基于在线讨论的PBL教学模式实践研究——以化学史教学为例

刘梓荷 彭 羿

化学史就是记录化学学科的产生和发展历程的。通过学习化学史，了解化学家利用或者研究化学学科来解决社会矛盾与推动科学技术发展的历程，能够帮助学生了解化学的起源、演变，帮助学生提高化学学科素养。但是在实际的高中化学学习中，学生鲜有机会如化学家一般亲身经历理论推导和实验论证的过程，因此对化学的发展缺乏深刻的理解，难以通过化学史的学习提高化学学科素养。学生可借助网络方便快速地查找需要的资料与信息。因此在新冠肺炎疫情期间，笔者利用线上教学的机会将基于在线讨论的问题驱动学习（Problem- Based Learning，简称为PBL）模式应用于化学史教学实践，并初步探索其效果。在线讨论PBL教学模式，以小组合作为单位，教师的主要角色是活动的组织者，将学习的主动权交给学生，是一种高质高效的新型教学模式，对于提高学生的学科素养以及提高学生的学科能力，都起到了非常重要的作用。

在PBL教学模式中，教师引导学生以问题驱动化学课堂学习进程，以创造真实情境为基础开展教学[1]。教师为课堂主导，学生为课堂主体。学生通过自主查阅资料、讨论、分析，最后以小组合作的形式总结出结论。在PBL教学模式中，学生学习化学的积极性得到了提高，创新思维得到了培养，学习效果得到了显著提高。本文主要讨论疫情防控背景下在线教学期间，PBL教学模式在化学史教学中的应用效果。

一、基于在线讨论的PBL教学模式在化学史教学中的实践

（一）研究对象

2021年9月，由于新冠肺炎疫情的影响，位于厦门市同安区的厦门市第二外国语学校2021级高一新生暂停线下课程，启动线上网络教学模式。在笔者所任教的高一4个平行班中，共有学生208人，其中男生102人，女生106人。在研究中，笔者将其中两个班学生作为研究对象，采用在线PBL教学模式进行线上网络教学，同时将另外两个班学生作为对照组，主要采用传统的网课教学模式。

（二）研究方法

第一，PBL案例准备。在初中化学的学习过程中，学生对溶液与浊液的概念和知识已经有了初步的了解和认识，并且掌握了溶液与浊液的鉴定方法。在初中知识的基础上，高一教学对另一种常见的分散系——胶体进行了进一步的学习和补充。本案例主要有两个情境：一是跟随塞尔米、丁达尔等化学先驱不断深入对胶体的研究；二是根据胶体的性质，组织学生在查阅文献的基础上，讨论并认识胶体在生产生活中的应用。

在知识与技能方面，要求学生了解胶体是一种常见的分散系，能根据粒子直径大小的不同将几种常见的分散系进行分类，了解胶体的性质与应用。在过程与方法方面，要求学生通过对胶体发展史的学习，提升知识建构能力，激发科学探究的意识，学会自主查阅文献，增强团队交流与合作能力。在情感目标方面，要求学生体会科学发展的艰辛，树立勤于思考、实事求是、勇于探究的科学态度。

第二，线上PBL案例讨论前期设计。在线讨论的PBL教学模式与常规PBL课堂的流程类似，但是需要对在线讨论的组织模式和实施方案进行改进。教师通过和班委以及学生代表讨论确定前期设计。首先，根据班级情况，建立线上6人学习小组，每组推选出一名组长。学习任务应该在课前通过学习任务单发送至各学习小组邮箱。在组长的组织分工下，小组成员完成查阅文献的过程。其次，在线上PBL教学中，各学习小组依托QQ群、微信群以及腾讯会议等网络平台展开线上学习和研讨，分享查阅到的各类文献。再次，在线实施步骤：教师讲述关于PBL教学模式的理念和任务要求；在小组长的组织下进行任务的分工，设立记录员；根据任务情境，小组长组织小组成员利用腾讯会议进行深度学习讨论，形成核心问题串，并通过小组讨论初步得出解决问题的方案。最后，作业反馈与评价：每组得出一份问题清单以及解决问题的方案（占50分）。每个小组成员完成一份思维导图和学习心得（占30分），教师根据记录员记录的讨论过程，对学生的参与情况进行评价（20分）。

第三，在线PBL问题情境讨论与实施。首先，在课前准备方面，根据任务要求，各小组在教师的引导下召开线上腾讯会议，通过网上查阅资料，了解胶体这一分散系的发现及其发展历程（见图1）。其次，在在线PBL讨论实施方法有两方面。一是提高学生参与度。小组长在组织在线讨论时，为更好地记录全员的参与情况，原则上要求每位小组成员开启视频连线，并按照小组成员顺序进行发言讨论。一名成员发言完，其他成员可以对该成员提出的思路进行探讨和补充。每轮讨论结束，小组成员共同总结该轮讨论的成果。成果反馈时，要求每个成员根据观察量表进行评价打分，提高学生的参与度。二是提高讨论效果。记录员要随时提炼并记录每个成员的观点，并将记录清单及时通过屏幕共享，由其他小组成员及时协助补充，以免出现遗漏。

图1 胶体的发展历史

（三）讨论效果评价

首先是学生自评。学生根据自身的学习体验和收获进行自我评价。其次是小组成员互评。小组成员通过互评的方式，对彼此学习过程中的参与情况进行评价。最后是教师评价。指导教师根据学生学习过程中的组织合作能力、讨论积极性、学习能力与成果、参与程度进行评价打分。

（四）结果

第一，学生参与度。采用在线讨论PBL教学模式学习的班级，学生参与度达到100%，每个学生均参与了讨论，并且提交了思维导图。采用传统讲授类网课的班级，学生参与度只有89%，有少部分学生在网课过程中有走神或者挂机做其他事情的现象。

第二，考核成绩。通过SPSS22.0统计学软件进行统计分析，采用在线讨论PBL教学模式学习的观察组对知识的记忆与理解运用成绩高于对照组。

第三，教学评价比较。采用在线讨论PBL教学模式学习的观察组在化学学科素养培养、学习积极性激发、自主学习能力养成方面的教学评价均高于采用传统网课教学的对照组。

二、教学效果反馈

化学学科是一门将学科能力与社会发展紧密结合的学科，而化学史的学习关键在于如何将抽象而枯燥的理论知识与社会实际问题紧密结合。提高学生的化学学科思维和解决实际问题的能力是化学学科教学的重点与难点。在传统的讲授类网课中，教师往往侧重于讲解理论知识，学生被动学习，对知识的吸收消化情况不佳。另外，由于网课的课堂参与感以及师生的互动不足，教师很难兼顾知识的讲授和与学生的交流。同时一些高中学生在网课学习的过程中容易走神甚至直接挂机做其他的事情，最终影响到网课的学习效果。

将PBL教学模式融入化学学科在线教学，打破了原来单一且枯燥的网课模式，贴合新冠肺炎疫情背景下的教学建议和高中课改的主旋律。学生对化学学科的学习有了更高的积极性，产生了对化学知识的求知欲望。为了在讨论中更加科学地讲述自己的观点，许多学生会通过网络查询、书籍报刊浏览等方式，寻找相关的信息，从而使学习变得主动高效。在小组合作互动中，学生提高了团队协作意识、分析解决问题的能力，提高了对化学知识的获取与实践能力。因此，在网络教学中采用在线讨论的PBL教学模式是可行并有实际意义的[2]。

三、教学总结与反思

在实际教学中，化学史的教与学是重要但是又容易被教师和学生忽略的部分。该部分对近现代化学发展、材料化学发展、物理学科发展、生物医疗发展、计算机技术发展等进行了梳理和介绍。现阶段的高中化学教学中，化学史部分主要是通过应用传统的讲授法进行“填鸭式”教学，不要求学生深入理解化学的发展历程。同时因为化学史涉及的知识面广、时间跨度大，所以有效深入的教与学都比较困难。对此，有教育学家提出，在化学史的教学中，传统的教学模式不利于培养学生的化学学科素养，不利于培养全面发展的科学人才，寻找并创新一种高效深入的化学教学模式是高中化学学科教学需要解决的问题。

以问题为基础的PBL教学法是美国神经病学教授Barrows提出的教学模式。在国内外的教学中，对PBL教学模式的应用已经有了比较成熟的理论研究成果，其在实际教学中成为一种常规的教学方式。但是在实际教学中依然存在着许多的困惑和不足，比如，在什么课型中使用PBL教学模式、采取什么样的考核评价方式等，都是摆在教师眼前的问题[3]。因此，笔者在常规的PBL教学模式上进行了一定的改革尝试，例如：在疫情背景下与线上教学相结合，选择对学生来说趣味性和自由度更强的化学史教学方法。另外，教师使用PBL教学法时需要做的前、中、后期工作更加烦琐，比如需要随时关注与跟进学生的课堂表现。

在化学史理论教学中，应用在线讨论PBL教学模式，有利于优化高中化学课堂教学效果，提高化学教学质量，培养学生的化学学科素养[4]。在课前，教师要确定好教学目标，不仅要梳理化学史重要的发展节点，还要培养学生的各项学习能力，比如：查找文献与阅读能力、分析总结能力、分享合作能力、解决实际问题的能力等。此外，教师还要根据教学的目标和重难点、课型、学情等及时帮助学生调整学习方法。在教学过程中，根据学生的实际思维过程和知识掌握情况不断优化和调整教学进度和手段，不断改进与创新教学方法。在实际教学时，教师应注意激发学生的学习主动性，调动学生的学习热情。在高中化学史教学中，采用在线讨论PBL教学模式，对于学生的化学素养发展起到了正面的推进作用。研究表明，观察组的学习效果明显优于对照组，差异具有统计学的意义。在高中化学史教学中，在线讨论PBL教学法树立了高中生学习化学的信心，提高了他们的化学学科素养。

在高中化学教学改革不断深入推进的今天，结合学校学生学习实际采用适当的教学模式是必要的。在新冠肺炎疫情背景下，采用在线讨论的PBL教学模式能够达到更好的课堂教学效果。同时，在运用PBL教学模式进行教学时，教师对课程知识的运用能力也得到了提升。当然，仍需要明白的是，在线讨论的PBL教学模式在实践中还需要教育工作者不断研究和探索，对其进行逐步完善。