PBL模式在化学概念性知识教学中的应用与研究

赵瑞雪 倪刚

【摘要】基于传统式教学方法在概念性知识教学实施过程中的缺陷提出PBL（Problem-Based Learning）教学模式，以人教版必修一第二章第二节中的“离子反应”为例，将PBL教学模式引入到化学概念性知识的教学中，能够有效提高学生课堂学习效率。

【关键词】PBL教学  化学教学  概念性知识  离子反应

【基金项目】宁夏回族自治区研究生教育创新计划项目（YCK201608;YXW2016）;宁夏大学化学（教师教育）一流专业建设项目;宁夏一流学科建设资助项目（NXYLXK2017A04）。

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2019）19-0172-02

PBL模式是基于问题的学习（Problem -Based Learning）的缩写，它是一种集中体现“建构主义思想”的教学模式，从学生学习角度出发，把学习置于复杂的、有意义的、真实的问题情境中，让学生通过合作解决真实的问题，来学习问题背后的科学知识，形成解决问题的技能，并发展自主学习能力。本文尝试将PBL理论与高中化学教学的特点相结合探索一种适合高中化学教学的教学模式[1]。通过PBL教学模式的实施可以增强学生的问题意识，勇于发现和提出有探究价值的化学问题，敢于质疑，勤于思索。逐步提高独立思辨的能力，增强与人合作的团队精神。随着PBL的改革和推进，将“教师中心”转向“学生中心”，该教学理念符合新时代背景下素养为本的教育理念，以提高学生创新精神和实践能力为核心，近年来也逐渐被业内和国际所认可。PBL教学模式在教育教学中的应用也越来越广泛。

一、提出问题

古希腊哲学家亚里士多德曾说“思维是从问题、惊讶开始的”。但大多数教师在进行概念性知识的教学时，忽视问题提出的方面，认为概念性知识只有通过结合题海战术的传统教学方法，才能让学生理解，几乎放弃了对学生的创造性思维、创新精神和实践能力的培养，因其本身的抽象性让学生掌握困难。因此教师应极力改变应试教育模式下的“填鸭式教学思想”，实实在在的由“教师中心”转向“学生中心”，PBL模式可以是概念性知识简单化，帮助学生克服其抽象性。

二、PBL在高中化学概念性知识中的初步应用

1.教材分析

《离子反应》是人教版化学必修一第二章《化学物质及其变化》第二节内容[2]。在掌握了简单分类法的基础上，对初中溶液导电知识模块进行拓展，进一步学习并研究电解质溶液反应的本质，同时为选修四第三章“盐类的水解”内容奠定基础。此部分内容起着承上启下的作用，是螺旋式知识点的典型，所以本节课对学生系统掌握化学反应有着至关重要的作用。

2.学情分析

学生在九年级就对复分解反应、溶液的导电性知识进行了学习，已知道复分解反应发生的条件，以及物质在水溶液中导电的原因是能解离出离子。但由于学生刚刚进入高中，对于此类较抽象的概念性知识更倾向于机械式记忆，所以本节课在学生掌握这些知识的基础上，我采用动画-实验相结合的方法帮助学生理解和掌握。

3.教学目标分析

知识与技能目标：

了解并学会区分电解质及非电解质;掌握电离、离子反应发生的本质及其发生的条件。

过程与方法目标：

通过实验探究，掌握复分解型离子反应发生的条件。

情感态度与价值观目标：

通过学生自主探究获得知识，让学生体验科学知识获得和形成的过程与方法，体會成功获得知识的乐趣。

4.教学重难点

教学重点：电解质与非电解质;离子反应的本质及其发生的条件;离子方程式的书写

教学难点：离子方程式的书写

5.教学模式及实施过程

【情境导入】

教师通过生活中的真实问题情境（夏天天热，出了很多汗的手不能去接触电器或擦拭电器，否则容易发生触电事故;一旦有人因接触电线发生触电事故，再取走线的时候应该用干燥的木竿挑走，切不可直接用手拿走），结合学生初中已做过过酸、碱、盐在水溶液中导电的实验，提出为什么出汗的手可以导电的问题，让学生根据课前的预习和学案以小组形式进行讨论，请小组代表总结归纳问题。

设计意图：真实的问题情境有助于开发学生思维，激发学生学习兴趣，增强学习积极性，以问题为导向，让学生整堂课都有明确的学习目标及学习任务，提高学习效率。

【提出问题】

学生1：能导电的物质有哪些？

学生2：电解质导电原因，和金属导电原理是否一样？

学生3：强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质的强吗？

学生4：离子反应发生的条件有哪些？

设计意图：以小组合作的形式进行问题归纳，可以激发学生的学习兴趣，培养学生发散性思维，同时增强学生的问题意识。

【探究讨论】教师引导学生以问题为导向进行讨论学习。

问题一：能导电的物质有哪些？

提供贴好标签的醋酸溶液、盐酸溶液、NaCl溶液、NaOH溶液、NaHCO3溶液、H2SO4溶液、CH3COOH溶液、NH3·H2O溶液、自来水、蒸馏水及乙醇溶液各100mL于100mL烧杯中（浓度均为0.1mol/L）;量筒、烧杯、导电测试灯座、100W灯泡

小组合作，根据所提供的实验仪器和试剂进行实验设计，问题探究，最终掌握电解质（在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物）和非电解质的概念。

设计意图：引导学生通过实验对电解质和非电解质的概念加深理解，一方面通过实验可更好地激发学生学习兴趣，另一方面通使学生经历感性到理性认识，从而使学生的认识有质的飞跃，同时，又可以提高学生的实验探究能力和实践意识。

问题二：电解质导电原因，和金属导电原理是否一样？

教师通过多媒体呈现动画（氯化钠固体加入水中溶解及加热熔融的电离过程），学生观察现象是产生了能够自由移动的水合钠离子和水合氯离子。引导学生总结电离的概念并学习书写电离方程式。

学生根据直观感受初步思考电解质导电的原因是在溶液中发生了电离，产生了能够自由移动的离子，而金属导电是产生了自由移动的电子，似而非同。

设计意图：通过提出问题——解决问题的思路，引导学生对电解质导电本质进行分析探讨，解决电解质导电原因和金属导电原理是否一样的问题;利用动画辅助，让学生直观的体验电离的过程，理解和掌握电解质与非电解质的概念及电离方程式的书写。

问题三：强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质的强吗？

提供0.01mol/L盐酸、1.0mol/L醋酸、量筒、烧杯、导电测试灯座、100W灯泡

学生大胆猜想，一部分学生认为电解质溶液导电能力的强弱与酸的强弱有关，而另一部分学生认为电解质溶液导电能力的强弱由自由移动离子浓度的大小决定，离子浓度越大，导电能力越强。

学生紧扣问题进行实验设计，验证猜想;教师引导学生根据实验现象（盐酸的灯泡较暗，醋酸的灯泡较亮）揭示本质（电解质导电能力的强弱与离子浓度和离子所带电荷数有关。）

教师强调在同等浓度下，强电解质的导电能力比弱电解质的导电能力强，因为强弱电解质的本质区别是全部电离的电解质和部分电离的电解质;溶液的导电能力与自由移动的离子的浓度及所带电荷量有关，与强弱电解质无直接关系，因此强电解质不一定比弱电解质导电能力强;盐酸是强电解质，虽在水溶液中全部电离，但产生自由移动的离子极少，浓度也很小，所以导电性不如弱电解质醋酸。

设计意图：学生观点不同且有疑问时，允许“存异”，经亲自验证得出正确结论。鼓励质疑，增强学生的问题意识。

问题四：离子反应发生的条件有哪些？

学生根据教师写出的常见化学物质补全化学方程式

BaCl2+Na2SO4       _____________;

CuSO4+NaOH      _____________ ;

NaCO3+HCl        _____________;

NaOH+ HCl       _____________。

引导学生根据前边所学将能电离的物质“拆开”，有同学写错，及时指导改正。学生小组探究讨论，总结归纳出离子反应发生的条件有：生成沉淀、放出气体或生成水，反应总向着离子浓度减小的方向进行。

设计意图：在已有知识的基础上引导学生自己得出答案，抛出疑问，学生合作解决问题，加深对知识的印象，给学生机会，培养学生“发现问题-解决问题”的意识。

三、PBL在高中化学概念性知识教学中初步应用思考与启示

1.基于问题的研究性学习能够培养学生良好的综生合素质和学习能力，是一种高效的教学模式。它能够真正体现“以学生个体发展为目标，以培养学生创新能力为核心”的先进教育理念[3]。在一定的情境下，学生提出问题，围绕问题开展讨论，设计实验，进行探究。以问题为中心，学生为主体，学生有困惑时，教师及时指点迷津，进行有效指导，提出问题，讨论解决问题，体现了以问题为导向，以学生为中心，也响应了新程课改革的要求，坚持基于“素养为本”的教育理念达到高效教学的目的。

2.基于新课程改革对化学学科核心素养的要求，要求学生能发现和提出有探究价值的问题;能从问题和假设出发，依据探究目的，设计探究方案，运用化学实验、调查等方法进行实验探究;勒于实践，普于合作，敢于质疑，勇于创新[4]。因而对学生的創造性思维的培养是现在所有教师的共同目标，而学生创造性思维主要源于对问题的思考以及探索，而PBL模式是实现这一目标的有效途径。通过设置真实问题情境，引导学生提出问题，分析问题，最终解决问题。在学习化学概念性知识的过程中，引入PBL教学模式，使学生时刻都充满疑问，给概念性知识赋予了生命力，使学生对概念性知识不再那么反感和发愁，在轻松的环境中尝试理解和学习。最终提高学习效率，获得学习成就感。

参考文献：

[1][美]LindaTorp.Sara Sage著.刘孝群，李小平译，基于问题的学习——让学习变得轻松而有趣[M].北京：中国轻工业出版社，2004.II.63-64

[2]化学课程教材研究开发中心.普通高中课程标准实验教科书化学必修一[M].北京：人民教育出版社，2004：30-33

[3]马斌.基于PBL模式的信息技术教学初探[J].教学与管理，2012（36）：141-142

[4]中华人民共和国教育部制定.普通高中化学课程标准（2017年版）[S]. 北京：人民教育出版社，2018