PBL模式在中小学课程教学中的应用——以《学习平行四边形》为例

陈曦 宋泽鑫 张进宇

（河南大学 教育科学学院 ，河南 开封 475004）

PBL模式在中小学课程教学中的应用
——以《学习平行四边形》为例

陈曦 宋泽鑫 张进宇

（河南大学 教育科学学院 ，河南 开封 475004）

本文以培养学生探究学习能力为切入点，对在中小学课程教学中实施PBL教学模式进行了分析；以《学习平行四边形》这一教学内容为例，对如何实施PBL教学模式进行教学环节的设计，并对教学效果进行分析，为中小学课程教学改革和PBL教学模式理论研究提供一定的参考价值。

PBL教学模式；学习方式；教学设计

引言

在教育信息化的背景下，PBL模式（Problem-Based Learning，问题式学习）渐渐浮出水面，它是一种以学生为中心的教学模式，在教学活动中围绕问题开展各种学习活动，让学生在活动中主动思考、解决问题，围绕问题逐渐完善自身的知识结构体系，在解决问题的过程中，加深学生对知识理解的程度，从而增强对这个世界的认识。PBL，也叫基于问题的学习、探究性学习或基于项目的探究学习，区别于单纯的知识讲授和练习，而强调过程性学习和评价，是对于某一类专题或问题进行系统、长期的探索，采用行动研究和基于设计的研究等方法，把学习和实践真正结合起来，使课堂教学立体化和生动化。

PBL教学方法的研究是课堂教学的主动性研究，强调老师设疑，学生主动探索，变被动学习为主动学习，改变了由教师一次性讲到底的教学方式，发挥了学生的主观能动性，培养了学生的学习自觉性和强烈的求知欲望。同时，教师在指导学生进行建构学科知识体系过程中能够发挥自己的优势和特长，形成符合学科实际且具有个性特色的探索性教学模式，达到提高教师的教学水平，全面提升教师的教育教学效率目标。此外，PBL教学模式的实施还能更好地提高学生的综合素质。

一、PBL模式的相关理论及概念

（一）PBL教学模式简介

PBL模式是由美国神经病学教授贺华德・巴洛斯（Howard Barrows）在1969年于加拿大麦克马斯特大学首创。目前问题式学习已被广泛运用到各种科学教学中，并迅速成为国内外较为流行的教学模式。PBL教学模式基于现实世界，且以学生为中心，是专门针对学生不能学以致用的问题而提出的。该教学模式以提出问题为基础，要求各种教学活动，是在教师指导下，按照学习小组的形式，围绕问题进行学习、交流。它要求问题的设计要切近现实世界的实际问题，能充分激发学生的学习热情，增强学生的学习动机，培养学生的实践动手能力和批判性思维能力，充分调动学生的主动性和创造性。[1]在培养学生的问题解决、人际关系等方面，PBL教学模式有着其他教学模式难以比拟的优势。通过上述分析，作者认为PBL教学模式可以定义为：它是一种引导学生从解决现实问题的实际出发，以问题为导向，通过小组合作的形式，主动分析、解决问题，并能将问题方案形成作品，最终获得解决问题的能力的教学模式[2]。

（二）PBL教学模式的主要特征

PBL教学模式有五大特征，各特征相互关联，形成一个有机整体，不可或缺[3]。

1.问题

问题是PBL教学模式的起点和中心，所有活动都围绕如何有效解决问题而设计、实施。从一个需要解决的问题开始学习，这个问题被称为驱动问题（driving question）。

2.解决某一问题的背景知识、技能

学生在一个真实的情境中对驱动问题展开探究，解决问题的过程类似学科专家的研究过程。学生在探究过程中学习及应用学科思想。

3.学习小组

根据问题的性质，教师、学生、社区成员以小组形式参加协作性的活动，一同寻找解决问题的方法，充分发挥个人智慧，共同协作解决问题。

4.解决方案

学生实施前要制作解决方案，以合作方式创制出一套能解决问题的可行产品（products）。这些又称制品（artifacts），是可以公开分享的成果。

5.团队精神

由于PBL教学模式强调学生的主体地位，教师要给予足够多的时间让学生进行问题探索，在问题的解决过程中，合作学习、自主学习等精神都会得到充分发挥。

二、实施PBL模式的教学设计

本文的PBL模式教学设计以小学数学几何图形课程教学为例。

（一）实施前的准备

PBL教学模式强调以小组协作为主要形式开展学习。因此，在教学实施前，需要教师对学生分组，在分组时要考虑学生的实际操作水平、性格特点等因素，按照异质分组的原则，参与指导小组的划分。教师在教学过程中要尽量结合学生的特点，从实际出发设计合理的问题情境，让每个学生都有锻炼和提高的机会。

（二）教学目标的设计

学习目标是学生学习的出发点，是学习的目标点，也是中小学生进行PBL教学模式后体现其具体成果的概述。教学目标可为教师提供分析教材和设计教学活动的依据，激发学生的学习动力，明确PBL教学活动的方向，同时方便教师对教学过程进行评价和修正，如表1所示。

表1 教学目标设计的分类实现[4]

（三）问题的设计

问题是PBL教学的起点，如何设计有效的问题对整个学习至关重要。对问题的设计要注意的事项有：一是按照教学目标，将教学内容转化成主要的几个问题；二是问题的设计最好与实际生活相关，这样更能激发学生学习的动力和热情；三是问题的难度要与学生学习的知识相符合，不能过于困难或容易；四是问题之间要有一定的内在联系[5]。

（四）学习活动的设计

在建构主义思想理论中，学生学习、发展的动力主要来自学生与环境的相互作用。学生在学习过程中的情感态度变化、认知发展都跟这种关系有关。PBL学习过程就是由一系列问题解决活动构建而成的，一旦问题解决了，整个学习活动也就结束了[6]。教师在设计活动时，应充分考虑以下三点：

1.活动目标的确定

在PBL教学过程中，实施的每一项活动都要设定相应的活动目标。学生根据目标进行自我调节、自我监督，教师则是根据目标来具体设计学生活动，恰当地对学生进行帮助。

2.活动内容的设计

PBL教学活动可以设计成问题分析、小组协作、问题解决、成果制作展示、评价反思等五个方面的活动。这五个活动互相合作，有机组成一个整体。

3.活动流程的设计

设计PBL教学活动流程是为了加强对学习活动的控制，确保学生在小组学习活动中做到有序、可控，有目的性。活动流程的设计一般包括活动及子活动的操作顺序，活动的总体流程，明确活动完成后，以何种形式展示活动成果。

三、PBL模式的实践应用及反思

（一）PBL模式的实践应用

1.对象及教学条件

为方便研究，我们选取的研究内容是小学基础课程中四年级数学课本的《学习平行四边形》一节，以这一学习内容展开PBL教学的具体实施过程。教学实践在开封市一所教学质量优秀且学生素质优良的私立学校求实小学四年级某班进行。我们邀请班级中有条件在家中上网的同学自愿报名参加，在经过认真分析之后,为了实验结果的准确性我们选取了七组家庭实施我们设计的学习计划。

2.实施过程

本次实验的实施时间为2014年11月—2015年4月，我们团队的几位大学生成员参与实施，并分别负责一组家庭教会学生如何使用我们的网站。在实施之前，为了确保实验的准确性，我们对学生的知识水平、性格特征、兴趣爱好都做了一定的了解。

3.创设情境，提出问题

要使学生积极参与，必须精心创设情境，引起学生深厚的学习兴趣，产生强烈的探究愿望，才能使他们的思维处于异常活跃的状态。我们的成员在设计课题时就认真考虑了学生的兴趣问题，并在小学老师的指导下反复修改。我们不仅要在PBL的模式中抛出让学生感兴趣的问题，还要基于小学生的自身条件，设计出动态的内容、引人注意的情境，从而吸引小学生的注意力。为此我们将平行四边形与梯形这一节分为平行、垂直、平行四边形的高、梯形、梯形的高这五个部分。

在实验中，教师要引导学生学会收集资料，并让学生在统一的网站——“群学网”分析资料、整理资料，在其中的讨论区与其他学生进行交流学习，比如讨论高楼大厦可以被拆分成一个一个的四边形，是否每个四边形都必须是平行四边形等问题。

4.小组协作，解决问题

教师引导学生通过网络、小组协作来解决问题，有普遍问题时也可以在“群学网”上直接联系在线教师，及时解决疑难问题。教师也可以通过该网站，把重点、难点进行统一演示讲解，尤其是二维图形变成三维图形的这个过程，教师一定要详细且缓慢地让学生了解到其中的变化。学生可以发挥自己的想象力，可以把大楼设计成不同的样子，可以用平行四边形，也可以用梯形。

5.成果展示，评价总结

根据调查结果组织学生进行成果展示，利用网络不仅可以和家长、教师分享自己的作品成果，还可以发给千里之外的小朋友观看。“群学网”中有个专门的讨论交流成果区“My Pad”，每个小组甚至每位同学都可以通过发视频、录语音等形式展示自己的学习成果及学习心得。这种方式一方面可以向其他学生展现自己，增强自己的信心；另一方面可以提出不同的意见或者建议，通过交流和分享稳步提升学习成绩；还可以认识更多新的朋友，扩大自己的朋友圈，扩张自己的视野领域。

6.实验结果及分析

小组成员对调查结果的数据进行整理和分析。首先是学生对“群学网”的使用情况统计调查，在我们几位成员的督促下，学生坚持在“群学网”上注册学习，参与课程学习，进行课下的线上活动，登录时间是对学生参与积极性的良好诠释，如图1。

图1 “群学网”网络课程登录时间长度统计表

对比后发现，2号、4号学生参与得比较积极，而5号、6号、7号学生则不太积极。接下来，对学生进行及时的深入调查、上门访谈，对教师授课的经验进行总结，深刻反思了这次实验的教学效果。统计、访谈分析结果如下：实施PBL教学模式的教学效果明显高于传统的教学模式,超过60%的学生表示比较喜欢PBL教学模式，有35%的学生表现的是“一般喜欢”，而只有不到5%的学生表示不喜欢PBL教学模式。

对于学生寒假前的期末考试成绩，我们做出了相应总结，与之前的成绩相比，学生成绩波动(即本章节的测验成绩的提高百分比）如图2。

图2 学生学习成绩波动幅度

在所有同学的试卷中，实验组的有关四边形的试题错误率不超过10%，所有小组成员都对PBL教学模式表示了极大的支持，10%的学生认为“基本有效”或“不太有效”。经过对上述学生的深入访谈，发现这些学生大多没有积极参与小组活动，登录“群学网”的总时长不超过3个小时。大部分学生认为通过PBL教学模式，加强与其他学生的交流对自己很有帮助，提高了上网学习的信心。

接下来对参加过PBL实验的学生进行其他方面的调查，发现积极参与活动的学生不仅学习能力提高了，在其他方面也有进步。比如，在日常生活中解决问题的能力、与他人沟通交往的隐性能力也有显著提高。

小组成员的家访频率对学生的表现积极程度和分数提高也有影响，如表2所示。

表2 家访频率和学生支持度对成绩的影响

PBL教学模式的实施不能仅靠开发者，还需要教师、技术设备、家长的支持，缺少任何一个条件都会对学生的学习成绩产生影响。但是我们实验的结果是很积极的，PBL教学模式在小学的推广是有积极意义的。

（二）PBL教学模式在中小学课程教学中应用的实践反思

通过实施PBL教学模式后，实验班的学生有了很大改变，人际交往能力得到提升，师生关系、学生之间关系比以前更融洽，合作学习、协作学习深受学生欢迎，但是PBL教学模式实施过程中依然有很多实际问题需要改进和完善。

1.实施PBL过程中出现的问题

（1）学生的问题。要使PBL教学取得阶段性的成功，需要学生主动自学，积极探索，由于受固化的传统教学模式影响，许多同学无法立即从原有模式中跳出来，仍然要求教师一步一步地教他们怎么做，这样就违背了PBL教学模式的初衷。PBL教学模式要求学生是主体，自我探索科学世界，而不是教师带领着他们探索世界。如果没有意识到自己才是问题解决的主人，他们就不会享受到创新的快乐、分享的快乐。表3是对家长满意度的一个调查表，通过该表可以了解家长对我们进行PBL教学模式实验的态度。

表3 家长满意度调查表

大多数家长对我们的工作是支持的，希望孩子有一个与外界交往的机会，而且能认清在这个时代背景下我们的教育要面向信息化，希望孩子可以接受新事物从而获得更好的成长。但是也有一位家长认为让孩子过多地参与我们的在线沟通与交流，会使孩子过多接触网络，影响孩子的学习。我们与这位家长也进行了沟通交流，让他了解我们的出发点和目标，并使他理解和支持。

（2）教师的问题。PBL教学模式的实施，对教师的能力也提出了很高的要求。教师不仅是一个出色的活动管理者、指导者，在实施过程中要恰到好处地对学生进行引导、帮助，还要把握指导的度在哪里，不能越俎代庖、拔苗助长，一味地追求结果反而会使学生失去学习的乐趣。教师的信息素养和教学技能训练还不够专业和系统，教师对于信息技术和“互联网+”教育的认识停留在表面，教师的专业培训和职业技能的训练是需要长期有效地进行的。

（3）学习环境的问题。目前国内科技发展速度虽然很快，但是教育技术的发展速度依然与发达国家有不小的差距。仅从硬件上来看，大部分中小学都无法满足人手有掌上电脑或者电子白板等设备，受限于网络速度的差异，网络交流与数据传输都无法做到精确控制。家长对于平板学习和网络学习环境的认识不够深刻和科学，Wi-Fi设备和即时通信条件在公共场所和家中还不够普及，还不能让信息的传输畅通无阻，真正实现“Any where,Any time”的“互联网+”教育的学习方式[7]。

2.PBL教学模式课程实施中的关键问题

（1）问题是实施PBL教学模式的核心。问题设计的好坏直接影响着整个教学活动效果的好坏。设计出来的问题越真实、越切近实际，就越能激发学生的挑战性和学习欲望，学生的学习就会更加主动和热情。相反，问题设计得越简单、粗糙，学生为这些较容易的问题所花精力太少、热情不够，就无法达到应有的教学目标[8]。

基于项目探究的学习任务、问题或主题的设计是首要关键的问题，是不是符合该年龄阶段学生的学习兴趣和认知需求，如何选取能够激发学生潜能和探究意识的主题任务，是教学设计和教师共同关注和研究的课题热点。

（2）完善PBL网络化教学环境的构建。目前，大部分中小学配有专门的电子阅览室（计算机室）供学生上电脑课使用，但仅仅如此是无法满足PBL教学模式的硬件需求的，要有更多的网络平台、更多的电子设备、更多的PBL研究的人才，才能建立良好的PBL网络教学环境。为此，学校方面要多做一些努力，尽量先完善自身的教学配套设备。另外，为实施PBL教学模式编写的教材实在很少，教师想要研究就必须承担风险，投入大量时间，一旦成绩不理想，还会严重打击教师和学生实施PBL教学的信心。家长也应该树立正确的课下网络学习理念，提供课下自学和家长互动的良好网络物质条件，引导孩子在健康、绿色的网络协作环境中结交世界各地的朋友。

（3）增强学生的自主学习和合作意识。青少年的价值观和学习风格在循序渐进的形成过程中,因此需要引导他们的自主学习和合作意识,形成良好的习惯,培养团队精神，树立课外自学的正确理念，家长的督促和配合也必须贯穿于孩子的成长过程中。

四、结论

本文对《学习平行四边形》这一章节进行了PBL教学模式的设计和应用，通过收集资料，验证了PBL教学模式在此教学中实施的可行性、有效性，基本达到预期教学目标，分析了目前中小学课程教学中存在的问题、改革的方法，对如何有效地让中小学课程教学达到信息化时代的新需求提供了有益探索。

[1]彼得•法林.教学的乐趣[M].上海：华东师范大学出版社,2009. 80.

[2]任长松.探究式学习——学生知识的自主建构[M].北京：教育科学出版社，2005.50.

[3][5][8]Robert Delisle.问题导向学习在课堂教学中的运用[M].北京：北京轻工业出版社，2004.15.

[4][6]林奇贤.建构华人中小学的虚拟学习环境：群学网的理念与功能[D]. 台湾：台南大学,2013.

[7]谢仁恩. 网络环境下PBL在计算机文化基础中的应用与研究[D].长沙：湖南大学,2008.

（责任编辑 杜丹丹）

Research on the Application of Problem-Based Learning Model in the Curriculum Teaching of Primary and Secondary School—A Case Study of Learning Parallelogram

CHEN Xi,SONG Zexin,ZHANG Jinyu
(Institute of Educational Science,Henan University,Kaifeng,Henan,China 475004)

This paper takes the cultivation of student’s inquiry learning ability as the break through point and analyzes how to implement the Problem-Based Learning (PBL) teaching mode in primary and secondary school. Taking the teaching content Learning Parallelogram as an example, this paper analyzes the design of teaching steps in how to implement PBL teaching mode and also the teaching effect,which provides certain reference to the reform of primary and secondary school curriculum teaching and also theoretical research on PBL teaching mode.

PBL teaching mode;learning style;instructional design

G434

A

2096-0069（2016）01-0071-06

2015-08-28

本文系全国教育科学“十二五”规划2014年度国家一般课题“幼儿园教师信息技术应用能力提升路径及其实施策略研究”的阶段性研究成果（批准号：BCA140054），河南省教育科学学院2014年度青年科研基金“基于群学网的PBL探究性课程设计研究”（项目编号：2014-JKJJ-12）阶段性成果。

陈曦（1980— ），女，河南开封人，河南大学教育科学学院教育技术学讲师，研究方向为现代教育技术原理与应用；宋泽鑫（1992— ），男，河南焦作人，河南省软件外包园技术开发人员，研究方向为教育软件工程原理与开发；张进宇（1993— ），女，河南南阳人，河南大学教育科学学院教育技术学本科生，研究方向为教育技术学的理论与实践。