PBL-TBL融合的化学学科育人路径探索

张勇 张志刚 鲁会爽

【摘要】义务教育新课程标准要求在中学化学教学中开展跨学科综合实践活动，培养学生的综合能力。然而面对教学新要求，传统教学方式弊端逐渐凸显。本文融合“PBL”“TBL”教学模式，深入探讨化学学科的育人普适性路径，并将该教學模式结合劳动教育融入到“蒸馒头”跨学科综合实践课程中，培养学生的化学核心素养，使化学学科育人落地生根。

【关键词】化学学科育人；跨学科教学；劳动教育；模型设计

义务教育化学课标中明确指出，要打破学科之间的壁垒，设立跨学科主题活动，优化课程内容结构，开展“综合性”“实践性”“跨学科性”的教育教学活动。在化学教学过程中以更宽泛的知识为背景，将化学知识转化为解决实际问题能力，培养学生化学核心素养和综合思维能力，展现从生活进入化学再走进社会的教育理念。与此同时也有学者提出“通过所有学科弘扬劳动教育，在德智体美活动中开展劳动教育，感受劳动之美，树立劳动最光荣的美丽观念”。化学教育应把握发展新契机“在劳动中学习化学，在化学中鼓励实践”促进劳动与化学教学相结合，倡导基于真实问题情境的跨学科综合实践教学。但跨学科综合实践活动在实际教学中还面临着教学方式单一、教师知识结构单调、活动资源匮乏、活动时间受限、评价体系缺乏等问题有待解决，笔者将融合“PBL-TBL”教学方式结合化学学科特点进行化学学科育人路径探索。

一、PBL-TBL教学模式分析

PBL（Problem-Based Learning）教学法是一种以“问题”为导向，以学生为中心的教学方式。“问题”教学法并不局限于课堂教学，鼓励学生围绕“问题”进行探究、验证、讨论，化被动学习为主动学习。以“问题”作为学习的主线，倡导多元化、自主化学习，培养学生探究、分析和解决问题的能力。TBL（Team-Based Learning）教学法是一种以“团队协作”为基础，教师讲授和学生讨论相结合的教学方式。围绕学生团体展开教学，基础知识和应用知识并重，化个体学习为集体学习。学生在团队合作中了解知识，又在团队协作中应用知识，提高学生集体荣誉感，互相促进增加学习机会和效率。既能在思想碰撞的过程中培养创新精神，又能提升学生的表达能力和人际交往能力。“问题—协作”融合教学区别于传统化学课堂，结合PBL、TBL两种教学模式的优势，将学习的主动权交到学生手上，同时教师角色也转变为小组协作过程中的“引导者”“把控者”“答疑者”。一方面采用课上课下小组协作的方式可以有效规避课堂时间不足的问题，通过讨论、合作做到对问题有准备、让思考有深度，摆脱学生面对教师提问毫无头绪、无从下手的困境，另一方面通过问题设置让学生能独立思考，让讨论有主题、有目的，问题与协作之间优势互补，强强联合有效推动化学课堂。

二、PBL-TBL教学模式流程设计

一是激发学习动机，结合化学学科特点创设情境。在情境创设过程中把握情境的真实性、启发性、知识性、育人性。如化学史情境—通过诗歌《石灰吟》引发学生思考，诗词的层层递进伴随着CO2的产生与反应，从化学视角看CaCO3在高温条件下发生了化学反应，产生的CaO与H2O再与CO2反应最终产生碳酸钙白色沉淀。以化学现象暗示诗人无所畏惧、忠心爱国的思想。以《淮南万毕术》一书中讲到“曾青得铁则化为铜”，利用Fe+Cu2+=Fe2++Cu的置换反应现象，揭示强金属置换弱金属的化学规律。将学生引入到金属冶炼学习情境，提升学生对化学学科的价值认同感和民族使命感。

二是确定主题问题为课堂活动定下主基调。明确课堂教学的知识、能力、素养目标，避免课堂出现空洞化、形式化的现象，再通过主题任务将学生天马行空的思绪拉进课堂活动中，在活动中展现化学学科协同育人的价值。

三是贯穿团队协作意识。在讨论过程中进行生生交流和师生交流，完成知识的输入和输出，提高学习效率的同时，建立团队之间的有效沟通。既能提高学生的思维和语言表达能力又能将不同知识结构进行批判、吸收、整合、优化，培养学生的团队合作意识和集体荣誉感，大大降低学习难度。把疑点难点放在团队中解决，通过集体智慧解决问题，增强学生在合作过程中的个人认同感。

四是设置梯度问题，激发学生的探索欲。由于化学的实验特点，设想—探索—验证也成为化学学习的主要部分，为避免浅尝辄止的探索就要在探索的过程中融入有效的问题梯度引导。如通过“84消毒液”生活情景，引导同学探究如1.“84消毒液”的主要化学成分？2.NaClO的性质？3.如何自制“84消毒液”？4.为什么84消毒液和洁厕灵不能同时使用等，培养学生主动观察、动手、探究、解决问题能力，在探究过程中落化学学科核心素养。

五是多元评价，促进学生能力提升。做到不以成绩作为评价学生的唯一标准，注重学生的可发展性、综合性、独特性，从不同视角采用不同评价方式和手段对学生进行多元评价，促进学生核心素养和个人能力的提升。实现化学教学求真求是、求善求美的最高目标，形成化学基本观念，发展科学思维和实践能力，养成科学态度和社会责任感。

三、PBL-TBL教学模式下开展化学主题跨学科综合实践活动案例

围绕九年级学生，以“蒸馒头”为主题进行实践设计，活动目标如下：使学生学会蒸馒头，促进学科知识和劳动教育的相互渗透，形成生活必备技能，提高学生的动手实践能力和劳动教育意识；将化学、生物、物理等学科知识和生活实际建立联系，搭建综合知识网络，培养学生的综合思维和深度学习的意识，提高学生问题解决能力；感受团队协作讨论带来的成就感，感受劳动美、人性美，增强集体意识和社会适应能力。

1.情境导入，激发学习动机

【视频资料】播放我国粮食发展、杂交水稻、杂交小麦发展进程视频。

2.确定问题，布置主题任务

【主题任务】（1）查找资料，总结中国粮食发展史；（2）探究蒸馒头过程中蕴含的科学知识；（3）学会蒸馒头。

【设计意图】从“素养线—知识线—能力线”开展教学。使学生体会粒粒皆辛苦的劳动价值，了解中华民族勤劳、坚韧的优秀品质和中华民族的历史文化底蕴，增强学生的民族使命感和国家荣誉感。同时使学生意识到知识与生活实际是紧密相关的，鼓励学生从生活现象中挖掘知識，建立综合知识体系，鼓励学生劳动实践，通过劳动创造美丽人生。

3.团队协作，设计实践方案

将学生4-6人分成一组，并设立组长督促和协调组员之间的互动、讨论及设计实践方案，通过书籍、网络、文献和请教长辈等方式进行信息收集，做到人人有话说、人人有看法、人人有意见、人人有困惑，最终将“蒸馒头”活动以方案设计的形式呈现给教师，做好跨学科实践活动的准备。小组成员合作蒸馒头体会劳动的乐趣，带着原理性知识在实操的过程中进一步加深对知识的理解，促进知识网络和综合思维的形成，学会将“知识—应用”转化为“问题—解决—应用”。增加提问环节，提问就是学习的开始，对操作中的问题产生疑问和好奇才能继续推动深度学习。

4.梯度问题，激发学生探索

问题一：馒头作为主食能为我们提供哪些能量呢？

环节任务：了解面粉的主要成分，结合教材与生活总结人体生存必备的能量物质。

【设计意图】培养学生从生物、化学等学科视角认识“馒头”内蕴含的糖类、蛋白质、维生素的知识，认识到食物的能量物质对人体发展的重要性。拓宽和加深知识的理解，增强对综合学科的价值认同感。

问题二：为什么和好的面团没一会就变的白白胖胖的？变大的面团短时间内也不会缩小？

环节任务：查阅资料，了解蒸馒头过程的发酵原理、了解面团的结构。

【设计意图】以生物发酵的相关知识为基础，从化学视角加深学生对发酵过程的理解。认识到发酵过程中有氧呼吸（C6H12O6+O22CH3CH2OH+CO2↑）和无氧呼吸（C6H12O6+O26CO2↑+6H2O）的化学方程式。查阅资料了解面粉和水混合过程中产生的网状面筋膜结构图，加深学生对结构和符号的理解，培养学生的化学观念。

问题三：你能说说蒸馒头时常用的发酵剂有哪些吗？

环节任务：对比、归纳总结不同发酵发酵剂。

【设计意图】建立化学与生活实际的里联系，合作归纳常见的发酵剂，了解泡打粉（NaHCO3、酸性物质）、小苏打（NaHCO3）法2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。酵母发酵法、老面发酵法。对比、分析、探究不同类型发酵方式蒸馒头的优势，从生活视角认识化学，培养学生的科学思维。

问题四：为什么老面蒸馒头制作过程中有酸酸的味道呢？

环节任务：了解老面发酵的原理、小组合作制作老面发酵馒头、使用手持pH检测仪测定发酵过程中面团的pH值变化，并绘制大致的pH变化曲线图。

【设计意图】老面发酵时C6H12O62C3H6O3、C6H12O6CH3CH2CH2COOH+2CO2+2H2↑、CH3CH2OH+O2CH3CH2COOH+H2O，所以发酵时产生了大量的酸，所以馒头有酸味，同时醇和酸发生酯化反应，产生特殊香味。通过手持pH技术，进一步科学探究验证，生活现象中蕴含的科学道理，培养学生的科学探究与实践意识，鼓励学生学会利用学科知识解决实际问题。

问题五：老面发酵会发酸，生活中如何解决该问题呢？哪种蒸馒头方式成功率更高呢？

环节任务：查阅资料和询问家长，探究其中的科学原理。

【设计意图】借助真实情境问题，回顾酸碱盐知识。探究“面碱”的主要成分，利用纯碱（Na2CO3）和酸性物质发生复分解反应的化学原理，中和老面发酵过酸的问题。总体性概括蒸馒头的实质，独立进行思考、判断、表达自己的见解，逐步形成完善的知识体系和利用综合视角解决问题的思路。

问题六：再探小面团到白馒头中的变化？

环节任务：观察馒头蓬松多孔的结构、分析蒸馒头过程中的能量变化。

【设计意图】结合物理、化学、生物的跨学科视角，在真实情境中感受物质的“变”。这个变包括能量的变：电能转化为水蒸气的热能。这个变可以是性质的变：高温的水蒸气使蛋白质失活，从而烹饪出蓬松、有嚼劲的馒头。这个变还可以是物质的变：发酵过程中化学变化产生的新物质。培养学生在大观念下认识物质的变化与守恒，形成综合知识体系。

5.成果展示，评价提升

学生的实践活动成果展示以PPT、小组汇报、视频等多种方式呈现，成果展示不仅包括馒头的成品展示也可以是某一原理的解释更可以是一篇有感而发的文章等。同时通过教师评价、组间评价、组内互评三种方式进行多元评价。教师评价包含信息搜集能力、方案设计能力、语言表达能力、实践动手能力、团结协作能力等五个方面，组间互评主要是针对小组成果展示的结果性评价，组内互评则为小组成员之间的奉献程度、学习态度、动手能力的过程性评价。

本文以蒸馒头活动为例，将“PBL-TBL”教学模式融入化学课实践活动过程，并阐述本法对于化学主题活动的引导和驱动作用，将化学教学从课堂拓展到生活，促进学生主动思考、深度学习。在合作收集信息、交流讨论、探究解决问题中，带着批判性意识看待生活中的俗语和经验，逐步形成化学观念和科学思维，提高学生的问题解决能力。在化学教学中渗透劳动教育，体会蒸馒头的劳动乐趣，既能提高学生的动手能力，又能使学生学会生活必备技能，在劳动中挖掘蒸馒头背后的原理性知识，促进化学、生物、物理等学科的融合，增强学生的探究意识，培养综合思维构建综合知识体系，展现化学学科协同育人的价值。

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（基金项目：本文系海南省十三五教育科学研究规划课题“基于价值性知识的‘1+X’化学学科育人教学实践研究”的阶段性成果，课题编号：QJY20201076）