汪紅伶

摘要：舉了在高中化學(xué)社團實驗教學(xué)中應(yīng)用PBL教學(xué)法的一個教學(xué)案例，在此案例研究的基礎(chǔ)上，探討了PBL教學(xué)法的應(yīng)用方法、效果和存在的問題，并分別對老師和學(xué)生提出要求。

關(guān)鍵詞：PBL教學(xué)法；化學(xué)社團；實驗教學(xué)

文章編號：1008-0546（2016）08-0034-03 中圖分類號：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.08.013

PBL（problem-based learning）是“基于問題的學(xué)習(xí)”的教學(xué)方法，由美國神經(jīng)病學(xué)教授Barrows首創(chuàng)。它強調(diào)把學(xué)習(xí)設(shè)置到復(fù)雜的、有意義的問題情境中，學(xué)生在一個真實的情境中對驅(qū)動問題展開探究、解決問題，在探究過程中學(xué)習(xí)及應(yīng)用學(xué)科思想[1]。2001年6月教育部印發(fā)了《基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）》。《綱要》指出要“改變課程實施過于強調(diào)接受學(xué)習(xí)、死記硬背、機械訓(xùn)練的現(xiàn)狀，倡導(dǎo)學(xué)生主動參與、樂于探究、勤于動手，培養(yǎng)學(xué)生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力?！盵2]要使學(xué)生的學(xué)習(xí)方式由被動變?yōu)橹鲃?，則教師的教學(xué)方式首先應(yīng)加以改變。PBL教學(xué)法以問題為導(dǎo)向，以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，以小組討論為組織形式，具有培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力、獲取知識能力和解決實際問題能力的作用[3]。為此，筆者在本?；瘜W(xué)社團的實驗教學(xué)中，開展了PBL教學(xué)的嘗試，以其中一堂課堂實錄“‘暖寶寶反應(yīng)原理及使用后主要成分的探究”為例，闡述PBL在化學(xué)社團實驗教學(xué)中的初步應(yīng)用。

一、教學(xué)對象

我?；瘜W(xué)社團成員，其中高一年級5人，高二年級13人，男女比例為2∶1。

二、小組構(gòu)建

根據(jù)“互補式”原則，考慮到年級、學(xué)習(xí)層次和動手能力的不同及性別比例等因素，筆者以4人為單位對這18名同學(xué)進(jìn)行了分組。分組后，每個小組選出了負(fù)責(zé)組長和記錄員。

三、教學(xué)過程

（一）創(chuàng)設(shè)問題情境，呈現(xiàn)問題

問題的設(shè)置是PBL教學(xué)法的關(guān)鍵，教師創(chuàng)設(shè)問題情景時應(yīng)注意：（1） 情境創(chuàng)設(shè)的問題應(yīng)是在學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)之內(nèi)可以解決的問題。（2） 創(chuàng)設(shè)的情境應(yīng)清晰、條理分明，以便于學(xué)生及時發(fā)現(xiàn)和提出問題。（3）呈現(xiàn)的情境要能增加問題的新奇度，激發(fā)他們的探究欲望。筆者在本次探究課前設(shè)置了如下的問題情境：在寒冷的冬天，我們會看到一種用于保暖御寒的貼片——暖寶寶，它輕薄柔軟，使用時只需要在身體相應(yīng)的部位一貼，就能立刻保暖，并且保暖時間長，持續(xù)時間在10到12小時。（1）暖寶寶的主要成分是什么？（2）它的發(fā)熱原理是什么？（3）它怎么會有這么持久又穩(wěn)定的熱量？（4）使用后的成分是哪些？

（二）查閱資料， 自主學(xué)習(xí)

根據(jù)老師課前提出的問題，學(xué)生課后查閱資料，思考問題。

學(xué)生通過查閱資料知道：（1）“暖寶寶”的主要成分是鐵粉、活性炭、 氯化鈉、蛭石、水等。其中蛭石是一種鐵鎂質(zhì)鋁硅酸鹽礦物，具有很強的保溫隔熱性能。（2）“暖寶寶”的發(fā)熱原理是利用鐵粉發(fā)生氧化反應(yīng)放熱來發(fā)熱。

（三）交流討論，小組評價

課堂上，首先是學(xué)生匯報自己查閱的資料并提出疑問。

生1（高一）：暖寶寶利用鐵粉發(fā)生氧化反應(yīng)放熱來發(fā)熱，可在日常生活中，當(dāng)把鐵粉置于空氣中，鐵粉發(fā)生氧化是很緩慢的且放出的熱量也難以察覺。

（問題提出來了，大家思考。）

生2（高二）：暖寶寶的成分除了鐵粉還有活性炭和氯化鈉，這里是不是應(yīng)用了原電池的原理加速鐵的氧化呢？

生3（高一）：什么是原電池原理？

生2（高二）：原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N裝置。將兩種活潑性不同的金屬（或石墨）用導(dǎo)線連接后插入電解質(zhì)溶液中形成閉合回路，產(chǎn)生電流。

師：（提問）如果利用的原電池原理，那么反應(yīng)后的產(chǎn)物應(yīng)該是什么呢？

生4（高二）：反應(yīng)后的產(chǎn)物應(yīng)該有Fe2O3。

生5（高二）：還應(yīng)有未反應(yīng)的活性炭。

生6（高二）：也許還有氯化鈉存在。

師：（記錄猜想）根據(jù)同學(xué)們的猜想，接下來大家設(shè)計實驗驗證暖寶寶的發(fā)熱原理，探究反應(yīng)后的產(chǎn)物。

生：設(shè)計方案，討論、評價，得出最終的探究方案。

在這個環(huán)節(jié)，老師應(yīng)注意對學(xué)生的回答進(jìn)行適當(dāng)引導(dǎo)與評價，努力給學(xué)生營造一種和諧、寬松的課堂氣氛，鼓勵學(xué)生大膽質(zhì)疑，積極思考實驗探究方案，勇于探究。

（四）合作探究，解決問題

根據(jù)最后討論的探究方案，小組分工合作，開始實驗。

1. 反應(yīng)原理的探究

實驗步驟： 在原電池反應(yīng)槽中加入適量濃度為5%的氯化鈉溶液，平行插入一鐵片和一碳棒，將兩者用導(dǎo)線連接，在導(dǎo)線之間接入一靈敏電流表，觀察現(xiàn)象。

實驗現(xiàn)象：電流表指針偏轉(zhuǎn)，鐵片銹蝕。

實驗結(jié)論：原電池的形成加速了鐵的氧化， 從而更快地釋放出熱量。

師：（總結(jié)） 鐵在自然條件下的氧化速度是緩慢的，但如果利用活性炭、氯化鈉溶液和鐵形成原電池就會加快鐵的氧化速度，從而得到所需要的熱量。

師：（板書）

師：細(xì)心的同學(xué)可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這實際上就是鐵在潮濕空氣中發(fā)生吸氧腐蝕的原理。由于活性炭表面有許多疏松的小孔，它能吸附大量的水蒸氣，當(dāng)打開暖寶寶時，鐵粉與空氣和水同時接觸，在氯化鈉的作用下加速反應(yīng)，放出熱量。

2. 反應(yīng)產(chǎn)物的探究

①NaCl的檢驗

實驗步驟：取少量樣品于蒸餾水中溶解，過濾，將濾液分為兩份，向其中一份加入AgNO3溶液， 觀察現(xiàn)象。再用鉑絲蘸取另一份濾液進(jìn)行焰色反應(yīng)，觀察現(xiàn)象。

實驗現(xiàn)象： 加入AgNO3溶液， 產(chǎn)生白色沉淀且該白色沉淀不溶于稀硝酸；濾液進(jìn)行焰色反應(yīng)，火焰顏色為黃色。

實驗結(jié)論：產(chǎn)物中含有NaCl。

②Fe2O3的檢驗

實驗步驟：另取少量樣品于過量稀HCl中，待反應(yīng)結(jié)束對溶液進(jìn)行過濾，將濾液分于兩支試管，向其中一支試管滴加KSCN溶液； 再向另一支試管滴加NaOH溶液至過量。

實驗現(xiàn)象：濾液滴加KSCN溶液，變?yōu)檠t色；另一支試管滴加NaOH溶液時，開始無明顯現(xiàn)象，繼續(xù)滴加NaOH溶液，慢慢產(chǎn)生墨綠色沉淀，再繼續(xù)滴加NaOH溶液至過量，沉淀部分消失，液體變?yōu)樽攸S色。靜置分層， 上層為無色透明溶液， 下層為紅褐色沉淀。

實驗結(jié)論：初步確定反應(yīng)后的產(chǎn)物中含有Fe2O3。

師：（提問）濾液滴加NaOH溶液的過程中產(chǎn)生了墨綠色沉淀，再繼續(xù)滴加NaOH溶液至過量，沉淀部分消失，這是怎么回事？

生：（思考、交流討論）

生1：繼續(xù)滴加NaOH溶液，沉淀部分消失，這部分沉淀會不會是氫氧化鋁呢？

生2： 墨綠色沉淀會不會是紅褐色氫氧化鐵沉淀和白色氫氧化鋁沉淀（或氫氧化鎂）的混合物？

在老師的引導(dǎo)下，大家對新生成的實驗問題進(jìn)行了討論探究。

③C的檢驗

實驗步驟：將樣品加入過量稀鹽酸，反應(yīng)后過濾，將濾渣收集起來用蒸餾水洗滌、烘干，得黑色粉末，點燃黑色粉末，若能燃燒，再用澄清石灰水檢驗燃燒后的產(chǎn)物。

實驗現(xiàn)象：黑色粉末能被點燃且燃燒產(chǎn)生的氣體能使澄清石灰水變渾濁。

實驗結(jié)論：初步確定反應(yīng)后的產(chǎn)物中含有C。

（五） 得出結(jié)論，反思評價

根據(jù)實驗現(xiàn)象，大家最后得出實驗結(jié)論：暖寶寶的發(fā)熱原理是利用原電池原理加速鐵粉的氧化放熱而得到所需的熱量。另外，利用蛭石的超級保溫效果，使得溫度能持續(xù)保持長久的時間。暖寶寶使用后的產(chǎn)物主要是NaCl、Fe2O3、碳粉以及含鎂鋁的鹽類。

實驗完成后，學(xué)生相互評價與自我評價，反思本堂課的進(jìn)步和需要進(jìn)一步加強的地方。在這個環(huán)節(jié)中，教師應(yīng)側(cè)重于評價學(xué)生的學(xué)習(xí)過程。評價的理念是“不求人人成功，只求人人進(jìn)步?！?/p>

最后教師提問，請大家再仔細(xì)觀察一下暖寶寶的包裝，課后思考：

①暖寶寶為什么要使用雙層包裝？

②還有哪些市售的發(fā)熱取暖產(chǎn)品？利用的是什么原理？

③通過今天的實驗探究，你有哪些收獲和感受？

四、教學(xué)效果

PBL教法的起點是問題，以問題為主線，通過不同層次問題的設(shè)置促使學(xué)習(xí)者思考、探究解決問題的方案。經(jīng)過一學(xué)年的社團活動，PBL實驗教學(xué)的初步應(yīng)用取得了一些成效。學(xué)生查閱資料、文獻(xiàn)的能力提高了，有了自主學(xué)習(xí)的意識和習(xí)慣；交流討論中，不僅提高了自身的語言表達(dá)能力，而且能對不斷產(chǎn)生的實驗問題形成即時性探究；在探究過程中，動手能力提高了，體驗到了合作成功的快樂，體會到了幫助他人成功的愉快；學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的意識增強，對化學(xué)學(xué)科的興趣也更加濃厚。

五、體會與思考

1. PBL對教師和學(xué)生的要求

PBL教學(xué)法圍繞問題展開課堂學(xué)習(xí)，通過一連串問題貫穿教學(xué)，是一種較高水平的學(xué)習(xí)，對老師和學(xué)生也提出了相應(yīng)的要求：

（1）對教師的要求

①認(rèn)真?zhèn)湔n。開展情景化的課堂教學(xué)活動，熟悉教學(xué)大綱，對所要教學(xué)的內(nèi)容應(yīng)提前查閱資料，提出相應(yīng)的問題，制定有針對性的討論大綱。

②具有良好的課堂組織管理能力。教師良好的課堂組織能夠使教學(xué)效果事半功倍。

③發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用。在探究教學(xué)中，教師在引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行思考時，應(yīng)有層次地提出問題，將學(xué)生的思維由“未知區(qū)”向“最近發(fā)展區(qū)”引導(dǎo)，循序漸進(jìn)。

（2）對學(xué)生的要求

PBL教學(xué)開展得成功與否，除了需要教師的努力外，還需要學(xué)生的積極配合，學(xué)會查閱文獻(xiàn)資料，積極和同學(xué)交流討論、合作等。這就要求學(xué)生積極完成角色轉(zhuǎn)換，變被動為主動，有較高的學(xué)習(xí)自覺性。

2. PBL教學(xué)法存在的問題

筆者只是在人數(shù)較少且對化學(xué)學(xué)科有較高興趣的化學(xué)社團進(jìn)行了PBL教學(xué)法初步實踐，取得一些效果，如果在日?；瘜W(xué)教學(xué)中應(yīng)用PBL教學(xué)法，實施的難度會有所增加。首先班級人數(shù)較多，教師需要更多的精力組織課堂教學(xué)。其次，學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和自學(xué)能力有差異。再次，教材有些章節(jié)的內(nèi)容并不適合采用PBL教學(xué)法，如理論性較強的“化學(xué)鍵”、“化學(xué)反應(yīng)原理”、“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”等，這些知識內(nèi)容抽象，重難點較多，較難和實際問題結(jié)合，所以需要教師在教學(xué)過程中，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的性質(zhì)合理選擇教學(xué)方法。

“教無定法，貴在得法”，新課程的科學(xué)探究旨在轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，為學(xué)生終身學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。所以，教師在課堂上不僅要為學(xué)生“解惑”，更要“解放”學(xué)生思維，使學(xué)生由“學(xué)會”到“會學(xué)”、“要學(xué)”，提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，讓學(xué)生在探究過程中，真正有所感悟、體會和收獲。

參考文獻(xiàn)

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