基于化學核心素養的PBL教學設計探討

李麗麗

摘 要：本文將化學核心素養與PBL教學設計相互聯系，以“二氧化碳制取的研究”一節內容為例進行教學設計，且從教學前端、教學目標、教學過程和教學評價四個方面來進行闡述。在此基礎上，本文還探討了基于化學核心素養的PBL教學設計的優點和缺陷。

關鍵詞：化學學科;核心素養;PBL教學設計

PBL，全稱為“Problem-BasedLearning”，簡而言之即“基于問題的學習”，是流行全球的教學模式。與傳統教師講授的模式不同，PBL教學模式直接立足于問題上，將學習者置于問題中，以問題引導學生學習，并通過學生相互合作，相互探究來達到解決問題，從而建構學生的科學知識，最終形成自主學習能力與問題技能提高。

一、化學核心素養與PBL教學模式的相關關系

2017年前后，我國第八次基礎教育課程改革開始，教育教學開始以“素養為本”，倡導教師應該創設真實的問題情境，以提升學生的學科核心素養。與其他學科相比，化學學科核心素養更加重視學生多元化、動態性的分析化學變化現象，并運用化學變化現象解釋和解決簡單地實際問題。因此，教師營造真實的，有價值的問題，能夠有效提升學生問題解決能力，從而發展學生的化學學科核心素養。除此之外，新一輪基礎教育課程改革更加關注學生的學習過程，強調學生主動學習。

PBL教學模式本身就是將學生學習過程置于問題情境中，通過學生的相互討論，相互交流以解決問題，進而發現新問題，提高學生的自主學習能力與相互合作技能，這與新一輪的基礎教育課程改革理念不謀而合。無獨有偶，PBL教學模式的提出本身就依賴于“教學過程重實踐”理念。

整體來看，化學核心素養與PBL教學模式存在天然的耦合性，都倡導將學生置于具體的問題情境中，引導學生在解決問題過程中，發展學生能力。因此，將PBL教學模式運用到化學學科教學設計過程中，既能夠有效豐富教師的教學模式，還能夠發展學生的核心素養，促進學生學習能力的提高。

二、基于化學核心素養的PBL教學設計

PBL教學模式具有問題性、情境性、合作性和探究性等諸多特征。結合教學實踐活動，筆者認為PBL教學設計包括創設問題、分析問題、搜集資料、解決問題以及擴展延伸等內容。本文將以“二氧化碳制取的研究”為例，從宏觀辨識和微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據推理與模型認知、實驗探究與創新意識、科學精神與社會責任五個方面來制訂教學目標，并運用PBL教學模式最終達到實現教學目標。

（一）前端分析

1.教材分析

《二氧化碳制取的研究》是人教版九年級化學教材上冊第六單元課題二的內容。本節課在全書乃至整個化學學習過程中，所占有的地位十分重要。它是培養學生在實驗室中制取某種氣體時，藥品的選擇、裝置的設計、實驗的方法等思路的最佳素材，對學生今后學習更多化學物質及深層次探究能力提高都有深遠的影響。

2.學情分析

從學生學習習慣來看，學生有較強的自主學習和知識遷移能力，對動手實操有濃厚的興趣。此堂實驗探究課是學生期待已久的課程。

從學生知識儲備來看，學生已經學習過的氧氣的實驗室制法，對氣體的制法與收集較為熟悉，懂得氣體的收集方法與物理性質有關。況且，學生已經懂得要制取某種物質，必須通過含有該物質元素的其他物質通過化學變化或物理變化來實現。學生基本上會想到木炭的燃燒，碳還原氧化銅，呼吸，發酵等。但學生還不清楚運用大理石與鹽酸反應來制取二氧化碳，因此教師會在課前準備階段要求學生查閱資料。

從學生思維特點來看，初三學生思維活動既有具體的形象成分，又有抽象的邏輯思維。思維仍屬于經驗型。對有些事物缺乏感性認識時，需要通過觀察、探究、實操，使學生思維不斷向高水平轉化。教學中，應注重將化學學科的思維特點滲透其中。

（二）教學目標

變化觀念與平衡思想：了解實驗室里制取二氧化碳的化學反應原理

證據推理與模型認知：了解實驗室里制取氣體的一般思路和方法

宏觀辨識和微觀探析：深入探究二氧化碳制取的宏-微反應機理

實驗探究與創新意識：探究實驗室里制取二氧化碳的裝置

科學精神與社會責任：解決東北艾學文蔬菜大棚增產問題

（三）教學過程

1.創設問題

創設問題是PBL教學模式的重要環節。在此階段，教師提出科學的、有效性的、具有實際意義的問題，以引導學生思考。針對此節課的相關內容，教師設置具體的問題情境：筆者通過親歷北方冬天美麗動人環境下，隨時可享好吃不貴的綠色蔬菜，向學生說明國人冬季日常的蔬菜消耗問題。那么如何提高東北寒冷天氣中大棚蔬菜產量呢？

2.分析問題

在此過程中，學生在界定問題后對問題進行深入探討。當然，教師可以引導學生思考提高東北寒冷天氣中產量的實質是什么？在這部分，筆者則要求學生將化學與生物兩個學科相互結合，要求學生思考蔬菜產量影響的影響因素。學生在教師的引導下確定具體的問題：為了提高光合作用的效率，可以增加蔬菜大棚的二氧化碳濃度。

3.搜集資料

一方面，教師組織學生實驗，要求學生分別觀察“大理石跟稀鹽酸反應”“碳酸鈣跟稀鹽酸反應”“碳酸鈉跟稀鹽酸反應”“大理石跟稀硫酸反應”，思考哪種實驗更加適宜于實驗室制取，哪種實驗比較適合運用于蔬菜大棚中，在此基礎上，學生需要準確書寫二氧化碳制取的化學方程式。

另一方面，教師要求學生課下查詢資料，閱讀教材，并整理歸納相關知識。在經過小組討論的基礎上，自我組裝“實驗室制取二氧化碳”裝置，并畫出具體示意圖。在此過程中，筆者要求各個小組嚴格記錄實驗過程，并獲取結果分析。

4.解決問題

在整體試驗完成后，筆者要求學生在課后了解身邊綠色植物的種植情況，詢問家中長輩提高蔬菜產量的基本途徑和方法，以采取理論學習與實踐考察方式來解決問題。具體成果則以小組展示報告為例。教師則引導學生對報告方案進行修繕，完成總結，最終形成科學結論。

5.擴展延伸

在擴展延伸環節，教師則從最初的問題出發，要求學生思考從實驗室進入蔬菜大棚，以解決蔬菜產量問題。在本節學習中，教師可以要求學生實驗室制取二氧化碳的方法，并設置具體問題引導學生思考，也可以結合生物學科的具體內容，強化學生對相關知識的概括和掌握。

（四）教學評價

基礎課程改革倡導教師實施多元化評價，將自評、互評與師評相互結合，以形成階段性評價，并采取教學測試、成果展示、評價量表等諸多方式來評價學生。

三、基于化學核心素養的PBL教學設計的反思

必須承認，基于化學核心素養的PBL教學設計有其一定的科學性，但實踐過程中暴露出來的諸多問題也值得警惕與思考。

（一）基于化學核心素養的PBL教學設計的優勢

首先，PBL教學設計能夠有效活躍課堂教學氣氛，集中學生的注意力。在PBL教學模式下，學生主體地位得到體現，這同時也是新一輪課程所倡導的基本理念。在課堂中，學生在討論具體的課堂問題時，還將跨學科思考，相互討論，相互學習，這是傳統的講授式課堂未出現過程的。整體來看，學生在PBL教學模式下，課堂學習效率有所提升。

其次，PBL教學模式很好的提升學生的表達能力。化學學科以實驗為基礎。在傳統的教學過程中，學生在描述實驗現象時往往存在很多問題，這可以直接歸咎于學生表達能力較差。在PBL教學模式下，學生需要自己總結實驗過程，撰寫實驗報告，并以小組形式匯報總結，這直接增加了學生表達自我觀點的機會。而教師也會在教學過程中主動引導學生發言，這必然會在無形中提升學生的表達能力。

最后，PBL教學模式能夠有效提高學生的協作能力。在PBL教學模式下，學生必須以小組合作的形式來完成學習任務。在此過程中，學生學會了與他人共同來解決問題，這說明PBL教學模式對提升學生協作能力有一定突進作用。

（二）基于化學核心素養的PBL教學設計的不足

當然，PBL教學設計下仍然存在諸多缺陷，值得我們警醒，以不斷更正。一方面，筆者與學生受傳統教學模式的影響非常大，經常無法順暢的轉變自我角色。作為教師總是出現著急現象，忍不住的引導學生，而這既占據學生的思考時間，也不利于教學目標的實現。而學生在短時間的依賴心理同樣無法轉變。另一方面，現有的考核模式仍然過于單一。PBL教學設計的考核不僅僅包括測試成績，還需要衡量學生學習積極性、收集資料能力、小組合作能力等方面，但囿于教學實踐與自我教學能力，筆者暫時還無法完成全面性、科學性的教學評價。

除此之外，筆者還發現PBL教學模式無法調動后進生的學習積極性。長期以來，后進生的學習積極性都是教師教學過程中所面臨的難題。在PBL教學模式下，學生采取小組合作來完成學習任務，但由于后進生基礎較差，他們在完成任務的時候表現得并不積極。據筆者觀察來看，大部分的后進生都未能夠直接參與其中。

（三）基于化學核心素養的PBL教學設計的建議

首先，問題情境設置必須能夠激發學生的學習積極性。PBL以問題為核心，來引導學生自主學習。我們所設置的問題情境必須要能夠吸引學生，以激發學生的想象力，引起他們共鳴，如此才能夠調動學生的學習積極性。

其次，PBL教學評價必須構建完善的多元評價。新一輪基礎課程改革建議幫助學生實現全面發展，而這就依賴于完善的多元評價，不能夠以簡單地分數來衡量學生的學習狀況。但對學生其他方面能力的評價，當前學術界尚無統一標準，仍然需要后人繼續探索努力。

最后，轉變教育理念。傳統教學模式已經深入人心，教師的權威地位也不是短時間能夠轉變的。要想真正實施PBL教學模式，教師和學生都必須轉變教育理念。要讓學生意識到他們是課堂的主人，是學習的主人，而教師僅僅是教學引導者和組織者。教師同樣如此，同樣要堅持不斷學習，轉變思想觀念，真正將課堂還給學生。

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