刘芮　王玲丽

关键词：初中化学实验;PBL教学模式;教学设计

化学是一门以实验为基础的学科[1]，随着新一轮课程改革的进行，实验教学作为国家课程方案和课程标准规定的重要教学内容[2]，对学生实践能力和创新意识的培养发挥着独特的作用。但在具体的化学实验教学过程中仍存在诸多问题，如实验教学设计缺乏系统性、教学方法缺乏科学性、教学过程难以兼顾理论与实践等。因此，在实验教学中，应选择合适的教学模式，将实验操作与学科知识、基本能力紧密结合，最大限度地发挥实验教学的作用。

笔者将项目式学习（Problem Based Learning，PBL）教学模式应用于初中化学实验教学中，以人教版九年级化学中的“金属资源保护”一节为例，在实践中提高学生合作学习的能力以及解决问题的能力，培养学生的创新意识，落实化学学科核心素养。

1PBL模式概述

PBL教学模式是指“学习者为了解或解决一个问题而进行学习的历程”[3]，是以问题情境为基础展开的教学，是Barrows为改善当时传统医学教育的弊端，于20世纪60年代提出的。

随着PBL模式的不断发展，不同学者对PBL模式具有不同的理解。国内学者会将PBL模式应用于普通的学科教育教学中，将其视为一种教学模式，认为PBL是通过提供给学生一种复杂的问题情境，使学生采取小组合作的形式解决问题，其目的在于培养学生合作交流能力和解决问题的能力。PBL教学模式以学生為本位，设有4个环节：（1）创设情境，提出问题。教师需要创设情境，引导学生发现问题、思考问题，激发学生的学习热情，可以结合实际案例，减轻学生的陌生感，为保证课堂教学的有效性奠定基础。（2）交流探讨，制定方案。要求学生以小组的形式收集资料、交流合作，进而制定实验方案，不仅能提高学生的各项能力，还能培养学生的团队意识和合作共享共赢的学习意识。（3）进行实验，分析结果。学生针对根据前两个环节的活动制定的方案进行实验，观察实验现象，分析实验结果，得出结论。（4）解决问题，总结评价。通过所得实验结论，解决实际问题，总结本节课的内容，多元评价，促使学生进步。笔者将其应用于初中化学实验教学，目的是更好地提高教学效果，激发学生潜能。PBL教学模式流程如图1所示。

2教学实践

2.1教材分析

本节课选自人教版九年级下册第八单元金属和金属材料的课题三，金属资源的利用和保护的第二课时。教材采用探究式教学设计，以“问题引入—活动探究—归纳总结”为主线，让学生自主设计实验并探究，充分发挥学生的主体作用，提高学生在常见的现象中发现问题、分析问题、解决问题的能力。从知识结构而言，本节课在“金属的化学性质”后学习，不仅是对已学知识的强化，还能为之后的探究学习作铺垫。

2.2学情分析

本节课面向九年级学生，在第一学期的学习中，学生已经掌握了一些学习方法，但是探究意识、合作意识和解决问题的能力都需要继续培养，很多学生还停留在“从表面看问题”这一阶段，无法独立提出问题和看待问题，也无法透过现象看本质。本教学设计注重联系生活实际，提出问题，引导学生深入思考。

2.3教学目标

（1）了解金属锈蚀的条件，知道防止金属生锈的方法。

（2）通过对铁制品锈蚀条件的研究，初步学会设计实验以及采用口头、书面等方式进行表述，并能与他人交流讨论。

（3）通过创设的情境，初步形成独立发现问题的能力。

（4）通过对金属腐蚀与防护的学习，知道金属资源的珍贵，逐步树立珍惜资源、爱护环境及合理利用资源的意识。

2.4教学重难点

教学重点为铁制品锈蚀的条件及防护;教学难点为对铁制品锈蚀的条件以及防护措施的初步探究。

2.5教学流程

2.5.1创设情境，提出问题

使用多媒体投影展示生活中常见的金属用品被腐蚀的图片，用扇形图显示世界上每年因腐蚀而无法投入使用的金属材料在金属年产量中的占比、各种金属矿物的储量及开采年限材料等资料。

教师提问：从所给资料中能发现什么问题？

学生思考后回答：每年人类需要从自然界开采大量的金属矿物资源，每年因腐蚀而无法投入使用的金属资源数量巨大。

金属材料已经融入生活的方方面面，推动着人类生产生活的进步。环顾周围的金属材料发现，金属的锈蚀随处可见，而金属材料作为不可再生资源十分珍贵，参照之前展示的各种材料，明白金属材料被腐蚀是一种极大的浪费，进而提出本节课主题在于探究铁制品的锈蚀条件，明确本节课目的是解决金属防护这一实际问题。

设计意图是从金属资源的珍贵及金属锈蚀的危害出发，引出探究主题。联系生活实际，能在提高学生课堂参与度的基础上，弱化学生对知识的陌生感，防止学生对新知识产生排斥心理，进一步强化化学这门学科的实用性。

2.5.2交流探讨，制定方案

教师组织各小组讨论，猜想铁制品发生锈蚀的条件。讨论5min后由小组代表发言。

小组讨论后，学生代表一认为：生活中常见的金属材料常暴露在空气中，在之前的学习中，认识了氧化反应，猜想金属材料的锈蚀是空气中氧气作用导致的。学生代表二认为：在平日清洗金属用品的过程中，若没有及时擦干，就会发现金属材料被锈蚀的情况，进而猜想金属的锈蚀是与水接触导致的。

教师引导学生思考商场里售卖的铁锅、铁铲等金属用品是否出现被锈蚀的情况，或者对比同样的铁架子在室内放置与在室外风吹雨淋的情况，引导学生进行猜想。

学生在教师的引导下提出假设：铁制品的锈蚀是水与氧气的共同作用导致的。总结提出的3种可能导致铁制品锈蚀的猜想，组织小组讨论，设计实验方案，由小组代表分享。

学生分享实验方案，例如步骤一，取一支干燥的试管，将铁钉放置其中。步骤二，取一支盛满水的试管，将铁钉放置其中。步骤三，取一支试管，取少量水，将铁钉的1/2放置其中。分享结束后，全体讨论并改进实验方案。教师在过程中要给予一定的指导，例如在实验方案的第一步中是否排除了水的干扰、第二步是否排除了氧气的干扰、实验方案中铁钉外部的杂质是否对实验有影响等。

最终确定实验方案：步骤一，取一根洁净的铁钉置于干燥的试管中，再在试管口塞上一团棉花，棉花上放一些干燥剂，最后使用橡胶塞塞紧试管口。步骤二，取一支盛满经煮沸迅速冷却的蒸馏水的试管，将洁净的铁钉置于试管中，并用橡胶塞密封。步骤三，将洁净的铁钉置于盛有部分蒸馏水的试管中，保持铁钉未完全浸入水中，并敞口放置。

提出假设是探究实验流程的第一步。学生小组合作探究，各抒己见，设计实验方案，能拓展学生思维。学生全体讨论实验方案，教师引导改进实验方案，共享成果，培养学生的合作意识与能力。

2.5.3进行实验，分析结论

在实验方案的指导下，各小组分工合作进行实验。本实验不同于其他實验之处在于实验时间跨度较大，需要教师提前一周进行实验，便于学生当堂观察实验现象，得出实验结论，保证课堂环节的完整度。另外，需要安排课时，对学生所做实验的现象进行分析，加强认知。

实验现象：试管①和试管②中，铁钉未生锈，试管③中，铁钉生锈，水面附近的锈蚀严重。

实验分析：对比①③号试管可知，铁钉生锈需要与水接触;对比②③号试管可知，铁钉生锈需要和空气中的氧气接触。

实验结论：铁被锈蚀的过程实际上是铁制品与空气中的氧气和水等发生化学反应的过程。

根据实验方案，小组合作交流进行实验，训练学生实验的综合能力，凸显本课题教学内容的重难点，培养学生分析问题的能力与态度。

2.5.4教学模式-解决问题，总结评价

通过实验，学生已经清楚铁制品锈蚀的原因，提问学生在日常生活中如何防止金属锈蚀以及防护的原理。

小组讨论后，举例防止锈蚀的措施：保持铁制品干燥、给铁制品表面覆盖一层保护膜、在金属表面镀一层其他金属等。防止铁锈蚀的原理：破坏铁制品生锈的条件，且只需要破坏其中一条，铁制品就不会生锈。

结合课前提供的材料，学生明白保护金属资源的必要性，通过实验探究，回答在日常生活中保护金属资源有哪些有效途径。

学生思考后，从防止金属腐蚀、回收利用金属、合理开采矿物资源等角度讨论保护金属资源的有效途径。

最后对本节课内容进行总结，对重难点进行强化。采取教师评价、自我评价、小组互评相结合的评价方式，从实验态度、实验操作技能方面进行评价。

通过分析实验结论，解决实际问题，让学生在学习过程中获得成就感，且在教师的引导下，采用多种评价相结合的方式，促使学生相互学习，构建客观公平多元的评价观，不断进步。

3结论与反思

在传统的实验教学模式下，学生的学习多是被动、枯燥的，这样的状态势必会降低实验的趣味性和学生学习的热情，使实验教学活动无法有效进行。利用PBL教学模式进行实验教学，激发学生对化学实验的热情，发挥教师主导、学生主体的作用，引导学生解决实际问题，鼓励学生大胆假设，通过合作学习积极探讨，分享观点，解决问题，进而构建学生独有的知识结构，实现各方面素质的提高。