PBL教學模式在初中化學實驗教學的應用

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摘要：項目式學習（pbl）教學模式是一種以問題為導向，創設情境，引導學生合作解決問題并提高學生合作能力和解決問題能力的教學模式。由于具有獨特的教學價值，我國學者多將其應用于基礎學科的教育教學中。嘗試將PBL教學模式應用于化學實驗教學中，構建一種適合初中化學實驗教學的PBL實驗教學模式，以期提高學生合作學習的能力以及解決問題的能力。

關鍵詞：初中化學實驗；PBL教學模式；教學設計

化學是一門以實驗為基礎的學科[1]，隨著新一輪課程改革的進行，實驗教學作為國家課程方案和課程標準規定的重要教學內容[2]，對學生實踐能力和創新意識的培養發揮著獨特的作用。但在具體的化學實驗教學過程中仍存在諸多問題，如實驗教學設計缺乏系統性、教學方法缺乏科學性、教學過程難以兼顧理論與實踐等。因此，在實驗教學中，應選擇合適的教學模式，將實驗操作與學科知識、基本能力緊密結合，最大限度地發揮實驗教學的作用。筆者將項目式學習（ProblemBasedLearning，PBL）教學模式應用于初中化學實驗教學中，以人教版九年級化學中的“金屬資源保護”一節為例，在實踐中提高學生合作學習的能力以及解決問題的能力，培養學生的創新意識，落實化學學科核心素養。

1PBL模式概述

PBL教學模式是指“學習者為了解或解決一個問題而進行學習的歷程”[3]，是以問題情境為基礎展開的教學，是Barrows為改善當時傳統醫學教育的弊端，于20世紀60年代提出的。隨著PBL模式的不斷發展，不同學者對PBL模式具有不同的理解。國內學者會將PBL模式應用于普通的學科教育教學中，將其視為一種教學模式，認為PBL是通過提供給學生一種復雜的問題情境，使學生采取小組合作的形式解決問題，其目的在于培養學生合作交流能力和解決問題的能力。PBL教學模式以學生為本位，設有4個環節：（1）創設情境，提出問題。教師需要創設情境，引導學生發現問題、思考問題，激發學生的學習熱情，可以結合實際案例，減輕學生的陌生感，為保證課堂教學的有效性奠定基礎。（2）交流探討，制定方案。要求學生以小組的形式收集資料、交流合作，進而制定實驗方案，不僅能提高學生的各項能力，還能培養學生的團隊意識和合作共享共贏的學習意識。（3）進行實驗，分析結果。學生針對根據前兩個環節的活動制定的方案進行實驗，觀察實驗現象，分析實驗結果，得出結論。（4）解決問題，總結評價。通過所得實驗結論，解決實際問題，總結本節課的內容，多元評價，促使學生進步。筆者將其應用于初中化學實驗教學，目的是更好地提高教學效果，激發學生潛能。PBL教學模式流程如圖1所示。圖1PBL教學模式流程

2教學實踐

2.1教材分析

本節課選自人教版九年級下冊第八單元金屬和金屬材料的課題三，金屬資源的利用和保護的第二課時。教材采用探究式教學設計，以“問題引入—活動探究—歸納總結”為主線，讓學生自主設計實驗并探究，充分發揮學生的主體作用，提高學生在常見的現象中發現問題、分析問題、解決問題的能力。從知識結構而言，本節課在“金屬的化學性質”后學習，不僅是對已學知識的強化，還能為之后的探究學習作鋪墊。

2.2學情分析

本節課面向九年級學生，在第一學期的學習中，學生已經掌握了一些學習方法，但是探究意識、合作意識和解決問題的能力都需要繼續培養，很多學生還停留在“從表面看問題”這一階段，無法獨立提出問題和看待問題，也無法透過現象看本質。本教學設計注重聯系生活實際，提出問題，引導學生深入思考。

2.3教學目標

（1）了解金屬銹蝕的條件，知道防止金屬生銹的方法。（2）通過對鐵制品銹蝕條件的研究，初步學會設計實驗以及采用口頭、書面等方式進行表述，并能與他人交流討論。（3）通過創設的情境，初步形成獨立發現問題的能力。（4）通過對金屬腐蝕與防護的學習，知道金屬資源的珍貴，逐步樹立珍惜資源、愛護環境及合理利用資源的意識。

2.4教學重難點

教學重點為鐵制品銹蝕的條件及防護；教學難點為對鐵制品銹蝕的條件以及防護措施的初步探究。

2.5教學流程

2.5.1創設情境，提出問題使用多媒體投影展示生活中常見的金屬用品被腐蝕的圖片，用扇形圖顯示世界上每年因腐蝕而無法投入使用的金屬材料在金屬年產量中的占比、各種金屬礦物的儲量及開采年限材料等資料。教師提問：從所給資料中能發現什么問題？學生思考后回答：每年人類需要從自然界開采大量的金屬礦物資源，每年因腐蝕而無法投入使用的金屬資源數量巨大。金屬材料已經融入生活的方方面面，推動著人類生產生活的進步。環顧周圍的金屬材料發現，金屬的銹蝕隨處可見，而金屬材料作為不可再生資源十分珍貴，參照之前展示的各種材料，明白金屬材料被腐蝕是一種極大的浪費，進而提出本節課主題在于探究鐵制品的銹蝕條件，明確本節課目的是解決金屬防護這一實際問題。設計意圖是從金屬資源的珍貴及金屬銹蝕的危害出發，引出探究主題。聯系生活實際，能在提高學生課堂參與度的基礎上，弱化學生對知識的陌生感，防止學生對新知識產生排斥心理，進一步強化化學這門學科的實用性。2.5.2交流探討，制定方案教師組織各小組討論，猜想鐵制品發生銹蝕的條件。討論5min后由小組代表發言。小組討論后，學生代表一認為：生活中常見的金屬材料常暴露在空氣中，在之前的學習中，認識了氧化反應，猜想金屬材料的銹蝕是空氣中氧氣作用導致的。學生代表二認為：在平日清洗金屬用品的過程中，若沒有及時擦干，就會發現金屬材料被銹蝕的情況，進而猜想金屬的銹蝕是與水接觸導致的。教師引導學生思考商場里售賣的鐵鍋、鐵鏟等金屬用品是否出現被銹蝕的情況，或者對比同樣的鐵架子在室內放置與在室外風吹雨淋的情況，引導學生進行猜想。學生在教師的引導下提出假設：鐵制品的銹蝕是水與氧氣的共同作用導致的。總結提出的3種可能導致鐵制品銹蝕的猜想，組織小組討論，設計實驗方案，由小組代表分享。學生分享實驗方案，例如步驟一，取一支干燥的試管，將鐵釘放置其中。步驟二，取一支盛滿水的試管，將鐵釘放置其中。步驟三，取一支試管，取少量水，將鐵釘的1/2放置其中。分享結束后，全體討論并改進實驗方案。教師在過程中要給予一定的指導，例如在實驗方案的第一步中是否排除了水的干擾、第二步是否排除了氧氣的干擾、實驗方案中鐵釘外部的雜質是否對實驗有影響等。最終確定實驗方案：步驟一，取一根潔凈的鐵釘置于干燥的試管中，再在試管口塞上一團棉花，棉花上放一些干燥劑，最后使用橡膠塞塞緊試管口。步驟二，取一支盛滿經煮沸迅速冷卻的蒸餾水的試管，將潔凈的鐵釘置于試管中，并用橡膠塞密封。步驟三，將潔凈的鐵釘置于盛有部分蒸餾水的試管中，保持鐵釘未完全浸入水中，并敞口放置。提出假設是探究實驗流程的第一步。學生小組合作探究，各抒己見，設計實驗方案，能拓展學生思維。學生全體討論實驗方案，教師引導改進實驗方案，共享成果，培養學生的合作意識與能力。2.5.3進行實驗，分析結論在實驗方案的指導下，各小組分工合作進行實驗。本實驗不同于其他實驗之處在于實驗時間跨度較大，需要教師提前一周進行實驗，便于學生當堂觀察實驗現象，得出實驗結論，保證課堂環節的完整度。另外，需要安排課時，對學生所做實驗的現象進行分析，加強認知。實驗現象：試管①和試管②中，鐵釘未生銹，試管③中，鐵釘生銹，水面附近的銹蝕嚴重。實驗分析：對比①③號試管可知，鐵釘生銹需要與水接觸；對比②③號試管可知，鐵釘生銹需要和空氣中的氧氣接觸。實驗結論：鐵被銹蝕的過程實際上是鐵制品與空氣中的氧氣和水等發生化學反應的過程。根據實驗方案，小組合作交流進行實驗，訓練學生實驗的綜合能力，凸顯本課題教學內容的重難點，培養學生分析問題的能力與態度。2.5.4教學模式-解決問題，總結評價通過實驗，學生已經清楚鐵制品銹蝕的原因，提問學生在日常生活中如何防止金屬銹蝕以及防護的原理。小組討論后，舉例防止銹蝕的措施：保持鐵制品干燥、給鐵制品表面覆蓋一層保護膜、在金屬表面鍍一層其他金屬等。防止鐵銹蝕的原理：破壞鐵制品生銹的條件，且只需要破壞其中一條，鐵制品就不會生銹。結合課前提供的材料，學生明白保護金屬資源的必要性，通過實驗探究，回答在日常生活中保護金屬資源有哪些有效途徑。學生思考后，從防止金屬腐蝕、回收利用金屬、合理開采礦物資源等角度討論保護金屬資源的有效途徑。最后對本節課內容進行總結，對重難點進行強化。采取教師評價、自我評價、小組互評相結合的評價方式，從實驗態度、實驗操作技能方面進行評價。通過分析實驗結論，解決實際問題，讓學生在學習過程中獲得成就感，且在教師的引導下，采用多種評價相結合的方式，促使學生相互學習，構建客觀公平多元的評價觀，不斷進步。

3結論與反思

在傳統的實驗教學模式下，學生的學習多是被動、枯燥的，這樣的狀態勢必會降低實驗的趣味性和學生學習的熱情，使實驗教學活動無法有效進行。利用PBL教學模式進行實驗教學，激發學生對化學實驗的熱情，發揮教師主導、學生主體的作用，引導學生解決實際問題，鼓勵學生大膽假設，通過合作學習積極探討，分享觀點，解決問題，進而構建學生獨有的知識結構，實現各方面素質的提高。

[參考文獻]

[1]中華人民共和國教育部制定.普通高中化學課程標準（實驗）[M].北京：人民教育出版社，2003.

[2]教育部.關于加強和改進中小學實驗教學的意見[J].中華人民共和國國務院公報，2020（8）：74-76.

[3]BARROWSHS.Problem-basedlearninginmedicineandbeyond:abriefoverview[J].NewDirTeachLearn，1996（12）：3-11.

作者：劉芮 王玲麗 單位：寶雞文理學院