“基于问题式学习”在中学化学教学中的应用研究，本文主要内容关键词为：中学化学论文,教学中论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、课题的提出
我市初中自2002年秋季进入课改，初中化学于 2004年秋季使用课改教材，高中各科也于2005年秋季全面进入了课改。在中学化学教学中，如何更新教师的教育理念，在教师转变教学理念的同时，如何进一步认真研究过程、方法与知识技能间的关系；教学方式与教学内容间的关系；教学目标、教学的基本内容与学生学习方式间的关系，逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式的变革。如何培养学生各方面的能力，从而使其全面、和谐、可持续的发展等，都成为我们教育工作者极为关注和亟待解决的问题。鉴于此，我们积极尝试了“基于问题式学习在中学化学教学中的应用研究”。
二、研究的目的和意义
“问题式学习”强调以问题解决为核心，多种学习途径相整合，强调学习者之间的交流与合作。让学生围绕问题展开知识的构建过程。这与《基础教育课程改革纲要（试行）》的精神是一致的。“问题式学习”在国外并不是一种新的教学方式，自1969年美国医学教育改革先驱Barrows教授在加拿大的麦克玛斯特(McMaster)大学首先把这种新的教学模式应用到实际教学以来，越来越受到人们的关注和重视。
我国教育研究工作者从20世纪90年代开始大量介绍国外在该领域的研究，在化学教育领域，对“问题式学习”的研究刚刚起步。如何科学的将“问题式学习”应用于化学课程的不同形式，在“问题式学习”中如何进行适当的调整和完善，如何选择与应用各种媒体等都成为“问题式学习”研究所需要解决的重要内容。我们在应用“问题式学习”理论时，不照搬原创性的“问题式学习”的典型模式，而是对“问题式学习”的要素和特点进行梳理，按照课改的理念，结合学校的教学现状进行适当的调整，更好地利用它将课改的精神落实在课堂上。本课题的研究是建立在对新课程基本理念的理解和对化学教学的重新认识之上的，十分重视学习、借鉴和应用人本主义、多元智力、建构主义等教育心理学理论，注重理念更新，但重点不在理论创新，而是着眼于通过对化学课堂教学和活动课程的改进，更好地促进化学教学的发展，追求自主、合作、探究，实现教与学方式的变革，提供一套教学研究的资料。
三、课题研究的理论依据
1.建构主义学习理论
建构主义学习论认为：“学习是学习者主动构建自己知识的过程，学习者不是被动地接受外在信息，而是根据自己的经验背景，对外部信息进行主动选择、加工和处理，主动地去建构信息的意义。”建构主义教学观强调教学通过设计一项重大问题以支撑学习者积极的学习活动，帮助学习者成为学习活动的主体；设计真实、复杂、具有挑战性、开放性的学习环境与问题情境，诱发、驱动并支撑学习者的探索、思考与问题解决活动；提供机会并支持学习者同时对学习的内容和过程进行反思和调控。总而言之，建构主义重视学习活动中学生的主体性，重视学生面对具体情境进行意义建构，重视学习活动中师生之间和学生之间的“协作”，从而主张建立一个民主、宽松的教学环境。可见，“问题式学习”在很大程度上体现了建构主义思想，是一种与建构主义学习理论和教学原则相吻合的学习方式。因此建构主义理论为本课题提供了一定的理论依据和实践指导。
2.人本主义学习理论
人本主义心理学反对把人看作动物和机器，主张心理学应该是人化的心理学，强调研究人的本性和价值、尊严和自由、成就和潜能。人本主义学习论认为学习应是个人潜能的充分发展，是人格的发展，自我的发展。学习不是刺激与反应间的机械联结，而是一个有意义的心理过程，学习者了解学习的意义是非常重要的，也就是说，学习的实质在于意义学习。这种意义学习，不仅是理解记忆的学习，而且是指学习者所做出的一种自主、自觉的学习，要求学习者能够在相当大的范围内自行选择学习资料，安排适合于自己的学习情境。这种意义学习，包括了价值、情绪的色彩，涉及的是整个人而不是单纯认知成分的参与，而且这种学习以个体的积极参与和投入为特征，是一种自发、自觉的学习，是从自我实现的倾向中产生的一种学习，学习者可以自由地去选择，实现自己的潜能，获得自己更充分的发展。
人本主义学习论为“问题式学习”的研究奠定了人文基础，它让人们看到培养学生的各方面能力必须以其主体性的发挥为前提，只有尊重学生的主动性和独特性，给予自我实现、发挥潜能的机会，学生才能够获得发展。
3.化学课程标准
《全日制义务教育化学课程标准（实验稿）》和《普通高中化学课程标准（实验）》（以下简称“新课标”）是本课题研究的重要理论依据之一。“新课标”中指出：“通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学研究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科学探究意识，促进学习方式转变，培养学生的创新精神和实践能力；从学生已有的经验和将要经历的社会生活实际出发，帮助学生认识化学与人类生活的密切关系，关注人类面临的与化学相关的社会问题，培养学生的社会责任感、参与意识和决策能力；为化学教师创造性地进行教学和研究提供更多的机会，在课程改革的实践中引导教师不断反思，促进教师的专业化发展等”。“基于问题式学习”的教学从情境的设置、问题的提出到问题解决之后的反思与自我评价，无一不在贯彻“新课标”的思想，处处体现学生的自主意识、参与意识、创新精神和实践能力，为提高学生的科学素养打下了坚实的基础，同时也为教师创造性的教学搭建了平台，使教师在“基于问题式学习在中学化学教学中的应用研究”中不断反思，从而促进了教师的成长与发展。
四、“基于问题式学习”课堂教学模式构成要素的探讨
中学化学教学中的“基于问题式学习”是指在教师指导下，学生投入到问题情境中，运用科学探究的方法（即学生用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家研究自然界所用的方法而进行的各种活动，包括观察、测量、制作、提出假设、进行实验、提出模型和交流、反思与修正）进行学习，主动获取知识，提高能力的实践活动。活动中学生学会发现问题、解决问题。在解决问题的过程中培养学生学习的兴趣，全面提高学生分析问题、解决问题的能力，培养学生的创新精神和实践能力，为学生终生的发展打下基础。因此，在中学化学教学中“基于问题式学习”课堂教学模式构成的要素包括：教学模式程序、主要教学环节、问题的设置和教师的作用。
1.教学模式程序
经过长期的教学实践和教改实验，我们初步建构了以培养学生的化学创新意识、精神、能力和解决实际问题的能力为宗旨，以指导型问题式学习探究为主要教学方法，以学生自我评价与反思为主要评价方式的“基于问题式学习”的教学模式。该教学模式程序如附图所示。
这种“基于问题式学习”的教学模式不仅关注学生“知道什么”，更关注学生“怎样才能知道”，在“让学生自己学会并进而会学”方面下工夫，通过学生的主动参与、亲身体验，促进学生对科学知识的动态建构。
2.主要教学环节
在以教师的教与学生的学之间相互促进为主要协同方式的上述教学模式程序中，要注意处理好以下的几个主要环节：
(1)创设情境，提出问题。
问题是“基于问题式学习”的起点和焦点，中学化学教师应根据教学目标和教学内容设计结构不良的(ill-structured)、开放的(open-ended)、真实的 (authentic)问题情境，如真实的事件、真实的现象等，尽量引出与所学内容相关的概念、原理等。问题情境的设置，常常使学生处于“心求通而不解”的状态，在强烈的求知欲的驱使下，他们的探究热情高涨，必然会取得良好的教学效果。教学情境的创设可以从情境因子、指导思想、创设原则、情境素材等多方面综合考虑，以期达到预期效果。
附图 基于问题式学习的教学模式
问题的生成是成功地进行“基于问题式学习”教学的重要保证。不能提出问题，“基于问题式学习”就无从谈起。教师可以利用实验器材、现代信息技术创设特定的学习情境。如观察、实验、案例分析、研究图片、阅读材料等，在教师的引导下，学生交流，提出问题。
如在讲授
内容时，首先给同学们展示了乐山大佛鼻翼发黑、佛容暗淡的照片，使学生产生问题：什么原因导致乐山大佛如此憔悴呢？真实的照片，生动的语言，立刻激发了学生的学习兴趣和探究欲望。
(2)分析问题，形成假设。
情境设置，提出问题环节只是提供了探究热情和动力，而分析问题、形成假设的过程则是学生进入实质性探究的开始。分析问题，形成假设在整个问题解决中起着至关重要的作用，它能为搜集、分析和解释信息提供一个大致的框架，能为后面的制定计划，验证假设提供必要的基础。能否提出假设或判断假设的正确与否，直接影响着整个问题解决过程的成败。因此在此阶段，教师要采用多种手段引导学生形成正确、合理的假设。特别是面对“结构不良”的问题时，如何进行整体的提取、整合和分析，为具体解决问题制定计划，形成假设，并在实施的过程中不断的自我评价和调整等。另外，教师还要组织小组学习，让学生进行合作、交流和讨论，强化学生对假设合理性的探讨。在此过程中能够切实培养学生获取和处理信息的能力、分析问题的能力、自主学习的能力和实践能力等。
如实践活动课“是否应该停止使用铝质饮料罐”，在创设了问题情境并提出问题后，组织学生讨论使用铝质饮料罐的利弊，让学生从不同的角度出发调查对此问题的看法，最后将所得的资料进行整理、汇总，形成最后结论。在这个过程中，学生首先要分析需要搜集哪一类资料，从何处获取有关的资料以及现实中专家解决此类问题的探索过程等。
(3)制定计划，验证假设。
在问题解决的过程中，对于先前所提出的假设，必须通过实践进行证实或证伪。为使验证假设的实践能顺利而有效地进行，必须精心设计方案，制定计划。制定计划是“基于问题式学习”的重要环节，是假设的具体化和程序化。
验证假设是基于问题式学习中问题解决的关键。在此教学过程中，教师和学生的互动进入深层次的协作，学生在解决问题的过程中可能会发现一系列需要解决和验证的问题，这正是基于问题式学习所强调的以学习者为中心的主动性、开放性、探究性学习。解决问题并不是目的，它只是一个过程，学生通过解决问题来学习新的知识。教师必须努力做好基于问题式学习的指导者，进一步促进学生的自主探究和协作交流，发现和暴露学生在学习重点、难点内容时存在的障碍、困难，及时引导、分析、讨论、解决。在学生自主探究过程中，教师要注意引导学生将各自的猜想、假设、实验方案或得出的结论进行交流，比较各人或各小组的探究过程和思维过程，从中获取成功的经验和失败的教训，使学生自己的思维过程更趋合理。
(4)得出结论，进行反思。
反思是整个问题解决过程中的一个重要环节，它贯穿于探究活动的全过程。在探究活动中，学生要对问题的表述是否科学、提出的假设是否被事实与证据所证实、设计的方案和计划是否有效、收集的证据是否准确真实、给出的结论是否正确等进行反思与评价。不断反思与评价，能够使问题解决过程少走弯路，提高科学探究的效率。如化学反应速率一课中提出“如何定量地比较反应快慢？”并针对“镁条与不同浓度盐酸的反应的快慢”的问题，如何设计实验，通过数据，定量地比较反应的快慢？学生通过思考、讨论、汇报，提出假设：测定单位时间内生成氢气的体积；测定一定量镁条消耗所需时间长短；测定密闭容器内气压增加的快慢；测定敞开体系质量减少的快慢……学生分组分工完成实验探究，记录并分析数据。利用所得数据绘制曲线。学生以小组为单位，进行数据汇报，适时点评得出结论后，提出“本实验中忽略了什么因素的影响？”培养学生思考问题的严密性与实验评价能力。
(5)应用、创新。
得出结论，并不等于课堂探究过程的终止，结论不是探究过程的完结，还应不失时机地让学生运用结论去联系实际，从而把问题探究的教学推入下一个高潮或更高的台阶，应用创新是在基于问题解决、归纳总结基础上，学生的认知呈螺旋式上升过程中的最高创造，在此过程中，学生在认识、反思的基础上，进行规律方法的应用，不断发现新的问题，解决这些新问题，从而提高了解决问题的能力，获得了成功的喜悦，激发了乐趣和自信。
3.问题设计
由于“基于问题式学习”教学是以发现问题、解决问题的逻辑顺序为主线，而不是以学科知识的逻辑顺序为主线来组织教学内容的，所以问题在“基于问题式学习”教学中占据重要地位，而问题设计自然成为课程内容设计的核心，成为完成“基于问题式学习”教学的要素之一。一个好问题能够随着问题解决的进行自然地给学生提供反馈，让他们能很好地对知识、推理和学习策略的有效性进行评价，并促进他们的预测和判断，但要做到这一点对于教师的专业素质要求很高。因此，我们中学化学教师在设计问题时必须做到以下几点：
(1)首先要确定学生需要获得的基本概念和原理。
(2)问题应该是结构不良的、开放的、真实的。
(3)这种问题要能够激发学生的动机，鼓励他们去探索、学习。
(4)问题能够随着问题解决的进行，自然地将答案反馈给学生。
4.教师在“基于问题式学习”教学中的作用
“基于问题式学习”教学模式落实得怎样，取决于教师的作用，在“基于问题式学习”教学中，教师的作用：一是问题的设置者，教师在备课中必须认真研究和设计问题，在教学过程中引导解决及在教学过程中根据学生的情况临时发挥。二是从教学的程序和环节的实施来看，要求教师是一个理想的指导者，而这个理想的指导者既是一个学科专家，又是一个指导专家。也就是说，基于问题式学习的指导者与传统的教师相比，要表现为更多促进，较少教导；更多指导，较少直接教给学生结论。一个胜任的指导者应具备两种基本技能，这就是学科能力和指导技能。因此，教师的作用主要表现在以下几点：
(1)设置问题，以完成教学过程。
(2)指导学生的工作，包括提供反馈，就学生的推理过程进行提问和启发，鼓励他们对信息的批判性评价，帮助学生在问题讨论中协调、整合基本知识与实际技能，适时点评等。
(3)支持学生的积极互动，鼓励学生对学习过程的控制调节，建立良好的合作探究、学习交流的关系。教师作为促进者，广泛了解大家对问题的理解，看学生的理解是否一致，以此来培养批判性思维。另外，教师还要示范如何对自己的推理和理解技能进行自我评价的技能。
(4)注意和学生的情感交流，达到“润物细无声”的作用。
五、课题引发的思考
1.“基于问题式学习”教学与“动态生成”教学观的结合
“基于问题式学习”教学的开放性决定了教学过程是一个“动态生成”的过程，因此，应与“动态生成”教学观紧密联系。所谓“动态生成”教学是指课堂中不能机械地按预设的思路教学，而应根据学生学习的实际情况，由教师灵活地调整，生成新的超出预设的教学流程，使课堂处在动态和不断生成的发展过程之中，以满足学生自主学习的要求。“动态生成”教学观强调师生互动、生生互动的动态生成状态，比较重视问题的产生与解决的过程的揭示，这样的动态课堂将有利于“基于问题式学习”教学的有效开展。
2.“基于问题式学习”教学与教学观念转变的结合
“基于问题式学习”教学强调问题的真实、复杂、开放和结构不良等性质，强调学生的自主探究和问题形成和解决的过程，这与我们当前进行的新课程改革的要求十分吻合，以此作为平台，对转变一些教师的教学思想、观念是十分有益的。
3.“基于问题式学习”教学与教师能力培训的结合
从现有的实践层面来看，教师能力与“基于问题式学习”教学关系密切，强调教师能力的多维性。实践中教学能力不强的教师难以开展“基于问题式学习”教学，致使目前“基于问题式学习”教学主要由各年级的骨干教师来实施。所以，从另一方面来看，“基于问题式学习”教学的过程完全可以成为培养教师教学能力的一个有效平台。