PBL模式在初中化学教学中的应用研究

赵 娟

(甘肃省嘉峪关市第五中学,甘肃 嘉峪关 735100)

PBL教学模式是一种基于问题驱动的教学模式,通过让学生围绕真实世界的问题展开自主学习和合作解决问题的过程,培养学生的问题解决能力、团队合作能力和批判性思维能力[1].在PBL教学模式中,教师充当引导者的角色,提供一定的指导和支持,而学生则扮演主动学习的角色,通过自主探究、合作讨论和实践应用来解决问题.PBL教学模式注重培养学生的学习动机和学习兴趣,让学生在质疑和解惑中习得知识,使学习过程更为自主化和深入化.

1 PBL模式的理论基础

实用主义哲学、认知建构主义思想和信息加工理论是PBL教学模式最为公认的三大理论基础.这三个理论基础相互关联,共同支撑了PBL教学模式的设计和实施.实用主义哲学强调实际应用和解决问题的能力;认知建构主义思想强调学习者的主动参与和自主学习;信息加工理论强调学习者的信息加工和批判性思维能力.

1.1 实用主义哲学

PBL教学模式是一种基于实际问题的学习方法,与实用主义哲学的理念相契合[2].在PBL教学中,学生通过面临现实生活中的问题,探索相关的知识和技能,以解决问题为导向来学习.此教学模式注重学生的主动参与和合作,培养学生的解决问题的能力和实践技能.实用主义哲学认为：教育应该关注培养学生在实际生活中的应用能力,而PBL教学模式正是通过将学习与实际情境相结合,提供真实的学习经验,培养学生解决实际问题的能力.在PBL教学中,学生通过探究问题、收集信息、分析数据、提出解决方案等活动,不仅能够增加对知识的理解和掌握,还能够培养批判性思维、问题解决能力和团队合作精神.

1.2 认知建构主义思想

认知建构主义认为学习是一个主动的、个体化的和社会化的过程,学习者通过积极参与和建构意义来获得深刻的理解和知识.该思想的核心观点是学习是一个积极主动的过程,学习者通过思考、提问、探索和与他人交流来建构知识,这与PBL的教学理念完全相符.此外,学习者的学习环境和情境对于理解和应用知识也至关重要.学习者需要将所学的知识与实际情境相连接,以促进深层次的理解和迁移.认知建构主义和PBL还强调学生的元认知意识和反思能力的培养.认为学习者需要意识到自己的思维方式、学习策略和问题解决方法,并不断调整和改进.因此,也有人将PBL模式称之为“一条集中体现建构主义思想的教学改革思路”[3].

1.3 信息加工理论

信息加工理论阐释了PBL教学模式下学生如何接收、处理和利用信息的过程.信息加工理论认为人类处理信息的过程类似于计算机处理数据的方式,不仅仅是简单地接收和储存信息,而是通过一系列的认知过程,将信息转化为有意义的知识和技能,包括感知、注意、记忆、思考和解决问题等环节[4].感知过程中,人们通过视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉等感觉器官获取外界信息,并将其转化为神经信号传递到大脑.注意是指在众多感知信息中选择性地集中精力和意识资源的过程.记忆是指将感知到的信息存储在大脑中,以便将来使用的过程.思考是指通过对信息的加工和整合,进行概念形成、推理、比较和判断等高级认知过程.解决问题是信息加工理论的最终目标,它涉及将收集到的信息与已有的知识和经验相结合,找到解决问题的有效策略和解决方案.解决问题需要运用感知、注意、记忆和思考等过程,进行信息的筛选、整合和转化.

2 应用于初中化学课堂的PBL教学模式

2.1 PBL教学模式

PBL教学模式的创始人巴罗斯将PBL教学模式划分为以下五个阶段：

第一阶段是组织小组.在这个阶段,教师将学生分组,并确保每个小组都有一定数量的成员.教师会向学生介绍PBL的目标和要求,并解释小组成员的角色和责任.

第二阶段是开始一个新问题.在这个阶段,教师会向学生提出一个真实世界的问题或挑战,需要学生进行一定的研究和探索来解决.

第三阶段是后续行动.在该阶段,学生将开始进行实际的研究和探索工作.他们需要收集相关的信息和资源,并进行分析和评估.

第四阶段是汇报展示.在这个阶段,学生将把他们的研究成果和解决方案呈现给其他小组成员和教师.

第五阶段是反思.在这个阶段,学生将回顾整个PBL过程,并进行反思和评估.他们将思考在解决问题过程中遇到的困难和挑战,并提出改进的建议.教师还可以引导学生思考他们在PBL中学到的关键概念和技能,并与课程目标进行对比.

对以上五个阶段进行分析,结合学生的实际情况,可以将PBL教学模式分为四个部分,教学流程如图1所示.

图1 PBL教学流程

以上是PBL教学模式的基本实施步骤,每个步骤都具有一定的灵活性,可以根据具体的教学目标和学生实际情况进行调整和扩展.

2.2 教学案例

以人教版第五单元课题1《质量守恒定律》为例,开展PBL模式下的教学研究.

2.2.1创设情境,引发质疑

好的情境是学习的重要助力,可以激发学生的学习兴趣,提高学习效果.在创设情境时,教师需要进行充分的准备和研究,广泛查阅相关资料,了解新知识的背景和应用场景,然后选择合适的切入点进行情境创设,以确保情境与新知识的契合度.此外,教师还需要考虑学生的认知水平和思维特征,情境应该与学生的知识储备和思维方式相适应,避免过于复杂或抽象,以便学生更容易理解和接受.情境创设还需要贴近学生的生活,与学生的实际经验和兴趣相关.这样可以增加学生的参与度和学习兴趣,激发他们的好奇心和求知欲.在教学过程中,教师可以借助多媒体、图文结合等方式,使情境更加生动化具体化.通过图片、视频等视觉媒体,增加情境的直观性和吸引力,帮助学生更好地理解和记忆.

例如,在本节课中,教师可以播放蜡烛燃烧、木材燃烧、铁钉生锈等图片,并提出问题：“在化学反应前后,反应前物质的质量和反应后物质的质量发生了什么变化?”学生会根据图片中的实例,结合自己的生活经验,认为质量会“增加”或会“减少”,从而引发认知冲突,让学生带着问题、带着疑问走进本节课的学习.

【设计意图】创设情境可以使化学知识与生活实际相结合,让学生更容易理解和接受化学知识.通过引入情境,激发了学生的兴趣,增强了他们对化学的好奇心和探索欲望,有利于提高学习效果.

2.2.2小组合作,细化问题

细化问题可以激发学生的思考和探索欲望,帮助他们更好地理解知识.当将问题拆分为子问题后,虽然难度降低,但需要解决的问题增多,以小组合作的形式进行学习,可以激发思维火花,提高解决问题的效率.

例如,在本节课中,教师可以设置如下问题,让学生进一步思考.(1)图中的几幅图片,反应前和反应后的物质是什么?(2)为什么我们会得出质量变大和变小两种不一样的答案?(3)如果想要确认化学反应中质量的变化,我们需要什么仪器进行实验?(4)化学变化的微观实质是什么?(5)为什么化学反应前后,质量会遵循这种变化?

【设计意图】通过小组合作,学生可以共同探讨问题,分享不同的观点和想法,互相借鉴和补充知识,促进彼此之间的学习和成长.通过细化问题,将一个复杂的问题分解为多个子问题,学生可以逐步解决这些子问题,形成问题串.这样的学习方式可以帮助学生建立起扎实的基础知识和解决问题的思维模式,实现阶梯式学习,逐步提高学生的学习能力和解决问题的能力.

2.2.3自主探究,解决问题

学生在小组内展开自主探究,通过查阅资料、实验、调研等方式,积极寻找解决问题的方法和策略.教师可以作为指导者和资源提供者,给予必要的支持和指导.

例如,在本节课中,教师可以引导学生进行“红磷燃烧前后质量的测定”“铁钉与硫酸铜溶液反应前后质量的测定”“碳酸钠与稀盐酸反应前后质量的测定”三个实验.实验的设计、数据处理、修正等流程,均需要学生自主完成.

【设计意图】通过让学生自主探究,可以激发学生的学习兴趣和动力,培养他们的创新思维和问题解决能力,提高他们的自主学习能力和自我管理能力,发展他们的批判性思维和判断能力,这些能力和素质对于学生的终身发展都具有重要意义.

2.2.4评价交流,拓展问题

在教师的引导下,让学生进行成果展示,并接受同伴和教师的评价和建议.同时,教师可以提出更深入的问题,帮助学生拓展思路和进一步探索,并带领学生对本节课知识进行总结.

例如,在本节课中,教师可以让学生展示自己的探究成果,并进行反馈.还可以对问题进行拓展,以“蜡烛燃烧”为例,其燃烧后,质量变少,是否遵循了质量守恒定律?让学生对引入时的问题再次重新思考,学生在回答该问题过程中,强化了对本节课知识的理解.

【设计意图】通过展示成果,培养学生表达能力.教师通过提问等方式,帮助学生进行知识归纳,巩固学习内容.

3 结束语

PBL模式下,学生由知识的机械记忆者转变为信息的分析者、评价者、实施者,学习的主动性极大提升.获取知识、理解并灵活运用知识亦在该模式下得到了整合,满足了现阶段课程改革对教师和学生的新要求.但是,PBL模式并不是教学模式的唯一选择,其自身也存在一定的局限性和挑战性,我国现有的教学状况还与PBL模式的新理念具有一定的冲突,需要师生在今后的教学过程中,共同摸索前进,不断修正完善现有模型,让基于PBL教学模式下的课堂发挥更大益处.