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谈PBL教学模式的组成与问题设计原则
摘要：在新课改背景下，找到一种符合课程标准的有效教学模式对构建高效的信息技术课堂是非常必要的。而在众多的教学模式或教学思路中，基于问题的学习(PBL)的教学模式有其特有的应用价值。本文阐述了PBL教学模式的组成与问题设计原则，并以高中信息技术《表格数据的处理》这一课例说明如何应用该模式。
关键词：PBL教学模式;问题;设计原则;组成
一、PBL教学模式
在PBL教学模式的研究历史中，俄国心理学研究者马秋斯金认为，人们对问题进行主动的探究可促使思维的形成，学生解决具体的问题后可表现出创新意识;他认为教学的本质是师生借助问题情境，剖析问题后发现未知信息的学习活动过程;教师设计的问题能够激发学生学习热情和认知需求，调动学生主动探究学习的积极性，而不是教师借助现有知识模式的呈现，间接影响学生在教学活动中自主探究学习。
PBL教学模式将教学内容和问题进行融合，借助真实的、复杂的情境呈现，让学生在问题情境中探究解决问题的方法，学生通过对问题的解决，学习融于问题中的知识，此模式突出学生的中心地位，注重学生个体的发展并提升其自主学习、小组合作和活动实践的能力，激发学生的创新精神。
二、PBL教学模式的组成与问题设计原则
(一)PBL教学模式的组成
1、问题
笔者认为问题的选择与设计要有可操控性，要选择与学生的生活、兴趣相关的问题，同时要注意以下几个影响“问题”的要素。
学生特性：高中学生活泼好动，自我意识比较强烈，但缺乏合作意识，受家庭教育的影响，学生的信息素养具有显著差异，呈现出个性与多元并存的特点。因此，相关问题的设计必须让学生的主观能动性得以激发，通过问题的解决促使学生的合作意识提升。
课堂实际：学生在课堂上的学习动力取决于问题，因此，问题的设计要立足于课堂实际，让学生可操作并能在课堂时间内完成，这样有助于教师对课堂的掌控。另外，信息技术课堂本身具有的网络学习环境对学生查找、处理、加工信息能力的提升有很大帮助。
关联性：一方面，“问题”本身应该来源于生活，关联生活;另一方面，由于高中阶段的学生在认知上表现出感性大于理性，并处于逐渐过渡阶段，基于这种认知特点，“问题”要走进学生的世界，关联学生的兴趣话题、生活实际，学生才能表现出强烈的学习主动性。
2、合作探究
合作探究通常以小组交流、相互讨论等形式进行，在实现信息共享的同时，引发学生之间、师生之间、学生与专家之间不同认知的碰撞和感情的交流，从而推动学生的内部认知的发展，调动学习的主观能动性。由于高中生具有独立意识强、合作意识弱的特点，独立完成问题的研究有一定的困难，学生可把自己的需求与他人进行共同探究，学生的合作探究是在无法达到其目标的情况下发生的，体现出临时性的特点。合作的过程中，学生会根据任务进行分工，从不同方面对问题进行了解。解决问题后解除合作关系，学生重新进行独立的思考，防止部分学生对小组产生依赖。
3、学习资源
学习资源能够在学生的学习过程中提供必要的帮助，是学生解决问题的有效助手，学习资源包括了硬件和软件的范畴，由于硬件资源受地域或学校条件的影响，有一定的制约性，软件资源作为学生问题分析的信息来源则起主要作用，因此，教师课前要对学生在问题解决过程中可能用到的资源进行预估，进而为学生提供有效的学习资源。需要说明的是，学习资源的选取要保证能够被学生及时地发现和利用，这些资源大致可包括以下几个方面。
识别问题的资源：作为教学活动的开头部分，识别问题的资源设计直接影响学生对教学目标的判定。此类资源可辅助学生对问题进行识别、理解、分析，引导学生从问题发生的环境视角对问题重新审视，识别问题的资源既包括与问题有关的视音频、图片、动画，也包括思维导图等学生的认知工具。
解决问题的资源：这类资源的设计在整个学习活动中起到桥梁作用，为学生的进步，最终解决问题提供了支架，能够避免学生走进误区，提高探究的效率。
交流问题的资源：学生沟通交流的过程不仅是交换观点，共享方法，更是思维方式的冲突转变，这类资源要能够帮助学生进行问题分析、资源共享，教师可利用学生熟悉的通讯工具、微博、以及基于网络的学习平台等，围绕学生的问题进行设计。
4、教学评价
形成性评价：学生的水平差异可以通过合作交流来弥补，但个别学生的伪观点可能会误导合作的小组，在PBL模式学习过程中进行形成性评价，教师可在第一时间得到学生的学习结果，并根据反馈结果及时引导学生进行修正，保证教学活动的正常运转。
总结性评价：从新课改下的三维目标角度看PBL教学模式是否有效，要通过对问题解决方案的实施情况及是否解决了学生的问题两个角度进行总结性评价，即对应用PBL模式后，学生学习结果的评价，包括教学整体目标信息和学生单元差异信息。具体可通过教师、专家、或开发评价工具对情境的设置、问题的设计、信息的集成、实施方案、学生作品等内容对PBL模式进行评估。
(二)PBL教学模式中问题设计的原则
笔者根据查阅的资料和课堂的实践经验，将问题设计的原则归纳为以下几点。
1、创新，引起学生兴趣
兴趣是学习的动力之源，教师要善于和学生交流，不局限于课堂，课后的沟通也很重要，这样有助于教师了解学生的兴趣爱好，从而根据学生情况有针对性地设计问题，而不是教师凭空想象学生感兴趣的问题。由于教材的更新较慢，信息技术更新很快，所以教材很难有学生感兴趣的热点问题，因此，教师要挖掘教材外的流行元素，用心设计问题，使问题富有创新意义。
2、富有生活化，理论联系实际
从学科思想上看，信息技术课程以培养学生实践能力、解决具体生活问题能力为目标，因此，学习活动不能脱离真实的情境，问题的设计要富有生活化。生活化的问题环境有助于学生的知识迁移和提取信息，以多媒体网络平台为依托的真实问题情境有助于引发学生兴趣，激发学生的挑战性，对学生产生激励作用，促进学生学习动机的转变，引发学生的认知冲突。
3、不偏离教学目标及内容
教师要保证学生应该学会的知识、技能等教学目标在所设计的问题中得以体现，要立足三维目标，反思如何将概念、想法、原理与问题更好地融合;要从学生的角度出发，对这些原理、概念的使用情况，学生能够收获多少，教学目标的达成度做出预判;要保证围绕目标和内容的资源是充足的、高利用率的;若涉及到学科的整合，必须明确学科之间的主次关系;问题设计的结构、情境要合理并为教学内容这个主题来服务。
4、设计非良构问题
认知弹性理论的观点是，能将知识应用到真实的情境中的相关领域皆可看做非良构的;这类问题通常源于真实的生活，必然有多种相悖的、彼此矛盾的想法或观点，也必然有多种解决问题的方法，而解决问题方法的产生并不受某个典型的策略制定过程的影响。因此，问题的设计要保证真实性和复杂性，要有一定的深度，非良构的问题可以激发学生的挑战性，能够锻炼学生迁移知识解决问题的能力，让学生通过合作讨论，以层层分析的方式解决问题，从而使学生的知识水平得到提高。
5、体现开放、自主的特征
问题的开放、自主特征与PBL模式倡导的探究与合作的思想是相符的，自主特征要体现在教师引导学生主动发现问题、分析问题，探寻问题的解决办法;而开放性特征要体现问题答案的多元性，尤其是对于信息技术学科而言，学生所拥有的解决问题的方式越多，越容易培养学生的发散思维和创新意识。
6、分层设计
祝智庭认为，在信息时代的背景下，对创新能力的要求更加突出，教育者们要深刻思考“老问题―新问题疑难题―发现问题”的模式如何在课堂中应用。虽然学生会因家庭、学校等因素表现出层次水平的差异性，但不管什么层次水平的学生都适用这一过程，每个层次的学生都存在待激发的创新精神，这一系列的问题解决过程体现的是分层并螺旋递进的学习方式。因此，教师要结合信息技术学科的特点，利用概念到原理递进的结构关系，在设计问题时为不同层次的学生提供“分层”的引导，达到以问引问、增强学生的问题意识。
三、PBL教学模式的应用课例
教学设计：表格数据的处理――身边的辐射。
(一)设计思路
信息技术课堂离不开生活，更不能脱离飞速发展的信息时代，科技高速发展的同时也带来了各种弊端，各种电器的辐射就是人们越来越关注的弊端之一。本节课以学生切身接触的手机、电脑、家用电器的辐射为主线，以一段手机辐射的视频实例引入，将生活实际和表格数据的处理结合起来设计系列问题，启发学生发现身边的问题，并能利用合适的工具分析问题和利用技术便捷地解决问题的思想，发现问题背后的价值观，呼吁学生关注生活，关爱生命。
(二)教学内容分析
本节课来自教育科学出版社出版的高中《信息技术基础》(必修)第四章《文本和表格信息加工》中的第二节《表格数据的处理》，具体教学内容分析如下。
数据的收集整理：数据的收集是数据分析的第一步，也是重要的一步。对原始数据进行整理尤为重要，以往的数据处理课上用到的数据基本上是教师已经准备好的完整的数据，这样很难让学生体会对原始数据的处理加工过程，所以采用让学生观察原始文档，提取数据，填入缺少部分数据的表格中。
数据的分析：数据分析是本课的重点，包括对数据进行计算、排序、筛选、分类汇总等基本操作及分析、挖掘数据背后所反映的问题。通过解决由家电辐射引出的相关问题，进而完成相关教学目标。
(三)教学对象分析
学生分析：本节课的对象是高一学生，他们已初步形成解决问题的能力，同时拥有极强的想象力，善于观察和发现新事物，能够进行一定的创新，但在信息技术课堂上，需要教师进行一定的引导与督促。
起始能力分析：在本节课学习之前，学生经过初中的学习储备了Excel的相关基础知识。
(四)教学目标分析
知识和技能：了解Excel的基本知识;知道怎样对已有数据的加工和再分析;理解数据分析的价值。
过程和方法：熟练使用计算、排序、筛选和分类汇总等数据分析技术。
情感态度和价值观：培养学生对数据的敏感度和分析发现意识，使其形成良好的信息加工习惯，认识到科技和人之间的关系。
(五)教学重难点分析
教学重点：学会计算、排序、筛选、分类汇总等加工数据的方法。
教学难点：以科学的数据分析思想，利用Excel对原始数据加工，从不同的角度挖掘数据背后的信息。
(六)教学方法
讲授、问题引导、讨论、探究。
(七)教学环境
极域电子教室、Excel。
(八)教学过程设计
1、创设情境，课堂引入
教师：提出问题，有哪些同学或你身边的人有在地铁或电梯中打电话的经历?
学生：表现积极，讨论的氛围很热烈，很多人表示亲身经历过。
教师：有报道称，在电梯和地铁中使用手机的辐射是平时的6-15倍，引发学生的思考：这是真的吗?
教师：播放中央电视台播出的验证视频。
学生：惊叹在这两种环境下打电话的辐射真的很高。
教师：进一步思考，我们家里的家电辐射大吗?哪些家电的辐射会大一些呢?
学生：微波炉、电脑、电磁炉、电视……
教师：大家的猜测对不对?我们先观察一下Word文档中的家电辐射信息。
学生：文档中家电信息有文字、数据，而且无序。
教师：那我们想到用什么软件把这些数据清楚的呈现出来呢?
学生：Excel软件。
2、初识回忆Excel
完成空缺数据，将“家电辐射、doc”中的相关电器辐射值填加到辐射情况表中。(让学生体会原始数据的收集过程)
将辐射情况工作表复制五份，分别命名为问题一、问题二、问题三、问题四、问题五、问题六(引导学生回忆工作簿――工作表――单元格之间的联系，培养分析整体和局部关系的思想)。
3、在教师的引导下，学生以自主或合作方式探究，对数据进行分析
问题一：以人体能接受的辐射量0、2ut为标准，如何得出各种家电的辐射量超正常值的倍数，如何快速查看倍数最多的?
学生：思考，讨论，有的直接在观察查找数据。
教师：引导学生思考，能不能把数学中的解题思想迁移过来?
学生：部分学生开始尝试找到编辑公式计算，附近的学生也在开始探究。
教师：走动观察学生的操作情况，及时记录学生操作中的问题。
学生：部分学生完成，并演示操作过程。
教师：引导学生总结在解决问题一时使用的计算方法技巧为公式法。
公式法：以“=”开头;以单元格的名称引用单元格的数据;注意单元格内的结果与编辑栏的对应关系;填充柄的使用。
自动计算，快速查看计算结果。
问题二：辐射量最大的电器是什么?
学生：利用自动计算很快得到答案。
教师：还有其他的方法吗?数学里最大值、最小值的计算有什么函数?
学生：思考，部分同学开始领悟，找到函数的计算，分组讨论解决问题。
教师：随时引导，观察学生操作情况，并做记录。
学生：演示结果。
教师：总结函数法。
单元格范围的选取;注意函数及其对应参数的说明。
问题三：辐射量前十位的电器有哪些?
学生：可以排序挑选出来。
教师：引导学生对数据进行排序的处理，同时观察，记录，引导学生总结，及时纠正学生的操作方法。
学生：总结排序：选取数据区域;设定关键字。
问题四：如辐射量在15ut以上辐射等级定义为5，10-15ut等级为4，5-10ut等级为3，1-5ut等级为2，0、2-1ut等级为1，0、2等级为0。
学生：可以直接在表格中查找并填写。
教师：如果数据少，可以这样做，那处理大量数据的时候呢?如果直接观察，利用软件解决问题的意义还有没有?
学生：思考和讨论。
教师：引导学生学会解决问题的思想，要处理的是部分数据，也就是说从所有数据中选出来目标数据，那和数据菜单有关的还有什么操作?
学生：在数据菜单中找到筛选，并实践操作。
教师：观察学生操作情况，引导，记录，总结。筛选等于删除吗?自定义筛选条件设定。
问题五：哪种类型的家电辐射的平均值更高一些?
学生：很难直接看出，筛选和排序无法做到。
教师：那我们看数据菜单中还有什么操作和数据有关。
学生：分类汇总。
教师：引导学生分组对数据进行分类汇总，组间对照点评。
教师总结分类汇总：
使用该功能时，一定要先按分类字段排序;
认识：分类字段;汇总方式;选定汇总项。
分层拓展内容：
问题六：以三口之家为例，假想一个场景，妈妈做饭，爸爸看电视，你在上网，可能涉及到的电器的总辐射值。
4、课堂总结，拓展延伸
通过对和家电辐射相关问题的解决，大家学会了利用Excel软件处理原始数据的思想和方法，进而得到数据背后的更具价值的信息。
延伸：家电辐射带来的危害有哪些，材料阅读，“家电辐射、doc”，启发学生关注生活，关爱生命的价值理念。
四、教学反思
本节课设计时采用PBL教学模式，和单纯的任务相比更能吸引学生，并且问题的设计来自实际生活，学生触手可及，也顺应新课改的理念。但教学过程中还要注意几个问题，有待改进。
(1)内容的设计要视学生知识水平情况而定，最好做课前的评测。如不能进行前测，则要根据学生完成情况增减，如时间不足，可将分类汇总作为思考作业，如时间充裕，可进行分层拓展内容。
(2)在设计学生获取原始数据的环节，空缺不能设置过多，达到让学生感受收集原始数据过程的目的即可，否则会让学生有压力。
(3)表格中的数据不宜过多，过多同样会让学生产生压力和困难感;要及时强调保存数据的重要性，即为什么要让学生复制6份表并分别重命名，也是对学生好习惯的培养和信息素养的提升。
(4)在教学活动中，一定要坚持学生的主体地位不动摇，避免讲授过多，重点还应放在如何引导学生形成良好的问题意识，激发学生的内驱力，使其产生解决问题的欲望。
五、结束语
笔者只针对PBL教学模式的组成和问题设计原则进行阐述，对模式的结构没有具体的呈现，因为模式的结构没有固定的形式，要根据具体情况变化，至于PBL模式的结构今后可作为单独一部分进行讨论。
PBL教学模式使学生由传统模式的学习向数字化学习模式的转变，对学生信息素养的提升有一定的促进作用。而问题设计的优劣决定了此教学模式的应用效果，教师要将重心放在问题的设计上，并在指导的同时，进行过程性评价;然而，要面对整个班级的学生，精心做好每一步，也是困难重重，势必会给教师的备课增加负担。因此，还需要教师在课堂中不断的实践和积累，探索和完善此教学模式，共同改进信息技术学科的教法。
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