基于M-PBL教学法的高中化学结构化教学——以人教版必修第一册钠的化合物为例

王玉竹 马 琳* 谭 茹 邱永鹏

1.宝鸡文理学院化学化工学院 陕西宝鸡 721013；2.宝鸡扶风县高级中学 陕西宝鸡 722200

1 问题的提出

思维导图辅助的问题式教学法简称M-PBL，该教学法是指教师根据学生已有经验和教学内容设定学习目标，创设问题情境，学生在教师指导下主动构建与运用自己的知识体系，寻求问题解决的方案与途径，再根据思维可视化的方式对问题进行理解与表征，从而促进学生的思维发展，其目的是在形成严谨知识结构的同时培养发散思维和创新能力。元素与化合物是高中化学的重要组成部分，也与学生的生活密不可分。“钠的化合物”是元素化合物起始章节，在学习元素化合物知识中有着举足轻重的地位[1]。作为元素化合物的第一课，教师需精心准备。

M-PBL教学法强调问题的真实性和情境性，也时刻关注着学生的思维发展。与传统教学相比，在M-PBL教学中，教师不再展现既定问题让学生被动地来解决，而是以引发学生好奇心为始，从问题展开，诱导学生深入思考，自主求知[2]。要求学生积极主动，依靠教师和小组合作，对问题进行分析、表征，亲身感知用知识解决问题的过程，树立解决问题的意识，提高问题解决的能力。因此，在M-PBL教学中，教师要根据教学内容、教学对象、思维导图设计有效的问题，以确保课堂上学生能积极参与到问题探究和思维导图的绘制中，促进对知识的综合运用，帮助发展主动性和培养创造性思维。

2 M-PBL教学流程设计

M-PBL教学法强调学生在“知识海洋”中提出问题以寻求答案，为了找到更全面的学习材料，学生使用Mind map管理信息，以便多角度、多方式检索，并组织所需材料[3]。M-PBL教学法在解决问题的同时可利用Mind map促使学生思维逻辑快速发展，激发联想力和创造力，找到看似无关事物之间的联系。考虑到高中学的抽象思维能力发展较快；分析、推理能力日趋成熟；有强烈的自我实现需求等特点，制定如下M-PBL教学法在高中化学教学中实施流程(见图1)。

图1 M-PBL教学法的教学流程图

3 基于M-PBL教学法的“钠的化合物”教学设计

3.1 教学目标

(1)宏观辨识与微观探析：宏观认识化合物的物理性质，微观理解化学性质。

(2)证据推理与模型认知：根据所学理论和实验现象对过氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠等反应进行有序推理。

(3)实验探究与创新意识：通过对碳酸钠、碳酸氢钠的探究性实验进行对比分析，理解鉴别两者的方法。

(4)科学态度与社会责任：了解钠的化合物在日常生活、工业生产中的应用。

[M-PBL结合点]在引出问题和解决问题的过程中，利用思维导图将零散知识以不同的线条和框架联系起来，条理清晰，重点突出。

3.2 教学流程

图2 “钠的化合物”教学流程图

3.3 教学过程

[旧知引入]

[教师]在之前的学习中，我们了解到金属钠还原性较强，以化合物的形式存在于自然界中，因此，学习钠的化合物非常有必要，本节课我们就来学习“钠的化合物”。

[与M-PBL结合点]旧知回顾，引入新课，确定核心主题——“钠的化合物”。

[学生]学生回想金属钠的性质以及所接触到氧化钠和过氧化钠。

[教师]在进行钠与氧气的实验时，我们接触到了氧化钠与过氧化钠两种化合物。同学们回忆一下这两种化合物的颜色、状态。

[教师]氧化钠和水的反应与氧化钙与水的反应类似，同学们试着写出氧化钠与水的化学方程式。

环节一

[教师提问]从物质的分类看，氧化钠和过氧化钠都属于氧化物。氧化钠与水反应生成氢氧化钠，过氧化钠与水反应又会生成什么样的物质呢？根据钠与氧化钠的物质分类，以及它们与水反应所生成的物质，推测过氧化钠与水反应会生成什么。

[小组实验]向试管中加入少量的过氧化钠固体与水，用手触摸试管底部，将带火星的木棒放在试管口。

[学生]小组实验并记录。试管发烫，带火星的木棒复燃。书写反应方程式。

[归纳总结]

现象描述：过氧化钠与水反应生成了氢氧化钠与氧气。

以此类推，写出过氧化钠分别与酸和水的化学方程式：

[与M-PBL的结合点]依据金属氧化物的三大通性建立化学性质主体的三级分支，同时由性质决定用途的逻辑关系，创建“用途”次级标题。

环节二

[教师讲授]在初中，我们已经学习过Na2CO3和NaHCO3的一些用途，并了解了它们的一些性质，性质决定用途，下面我们学习Na2CO3和NaHCO3。

[实验操作](1)分别取1小匙的Na2CO3和NaHCO3放入试管中，观察两者之间的区别。(2)滴加少量水进行振荡观察，用手触摸试管外壁，感受温度的变化。(3)继续向试管滴加少许水振荡，观察记录现象。(4)向两只试管中滴加几滴酚酞，观察颜色深浅程度。

[学生]展开讨论，小组进行实验，观察并记录实验现象：碳酸钠为白色粉末，碳酸氢钠为细小的白色晶体，分别加入少量水后，碳酸钠结块变成晶体并伴随发热现象，碳酸氢钠溶解，加入酚酞试剂后两只试管都变红，碳酸钠溶液红色更深。

[归纳总结]

[与M-PBL的结合点]选择Na2CO3和NaHCO3作为子主题，构建钠的化合物的又一分支。

环节三

[教师提问]我们在制作糕点、馒头时会加入小苏打(NaHCO3)而不是纯碱(Na2CO3)。为什么小苏打加入蛋糕、馒头中会产生许多小气孔，变得松软？

[实验探究]加热碳酸钠、碳酸氢钠固体，再用澄清石灰水收集气体并检验。

[学生]观察现象：碳酸氢钠加热之后会产生使澄清石灰水变浑浊的气体，而碳酸钠无现象。

[分析整理]

[与M-PBL的结合点]通过对实验的探究，分析并描述实验现象，由现象到本质，得到次级主体之间的联系，用绿蓝混合色连接完善导图。

环节四

[教师讲授]我们了解到Na2CO3与NaHCO3的水溶液呈碱性，在学习物质转化期间，我们了解到碱可以与酸反应，那么作为呈碱性的盐可不可以与酸反应呢？

[实验操作](1)两只试管中各加5mL碳酸钠与碳酸氢钠溶液，滴加5mL的稀盐酸，观察反应现象；再继续滴加稀盐酸，观察。

[学生]合作完成实验并记录现象：Na2CO3中加入盐酸无明显现象，继续滴加有少量气泡冒出。NaHCO3反应剧烈，马上冒出大量气泡。

[归纳整理]

[与M-PBL结合点]问题引导，实验探究，建立化学性质主体的分支，以性质决定用途建立“用途”分支，完成化合物的学习，以及思维导图的输出。

[板书设计]

4 教学反思

教师基于M-PBL教学法进行钠的化合物的教学设计，以问题的解决作为情景，以小组为单位，过程中辅以Mind map工具，帮助整合知识与信息；通过设计思维导图形成具有一定的整合归纳模型，提高学习效率；通过学生作品分析学生建立的网络系统，了解其认知方式，为备课上课、导图设计做更充分的准备。

M-PBL教学法在考虑问题设计的同时也考虑到学生思维能力的发展，在教学过程中设计合作探究性学习，锻炼学生的综合能力。因此，Mind map应用到PBL，提供了工具支持，发挥思维导图的优势，为学生分析与归纳提供支持。总的来说，PBL教学法中问题解决过程可以作为Mind map的内容载体，Mind map作为PBL教学法的“脚手架”，拓宽知识的广度和深度，为问题解决提供有效保障，可以认为两者的有机结合是形式与内容的统一，使课堂效率真正得到提高，促进学生的全面发展。