯證統(tǒng)一地認識原電池的兩級反應(yīng)，深化對氧化還原反應(yīng)的認識；“證據(jù)推理與模型認識”體現(xiàn)在，在實驗探究中自主建立原電池工作模型并改進模型、應(yīng)用模型；“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”體現(xiàn)在，改進和創(chuàng)新實驗，科學(xué)探究反應(yīng)體系；“科學(xué)精神與社會責(zé)任”體現(xiàn)在，尊重實驗事實，明確電化學(xué)的發(fā)展對社會的貢獻。

1.4 PBL教學(xué)模式在原電池教學(xué)中的實施步驟

基于文獻調(diào)研[4-5]，設(shè)計出以“劃分學(xué)習(xí)小組-創(chuàng)設(shè)問題情景-分析問題情景-小組合作探究，解決問題并展示-評價與反思”五步教學(xué)法的PBL教學(xué)模式，將其應(yīng)用在原電池教學(xué)中，分析PBL 教學(xué)模式對學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)興趣的影響。

1.4.1 劃分學(xué)習(xí)小組

學(xué)生以小組為單位于課前收集要求查閱的資料，課后將所學(xué)知識整理歸納，目的是培養(yǎng)學(xué)生的合作探究能力，增強學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性。

1.4.2 創(chuàng)設(shè)問題情景

創(chuàng)設(shè)問題情景目的是增強課堂活躍度，賦予課本知識趣味性，提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。共創(chuàng)設(shè)三個問題情景。其一是引入新穎科研成果，創(chuàng)設(shè)緊貼生活實際的問題情境，以耶路撒冷希伯來大學(xué)的哈依姆·拉賓諾維茨和他的團隊致力于推動“土豆電源”的構(gòu)想和進行的一系列實踐活動為情景創(chuàng)設(shè)四個問題：這是什么裝置？由什么組成？兩個金屬片為什么選用鋅片、銅片？土豆充當(dāng)了怎樣的媒介？其二是通過實驗探究，創(chuàng)設(shè)實驗室探究原電池構(gòu)造情景，教師以若干鋅片、銅片，硫酸鋅溶液、氯化鈉溶液、酒精、硫酸溶液為原料引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建若干組原電池裝置進行比較，為情景創(chuàng)設(shè)三個問題：討論回答你可以得出那些結(jié)論？構(gòu)成原電池的關(guān)鍵要素有哪些？本質(zhì)是什么？其三是通過圖片展示，創(chuàng)設(shè)原電池在生活中的使用實例，感受化學(xué)學(xué)科魅力情景，以英國攝影師卡勒博·查蘭制作的“回歸燈光”和印尼嘎加瑪達大學(xué)西娣·西亞姆迪的腐爛水果發(fā)電項目為情景，展示原電池在生活中的應(yīng)用，創(chuàng)設(shè)三個問題：根據(jù)以上材料，你可以感受化學(xué)具有哪些作用？還在哪些領(lǐng)域應(yīng)用？你還有那些好建議？

1.4.3 分析問題情景

教師在課堂上設(shè)置合理的思考時間，引導(dǎo)學(xué)生將課前收集的資料在小組內(nèi)部討論交流，分析所要解決的問題，設(shè)計解決方案。

1.4.4 小組合作探究，解決問題并展示討論成果

對于第一個問題情景，在學(xué)生完成四個問題分析后，教師播放演示“土豆發(fā)電”動畫，更加直觀、有效地感受到實驗過程中的變化，并進一步提出，大家可以用搜集到的哪些水果來代替土豆？為什么選這些水果？這些水果都有哪些共同特點？三個問題，要求學(xué)生帶著問題，利用實驗臺上的用品，創(chuàng)設(shè)實驗，并動手操作，加以驗證實驗方案是否可以發(fā)電。而后學(xué)生繼續(xù)展示探究成果并闡述實驗現(xiàn)象。教師引導(dǎo)學(xué)生在組內(nèi)、組間互相評價、反思?；仡檶嶒灒M行更深層次的思考：為何選取水果不同電流表指針偏轉(zhuǎn)角度不同？談?wù)剝烧咧g的關(guān)系。小組交流、討論后展示成果并進行組內(nèi)、組間互相反思、評價。

對于第二個問題情景，在學(xué)生完成三個問題分析后，師生共同總結(jié)，分享自己這節(jié)課的收獲，總結(jié)出原電池的構(gòu)成要素和本質(zhì)。

對于第三個問題情景，在學(xué)生完成三個問題分析后，通過多次聯(lián)系生活實際的舉例，學(xué)生互相討論交流、進行思維碰撞，提高學(xué)生對學(xué)科與生活之間的聯(lián)系及思考探索能力。

1.4.5 評價與反思

貫穿整個教學(xué)過程，通過組織學(xué)生進行多次的討論交流，總結(jié)發(fā)言和歸納概括，提高學(xué)生語言表達能力。

2 PBL教學(xué)模式的教學(xué)效果分析

2.1 測試卷的成績分析

實驗班月考平均成績?yōu)?7.62±12.38，對照班為56.92±12.48，經(jīng)t檢驗，兩班成績無顯著差異。而原電池測試卷平均成績實驗班為59.75±12.59，對照班為57.46±12.48，做t檢驗，P＜0.05，差異顯著。說明接受PBL 實踐教學(xué)的實驗班同學(xué)對于原電池部分知識的理解和掌握程度要略高于對照班。

2.2 實驗班問卷調(diào)查結(jié)果統(tǒng)計

維度1：感知興趣。PBL 教學(xué)模式實施過后，實驗班學(xué)生在“對教學(xué)過程的新鮮感”“問題情境的喜愛度”“積極主動查閱資料”方面，選擇“符合”“很符合”的學(xué)生人數(shù)有了明顯提高；對于“老師上課列舉的化學(xué)現(xiàn)象”方面認為更加貼近現(xiàn)實生活，情景熟悉。表明PBL 教學(xué)模式有利于增強高一學(xué)生對于化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣。

創(chuàng)設(shè)問題情境，給學(xué)生設(shè)置問題，帶著任務(wù)去搜集資料建構(gòu)認知沖突，更有目的地主動參與到課堂中，營造一種有意義的學(xué)習(xí)氛圍。此外，豐富且有目的性的問題情景創(chuàng)設(shè)，也有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、探究欲及學(xué)習(xí)主動性。

維度2：操作興趣。通過PBL 教學(xué)，學(xué)生對于“主動預(yù)習(xí)，進行簡易實驗的設(shè)計和操作”“希望得到更多的實驗動機會”和“主動鉆研難題”方面選擇“基本符合”“符合”“很符合”人數(shù)顯著增加；學(xué)生在課前的主動探索知識方面有了轉(zhuǎn)變，對于“在預(yù)習(xí)的時候，我總是先問同學(xué)，不主動思考，去查閱資料”方面選擇“符合”“很符合”人數(shù)顯著下降。

以學(xué)生為主開展實驗探究活動，會使學(xué)生積極參與實驗探究，提升課堂的參與度及積極性和主動性，不僅鍛煉了學(xué)生的操作技能，也使得學(xué)生感受到化學(xué)學(xué)科的魅力，從而將理論和實踐更好地融合。

維度3：探究興趣。通過PBL 教學(xué)，學(xué)生對于“主動思考生活中實例與化學(xué)知識的關(guān)聯(lián)”“能對教師提出的問題展開更深層次的思考”兩方面選擇“非常符合”人數(shù)大幅提升，表明在小組合作中，學(xué)生通過大膽主動地搜集資料并對知識之間的聯(lián)系展開探究，有利于學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。

教師給予學(xué)生充分的信任感，相信學(xué)生可以靠自身能力和小組協(xié)作得出問題情境的答案。在小組合作中，學(xué)生通過大膽主動地搜集資料并對知識之間的聯(lián)系展開探究，促使學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)得到提升。

維度4：創(chuàng)造興趣。通過PBL 教學(xué)，持“化學(xué)與生活息息相關(guān)”和“認為化學(xué)對生活有幫助”觀點的學(xué)生人數(shù)增多，課堂上化學(xué)知識可以在實際生活中使用，學(xué)生的創(chuàng)造興趣有了提高。表明PBL教學(xué)模式中教師基于學(xué)習(xí)目標(biāo)創(chuàng)設(shè)貼近生活的多樣化問題情境展開教學(xué)，使學(xué)生更深刻地理解化學(xué)源于生活，有利于提升學(xué)生對于化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣。

2.3 訪談結(jié)果的分析

2.3.1 學(xué)生自身角度

交流談話中，學(xué)生從自身角度出發(fā)對PBL教學(xué)模式提出以下反饋：PBL教學(xué)模式中課堂內(nèi)容更加豐富有趣，能激發(fā)自己的好奇心，很想進一步去了解知識本身；有了足夠思考問題的時間，在小組討論中表達自己的見解；在這學(xué)科用的時間變長了，任務(wù)量加重；覺得很新穎，但有些不習(xí)慣，對問題的理解更透徹了；感覺到了團隊的力量，集思廣益，整理資料很費精力；有趣，希望以后多使用；學(xué)習(xí)更加自主，思維靈活；取得成績有些慢，耗時間，上課進度慢，討論環(huán)節(jié)很費時間；上課步調(diào)緊湊，容易分心，對自我要求很高；很喜歡討論環(huán)節(jié)，自由思維靈活，產(chǎn)生分歧要費時溝通。

2.3.2 對教師的期盼

交流談話中，學(xué)生提出以下幾條對教師的期盼反饋：對有的小組還是有兼顧不到的地方，整體的進度比較慢；希望老師可以多演示，自己做實驗害怕出錯；多舉生活事例，很感興趣，覺得化學(xué)不是那么難了；很喜歡提問題環(huán)節(jié)，雖然很緊張，享受克服苦難的過程；課堂氣氛輕松了，多一些實驗學(xué)到很多課本以外的知識；問題難度的設(shè)置更有層次一些，簡單的問題簡單帶過。

2.3.3 對PBL教學(xué)模式的建議

學(xué)生在交流中對PBL 教學(xué)模式提出了一些建議反饋：很喜歡，希望可以長期開展；教學(xué)進度有些慢，可以多加進去知識內(nèi)容；有一些不適應(yīng)，可以接受，教學(xué)內(nèi)容豐富了不少，化學(xué)也變得有趣，多開展；課時增加，需要投入很多精力，但很充實。

從學(xué)生的反饋中不難看出采用PBL 教學(xué)模式授課的實驗班學(xué)生在化學(xué)課堂的學(xué)習(xí)興趣得到了增強，激發(fā)了學(xué)生的探索欲和積極性，表明學(xué)生對PBL教學(xué)模式認可度較高，具備一定的可操作性。

3 結(jié)語

將PBL 教學(xué)模式應(yīng)用于高一學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)中，對于學(xué)生的知識體系的掌握和綜合能力的提升都取得了顯著的效果，學(xué)生對于化學(xué)學(xué)習(xí)興趣也得到了增強。然而受學(xué)生個人能力和性格影響，部分學(xué)生有些不適應(yīng)角色的轉(zhuǎn)變，積極性受挫，表明仍存在多種因素影響著PBL 教學(xué)模式的順利實施。此外，本文研究樣本單一，實施周期短，未對PBL 教學(xué)模式對不同層次班級學(xué)生學(xué)習(xí)興趣影響進行更深入探討，還需要進一步研究和改進。