基于问题的学习(PBL)在初中科学拓展课程教学中的应用研究.doc

基于问题的学习（PBL）在初中科学拓展性课程教学中的应用研究 -以“探究影响种子萌发的外界条件”为例一、 初中科学拓展性课程教学现状。1、拓展性课程的提出。针对现行中小学课程统一学习内容过多、过分强调共同基础、对学生兴趣培养和个性发展重视不够的弊端，浙江省早在2015学年开始选择部分学校启动深化义务教育课程改革，下发关于深化义务教育课程改革的指导意见，首次把义务教育课程分成基础性课程和拓展性课程两类，在培养学生兴趣特长的同时，给学校、教师和学生“松绑”，减轻学生课业负担。基础性课程指国家和地方课程标准规定的统一学习内容，拓展性课程指学校提供给学生自主选择的学习内容。如何为每一位学生提供适合的课程和适合个性的教育，使每个学生得到全面而有个性的发展的拓展性课程就显得尤为重要。2、初中科学拓展性课程教学的困惑和瓶颈。随着新课程改革的的不断深入，教师对课改理念有了一定程度上的认识。目前，浙江省大部分中小学校都积极开设了形式多样的拓展性课程，内容涉及面广，教学教法多样化，学生对拓展性课程的评价也颇高。相对于一些条件有限的农村初中，实验性示范性初中、省市区城区学校在拓展性课程的开发和研究中取得了一定的成绩，积累了一些课程开发的经验，起到了很好的引领和表率作用，教师的教育理念得到了空前的发展。但是，由于中考升学压力的影响，以“灌输”式和“填鸭”式的传统教育方式仍然存在，如八下科学中探究光合作用条件，原料和产物时，由于实验时间和条件限制，教师还是在课堂上讲实验的注意点和要求，看视频得出实验结论，无法真正实现对学生创新思维和实践能力的培养。为此，我们急需一种既能突破传统课堂教学模式的束缚，揭示学科科学本质，又能培养学生批判性和思维性能力的教学模式应用于科学拓展性课程教学中。3、初中科学拓展性课程未来教学模式-创设自主学习环境、培养学科核心素养。初中科学课程是一门以实验为基础的自然学科，目的是培养学生的科学核心素养。它主要以“观察、实验、探究”为学习方法，提倡“自主、合作、探究”的学习方式。因此，在初中科学拓展性课程的教学中，采用基于问题学习（PBL）的教学模式可以优化教学，调动学生学习的主动性和积极性，培养学生自主学习的能力。通过基于PBL的初中科学拓展性课程的实践，不但能够培养创新型的教师，而且让学生带着问题去学习，使学习变得具有探索性、主动性。二、基于问题的学习（PBL）教学模式简介1、PBL教学模式的涵义。“基于问题的学习”（problem-based learning,PBL）作为一种教学模式，从一个需要解决的问题（被称为驱动问题）开始学习，学生在一个真实的情境中对驱动问题展开探究，通过小组合作和自主学习，以解决问题为目标，形成解决问题的技能和自主学习、探究能力。与传统的以学科为基础的教学法有很大不同，PBL 强调以学生的主动学习为主，而不是传统教学中的以教师讲授为主； PBL 将学生与学习的任务或问题挂钩，使学习者投入于问题中；它设计真实性任务，强调把学习设置到复杂的、有意义的问题情景中，通过学习者的自主探究和合作来解决问题，从而学习隐含在问题背后的科学知识，形成解决问题的技能和培养学生自主学习的能力。PBL教学模式不仅符合新课程改革的需要，也符合当前新时代创新型人才培养的需要，是对传统教学模式的很好的补充和改良。2、PBL教学模式的理论基础。PBL教学模式的核心理论基础是建构主义，提倡情境性教学。建构主义认为，学习者的知识是在一定的情境下，借助他人的帮助，如人与人之间的协作、交流、利用网路信息等等，通过意义的建构而获得的。理想的学习环境应当包括情境、协作、交流和意义建构四个部分。学习环境中的情境必须有利于学习者对所学内容的意义建构。教师在教学设计中，创设有利于学习者建构意义的情境是最重要的环节或方面；协作：应该贯穿于整个学习活动过程中。教师与学生之间，学生与学生之间的协作；交流：交流是协作过程中最基本的方式或环节。其实，协作学习的过程就是交流的过程，在这个过程中，每个学习者的想法都为整个学习群体所共享。交流对于推进每个学习者的学习进程，是至关重要的手段；意义的建构是教学活动的最终目标，一切都要围绕这种最终目标来进行。与认知主义不同，建构主义更提倡学生学习的主动性和主体性。所以，教师在教学过程中应该为学生创设一定的具有真实意义的问题学习情境，帮助学生不断通过学习，实践进行有意义的知识建构。 3、PBL教学模式的教学流程图示。合作探究、解决问题分析问题、建立假设创设情境、提出问题建立小组、明确任务交流探讨、汇报成果评价总结、拓展提高在拓展性课程的教学和设计上，基本上都可以按照上面的流程图操作，但是根据学生的学习能力和不同的教学内容，可以适当的调整和补充。三、PBL在初中科学拓展性课程教学中的应用-以“探究影响种子萌发的外界条件” 教学为例。为了向大家展示初中科学拓展性课程PBL教学的整个过程，下面以“探究种子萌发的外界条件”为例介绍。探究种子萌发的外界条件是浙教版初中科学七下第1章第4节内容，教材中安排了探究性实验，但是由于上课时间有限，教师往往采用视频和PPT讲解相结合的教学方法给学生上课，直接让学生得出实验结论，但学习效果不太理想。所以笔者根据PBL的教学流程，结合学生的背景知识和实际情况，把这个探究性实验作为拓展性课程的案例。为了合理利用时间和培养学生的自主学习能力，教师通过自拍微视频，包括（1）探究性实验的基本步骤和控制变量法。（2）设置对照实验的基本方法（3）创设情境，提出问题（4）电子实验报告单的基本格式、要求等。让学生在家自主学习微视频和网上查找相关资料，小组合作探究、课堂成果展示、讨论、研究的方式完成拓展性课程的学习。1、建立小组、明确任务。按照PBL教学的理念，将全班32位同学分成8个小组。每个小组由不同层次的四位学生组成。自主选举一位组长：科学成绩优秀，有较强的组织能力和语言表达能力，负责协调小组实验探究的各项事宜。小组合作学习的分组策略：每组人数不宜太多，可以按照不同维度对学生进行分组。PBL适于小班化教学，有利于教师进行有针对性的指导，使小组合作学习效率达到最优化。根据拓展性课程要求，教师要求小组组长给每位同学分派各自任务。2、创设情境、提出问题。教师创设问题情境（由微视频提供）:老师有一次将几粒桃子骨头仍在了学校教学楼后面的学生试验田里，过了一段时间，居然长出了几颗桃树。问题：种子是否随时随地能萌发呢？种子的萌发需要怎样的条件呢？让学生思考。教师提出的问题策略：（1）问题的来源：可以来源于学生提出的问题；可以来源于网络；可以来源于日常生活；可以来源于成功的拓展性教学案例：如自制酸碱指示剂及应用等。（2）问题的难度：难度应根据学生的学习能力来提出。从初一到初三难度可以逐步提升。初一可以有80%的问题和教材内容紧密相联系，初二可以有50%和初三有30%是对科学教材知识的拓展。3、分析问题、建立假设。学生根据日常生活经验，想到种子在温暖、湿润、松软的土壤容易萌发。然后由小组内学生讨论、得出假设：适宜的温度、充足的空气、一定的水分的条件下，种子容易萌发。初一同学的实验探究能力有限，教师可以对小组对照实验的设计进行有针对性的课外指导，但是不能包办。教师可以引导学生对影响种子萌发的外界多个因素分解成单一因素，让学生分析单个因素对种子萌发的影响，进而引导学生设计相对应的对照实验，探究影响种子萌发的外界条件。实验可以在家里或开放实验室进行，种子有教师提供，实验器材由学生自己解决。4、合作探究、解决问题 每个小组根据自己设计的实验方案，进行实验探究。在这个学习阶段，小组的每个成员要精心实验，仔细观察实验的现象，并真实记录实验的成败，小组内讨论并分析实验过程中存在的问题，特别是那些没有萌发的种子是什么原因造成的。最好能够利用智能手机或IPAD拍下实验的照片或视频，以备汇报成果时能图文并茂，而且有理有据。5、交流探讨、汇报成果每个小组派代表进行小组拓展性实验探究的成果汇报，要求小组在汇报时把实验过程中的关键步骤和图片做成PPT，结合利用实物投影仪展示对照实验的设计。每个组汇报时间为5分钟，学生都把本小组最精彩的部分展示给了大家。特别是有同学在分析自己有两组实验的种子都没有萌发时，是因为两组种子都没有浇水。我就因势利导学生，当我们在设计对照实验控制变量时，一次只能研究一个变量，而且除了要研究的变量以外，其他条件必须相同而且要适宜。同学们还讨论了如何在实际中设计对照实验研究适宜的空气对种子萌发的影响。通过自己的亲身探究体验，同学们都明白了光照不是种子萌发的必须条件，因为种子在有没有光照条件下都能萌发。同学们还探究并讨论了有些种子外界条件都满足，但是没有萌发，是因为种子的胚处于休眠期或种子胚不完整。6、评价总结、拓展提高对拓展性课程学习的评价不仅要注重对学习成果的评价，更应该注重学生学习过程的评价，包括学生的参与度、交流与合作能力、自主学习能力、实验探究能力等的评价。对评价应该遵循多维化原则：将学生自评、小组内学生互评、教师评价相结合的评价方式，努力使评价更趋于合理、公正、公平。四、PBL在初中科学拓展性课程教学中的促进作用。通过对学生课堂表现的观察和深入学生访谈了解到，PBL在初中科学拓展性课程教学中的取得了以下几个效果：1、 采用PBL教学模式，使学生自主学习能力和创新思维能力得到了有效提高。学生更加喜欢上科学课，更加喜欢通过拓展性课程来学习和补充课外科学知识。学生的学习更加主动，使学生的思维不断得到拓展。学生在课内和课外提出了很多有探究价值的问题。如在学习指南针为什么指南时，学生提出了磁体如果断了，那么它的磁性和磁场方向会变化吗？如何变化？为什么磁体断了以后按照原来方向很难拼合上？2、采用PBL教学模式，改变了教师的教学理念。尝试PBL教学模式使教师能够通过自己的不断努力学习，提高教学水平和创新能力，努力改变教学方式。教师不再只是知识的传授者，更是为学生提供个性化学习平台的帮助者。更加注重了课堂资源的动态生成，如有一位同学提出他把一粒种子的种皮剥掉了，种子没有萌发等。3、采用PBL教学模式，使拓展性课堂变得更加高效。 PBL教学模式采用是基于问题驱动的学习模式，主要采用小组合作讨论、实践、展示，这一过程的推进完全符合学习金字塔理论。PBL课堂活动遵循问题-探究-实践-反思的原则，使学生不仅拓展课本知识，更重要的是使学生的批判性思维能力、以及解决问题得以提高。五、初中科学拓展性课程教学过程中存在问题与困惑。1、国内关于初中科学拓展性课程的成功案例介绍比较少，教师们刚开始操作时有些难度，需要不断积累经验和案例。2