劉芮　王玲麗

關(guān)鍵詞：初中化學(xué)實(shí)驗(yàn);PBL教學(xué)模式;教學(xué)設(shè)計(jì)

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科[1]，隨著新一輪課程改革的進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為國(guó)家課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的重要教學(xué)內(nèi)容[2]，對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)發(fā)揮著獨(dú)特的作用。但在具體的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中仍存在諸多問(wèn)題，如實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)缺乏系統(tǒng)性、教學(xué)方法缺乏科學(xué)性、教學(xué)過(guò)程難以兼顧理論與實(shí)踐等。因此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，應(yīng)選擇合適的教學(xué)模式，將實(shí)驗(yàn)操作與學(xué)科知識(shí)、基本能力緊密結(jié)合，最大限度地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用。

筆者將項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（Problem Based Learning，PBL）教學(xué)模式應(yīng)用于初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，以人教版九年級(jí)化學(xué)中的“金屬資源保護(hù)”一節(jié)為例，在實(shí)踐中提高學(xué)生合作學(xué)習(xí)的能力以及解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，落實(shí)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

1PBL模式概述

PBL教學(xué)模式是指“學(xué)習(xí)者為了解或解決一個(gè)問(wèn)題而進(jìn)行學(xué)習(xí)的歷程”[3]，是以問(wèn)題情境為基礎(chǔ)展開的教學(xué)，是Barrows為改善當(dāng)時(shí)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)教育的弊端，于20世紀(jì)60年代提出的。

隨著PBL模式的不斷發(fā)展，不同學(xué)者對(duì)PBL模式具有不同的理解。國(guó)內(nèi)學(xué)者會(huì)將PBL模式應(yīng)用于普通的學(xué)科教育教學(xué)中，將其視為一種教學(xué)模式，認(rèn)為PBL是通過(guò)提供給學(xué)生一種復(fù)雜的問(wèn)題情境，使學(xué)生采取小組合作的形式解決問(wèn)題，其目的在于培養(yǎng)學(xué)生合作交流能力和解決問(wèn)題的能力。PBL教學(xué)模式以學(xué)生為本位，設(shè)有4個(gè)環(huán)節(jié)：（1）創(chuàng)設(shè)情境，提出問(wèn)題。教師需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，可以結(jié)合實(shí)際案例，減輕學(xué)生的陌生感，為保證課堂教學(xué)的有效性奠定基礎(chǔ)。（2）交流探討，制定方案。要求學(xué)生以小組的形式收集資料、交流合作，進(jìn)而制定實(shí)驗(yàn)方案，不僅能提高學(xué)生的各項(xiàng)能力，還能培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和合作共享共贏的學(xué)習(xí)意識(shí)。（3）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分析結(jié)果。學(xué)生針對(duì)根據(jù)前兩個(gè)環(huán)節(jié)的活動(dòng)制定的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論。（4）解決問(wèn)題，總結(jié)評(píng)價(jià)。通過(guò)所得實(shí)驗(yàn)結(jié)論，解決實(shí)際問(wèn)題，總結(jié)本節(jié)課的內(nèi)容，多元評(píng)價(jià)，促使學(xué)生進(jìn)步。筆者將其應(yīng)用于初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，目的是更好地提高教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生潛能。PBL教學(xué)模式流程如圖1所示。

2教學(xué)實(shí)踐

2.1教材分析

本節(jié)課選自人教版九年級(jí)下冊(cè)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(hù)的第二課時(shí)。教材采用探究式教學(xué)設(shè)計(jì)，以“問(wèn)題引入—活動(dòng)探究—?dú)w納總結(jié)”為主線，讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并探究，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，提高學(xué)生在常見(jiàn)的現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。從知識(shí)結(jié)構(gòu)而言，本節(jié)課在“金屬的化學(xué)性質(zhì)”后學(xué)習(xí)，不僅是對(duì)已學(xué)知識(shí)的強(qiáng)化，還能為之后的探究學(xué)習(xí)作鋪墊。

2.2學(xué)情分析

本節(jié)課面向九年級(jí)學(xué)生，在第一學(xué)期的學(xué)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)掌握了一些學(xué)習(xí)方法，但是探究意識(shí)、合作意識(shí)和解決問(wèn)題的能力都需要繼續(xù)培養(yǎng)，很多學(xué)生還停留在“從表面看問(wèn)題”這一階段，無(wú)法獨(dú)立提出問(wèn)題和看待問(wèn)題，也無(wú)法透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)。本教學(xué)設(shè)計(jì)注重聯(lián)系生活實(shí)際，提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生深入思考。

2.3教學(xué)目標(biāo)

（1）了解金屬銹蝕的條件，知道防止金屬生銹的方法。

（2）通過(guò)對(duì)鐵制品銹蝕條件的研究，初步學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以及采用口頭、書面等方式進(jìn)行表述，并能與他人交流討論。

（3）通過(guò)創(chuàng)設(shè)的情境，初步形成獨(dú)立發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力。

（4）通過(guò)對(duì)金屬腐蝕與防護(hù)的學(xué)習(xí)，知道金屬資源的珍貴，逐步樹立珍惜資源、愛(ài)護(hù)環(huán)境及合理利用資源的意識(shí)。

2.4教學(xué)重難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)為鐵制品銹蝕的條件及防護(hù);教學(xué)難點(diǎn)為對(duì)鐵制品銹蝕的條件以及防護(hù)措施的初步探究。

2.5教學(xué)流程

2.5.1創(chuàng)設(shè)情境，提出問(wèn)題

使用多媒體投影展示生活中常見(jiàn)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(wú)法投入使用的金屬材料在金屬年產(chǎn)量中的占比、各種金屬礦物的儲(chǔ)量及開采年限材料等資料。

教師提問(wèn)：從所給資料中能發(fā)現(xiàn)什么問(wèn)題？

學(xué)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(wú)法投入使用的金屬資源數(shù)量巨大。

金屬材料已經(jīng)融入生活的方方面面，推動(dòng)著人類生產(chǎn)生活的進(jìn)步。環(huán)顧周圍的金屬材料發(fā)現(xiàn)，金屬的銹蝕隨處可見(jiàn)，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(fèi)，進(jìn)而提出本節(jié)課主題在于探究鐵制品的銹蝕條件，明確本節(jié)課目的是解決金屬防護(hù)這一實(shí)際問(wèn)題。

設(shè)計(jì)意圖是從金屬資源的珍貴及金屬銹蝕的危害出發(fā)，引出探究主題。聯(lián)系生活實(shí)際，能在提高學(xué)生課堂參與度的基礎(chǔ)上，弱化學(xué)生對(duì)知識(shí)的陌生感，防止學(xué)生對(duì)新知識(shí)產(chǎn)生排斥心理，進(jìn)一步強(qiáng)化化學(xué)這門學(xué)科的實(shí)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(fā)生銹蝕的條件。討論5min后由小組代表發(fā)言。

小組討論后，學(xué)生代表一認(rèn)為：生活中常見(jiàn)的金屬材料常暴露在空氣中，在之前的學(xué)習(xí)中，認(rèn)識(shí)了氧化反應(yīng)，猜想金屬材料的銹蝕是空氣中氧氣作用導(dǎo)致的。學(xué)生代表二認(rèn)為：在平日清洗金屬用品的過(guò)程中，若沒(méi)有及時(shí)擦干，就會(huì)發(fā)現(xiàn)金屬材料被銹蝕的情況，進(jìn)而猜想金屬的銹蝕是與水接觸導(dǎo)致的。

教師引導(dǎo)學(xué)生思考商場(chǎng)里售賣的鐵鍋、鐵鏟等金屬用品是否出現(xiàn)被銹蝕的情況，或者對(duì)比同樣的鐵架子在室內(nèi)放置與在室外風(fēng)吹雨淋的情況，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行猜想。

學(xué)生在教師的引導(dǎo)下提出假設(shè)：鐵制品的銹蝕是水與氧氣的共同作用導(dǎo)致的。總結(jié)提出的3種可能導(dǎo)致鐵制品銹蝕的猜想，組織小組討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，由小組代表分享。

學(xué)生分享實(shí)驗(yàn)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?shù)?/2放置其中。分享結(jié)束后，全體討論并改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案。教師在過(guò)程中要給予一定的指導(dǎo)，例如在實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)方案中鐵釘外部的雜質(zhì)是否對(duì)實(shí)驗(yàn)有影響等。

最終確定實(shí)驗(yàn)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(tuán)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(jīng)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(shè)是探究實(shí)驗(yàn)流程的第一步。學(xué)生小組合作探究，各抒己見(jiàn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，能拓展學(xué)生思維。學(xué)生全體討論實(shí)驗(yàn)方案，教師引導(dǎo)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，共享成果，培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)與能力。

2.5.3進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分析結(jié)論

在實(shí)驗(yàn)方案的指導(dǎo)下，各小組分工合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)不同于其他實(shí)驗(yàn)之處在于實(shí)驗(yàn)時(shí)間跨度較大，需要教師提前一周進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，便于學(xué)生當(dāng)堂觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，保證課堂環(huán)節(jié)的完整度。另外，需要安排課時(shí)，對(duì)學(xué)生所做實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象進(jìn)行分析，加強(qiáng)認(rèn)知。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)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(yán)重。

實(shí)驗(yàn)分析：對(duì)比①③號(hào)試管可知，鐵釘生銹需要與水接觸;對(duì)比②③號(hào)試管可知，鐵釘生銹需要和空氣中的氧氣接觸。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：鐵被銹蝕的過(guò)程實(shí)際上是鐵制品與空氣中的氧氣和水等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案，小組合作交流進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，訓(xùn)練學(xué)生實(shí)驗(yàn)的綜合能力，凸顯本課題教學(xué)內(nèi)容的重難點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力與態(tài)度。

2.5.4教學(xué)模式-解決問(wèn)題，總結(jié)評(píng)價(jià)

通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生已經(jīng)清楚鐵制品銹蝕的原因，提問(wèn)學(xué)生在日常生活中如何防止金屬銹蝕以及防護(hù)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(hù)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(huì)生銹。

結(jié)合課前提供的材料，學(xué)生明白保護(hù)金屬資源的必要性，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，回答在日常生活中保護(hù)金屬資源有哪些有效途徑。

學(xué)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(hù)金屬資源的有效途徑。

最后對(duì)本節(jié)課內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，對(duì)重難點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)化。采取教師評(píng)價(jià)、自我評(píng)價(jià)、小組互評(píng)相結(jié)合的評(píng)價(jià)方式，從實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)操作技能方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。

通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論，解決實(shí)際問(wèn)題，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中獲得成就感，且在教師的引導(dǎo)下，采用多種評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式，促使學(xué)生相互學(xué)習(xí)，構(gòu)建客觀公平多元的評(píng)價(jià)觀，不斷進(jìn)步。

3結(jié)論與反思

在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式下，學(xué)生的學(xué)習(xí)多是被動(dòng)、枯燥的，這樣的狀態(tài)勢(shì)必會(huì)降低實(shí)驗(yàn)的趣味性和學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)無(wú)法有效進(jìn)行。利用PBL教學(xué)模式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的熱情，發(fā)揮教師主導(dǎo)、學(xué)生主體的作用，引導(dǎo)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題，鼓勵(lì)學(xué)生大膽假設(shè)，通過(guò)合作學(xué)習(xí)積極探討，分享觀點(diǎn)，解決問(wèn)題，進(jìn)而構(gòu)建學(xué)生獨(dú)有的知識(shí)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)各方面素質(zhì)的提高。