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談PBL教學模式的組成與問題設計原則
摘要：在新課改背景下，找到一種符合課程標準的有效教學模式對構建高效的信息技術課堂是非常必要的。而在眾多的教學模式或教學思路中，基于問題的學習(PBL)的教學模式有其特有的應用價值。本文闡述了PBL教學模式的組成與問題設計原則，并以高中信息技術《表格數據的處理》這一課例說明如何應用該模式。
關鍵詞：PBL教學模式;問題;設計原則;組成
一、PBL教學模式
在PBL教學模式的研究歷史中，俄國心理學研究者馬秋斯金認為，人們對問題進行主動的探究可促使思維的形成，學生解決具體的問題后可表現出創新意識;他認為教學的本質是師生借助問題情境，剖析問題后發現未知信息的學習活動過程;教師設計的問題能夠激發學生學習熱情和認知需求，調動學生主動探究學習的積極性，而不是教師借助現有知識模式的呈現，間接影響學生在教學活動中自主探究學習。
PBL教學模式將教學內容和問題進行融合，借助真實的、復雜的情境呈現，讓學生在問題情境中探究解決問題的方法，學生通過對問題的解決，學習融于問題中的知識，此模式突出學生的中心地位，注重學生個體的發展并提升其自主學習、小組合作和活動實踐的能力，激發學生的創新精神。
二、PBL教學模式的組成與問題設計原則
(一)PBL教學模式的組成
1、問題
筆者認為問題的選擇與設計要有可操控性，要選擇與學生的生活、興趣相關的問題，同時要注意以下幾個影響“問題”的要素。
學生特性：高中學生活潑好動，自我意識比較強烈，但缺乏合作意識，受家庭教育的影響，學生的信息素養具有顯著差異，呈現出個性與多元并存的特點。因此，相關問題的設計必須讓學生的主觀能動性得以激發，通過問題的解決促使學生的合作意識提升。
課堂實際：學生在課堂上的學習動力取決于問題，因此，問題的設計要立足于課堂實際，讓學生可操作并能在課堂時間內完成，這樣有助于教師對課堂的掌控。另外，信息技術課堂本身具有的網絡學習環境對學生查找、處理、加工信息能力的提升有很大幫助。
關聯性：一方面，“問題”本身應該來源于生活，關聯生活;另一方面，由于高中階段的學生在認知上表現出感性大于理性，并處于逐漸過渡階段，基于這種認知特點，“問題”要走進學生的世界，關聯學生的興趣話題、生活實際，學生才能表現出強烈的學習主動性。
2、合作探究
合作探究通常以小組交流、相互討論等形式進行，在實現信息共享的同時，引發學生之間、師生之間、學生與專家之間不同認知的碰撞和感情的交流，從而推動學生的內部認知的發展，調動學習的主觀能動性。由于高中生具有獨立意識強、合作意識弱的特點，獨立完成問題的研究有一定的困難，學生可把自己的需求與他人進行共同探究，學生的合作探究是在無法達到其目標的情況下發生的，體現出臨時性的特點。合作的過程中，學生會根據任務進行分工，從不同方面對問題進行了解。解決問題后解除合作關系，學生重新進行獨立的思考，防止部分學生對小組產生依賴。
3、學習資源
學習資源能夠在學生的學習過程中提供必要的幫助，是學生解決問題的有效助手，學習資源包括了硬件和軟件的范疇，由于硬件資源受地域或學校條件的影響，有一定的制約性，軟件資源作為學生問題分析的信息來源則起主要作用，因此，教師課前要對學生在問題解決過程中可能用到的資源進行預估，進而為學生提供有效的學習資源。需要說明的是，學習資源的選取要保證能夠被學生及時地發現和利用，這些資源大致可包括以下幾個方面。
識別問題的資源：作為教學活動的開頭部分，識別問題的資源設計直接影響學生對教學目標的判定。此類資源可輔助學生對問題進行識別、理解、分析，引導學生從問題發生的環境視角對問題重新審視，識別問題的資源既包括與問題有關的視音頻、圖片、動畫，也包括思維導圖等學生的認知工具。
解決問題的資源：這類資源的設計在整個學習活動中起到橋梁作用，為學生的進步，最終解決問題提供了支架，能夠避免學生走進誤區，提高探究的效率。
交流問題的資源：學生溝通交流的過程不僅是交換觀點，共享方法，更是思維方式的沖突轉變，這類資源要能夠幫助學生進行問題分析、資源共享，教師可利用學生熟悉的通訊工具、微博、以及基于網絡的學習平臺等，圍繞學生的問題進行設計。
4、教學評價
形成性評價：學生的水平差異可以通過合作交流來彌補，但個別學生的偽觀點可能會誤導合作的小組，在PBL模式學習過程中進行形成性評價，教師可在第一時間得到學生的學習結果，并根據反饋結果及時引導學生進行修正，保證教學活動的正常運轉。
總結性評價：從新課改下的三維目標角度看PBL教學模式是否有效，要通過對問題解決方案的實施情況及是否解決了學生的問題兩個角度進行總結性評價，即對應用PBL模式后，學生學習結果的評價，包括教學整體目標信息和學生單元差異信息。具體可通過教師、專家、或開發評價工具對情境的設置、問題的設計、信息的集成、實施方案、學生作品等內容對PBL模式進行評估。
(二)PBL教學模式中問題設計的原則
筆者根據查閱的資料和課堂的實踐經驗，將問題設計的原則歸納為以下幾點。
1、創新，引起學生興趣
興趣是學習的動力之源，教師要善于和學生交流，不局限于課堂，課后的溝通也很重要，這樣有助于教師了解學生的興趣愛好，從而根據學生情況有針對性地設計問題，而不是教師憑空想象學生感興趣的問題。由于教材的更新較慢，信息技術更新很快，所以教材很難有學生感興趣的熱點問題，因此，教師要挖掘教材外的流行元素，用心設計問題，使問題富有創新意義。
2、富有生活化，理論聯系實際
從學科思想上看，信息技術課程以培養學生實踐能力、解決具體生活問題能力為目標，因此，學習活動不能脫離真實的情境，問題的設計要富有生活化。生活化的問題環境有助于學生的知識遷移和提取信息，以多媒體網絡平臺為依托的真實問題情境有助于引發學生興趣，激發學生的挑戰性，對學生產生激勵作用，促進學生學習動機的轉變，引發學生的認知沖突。
3、不偏離教學目標及內容
教師要保證學生應該學會的知識、技能等教學目標在所設計的問題中得以體現，要立足三維目標，反思如何將概念、想法、原理與問題更好地融合;要從學生的角度出發，對這些原理、概念的使用情況，學生能夠收獲多少，教學目標的達成度做出預判;要保證圍繞目標和內容的資源是充足的、高利用率的;若涉及到學科的整合，必須明確學科之間的主次關系;問題設計的結構、情境要合理并為教學內容這個主題來服務。
4、設計非良構問題
認知彈性理論的觀點是，能將知識應用到真實的情境中的相關領域皆可看做非良構的;這類問題通常源于真實的生活，必然有多種相悖的、彼此矛盾的想法或觀點，也必然有多種解決問題的方法，而解決問題方法的產生并不受某個典型的策略制定過程的影響。因此，問題的設計要保證真實性和復雜性，要有一定的深度，非良構的問題可以激發學生的挑戰性，能夠鍛煉學生遷移知識解決問題的能力，讓學生通過合作討論，以層層分析的方式解決問題，從而使學生的知識水平得到提高。
5、體現開放、自主的特征
問題的開放、自主特征與PBL模式倡導的探究與合作的思想是相符的，自主特征要體現在教師引導學生主動發現問題、分析問題，探尋問題的解決辦法;而開放性特征要體現問題答案的多元性，尤其是對于信息技術學科而言，學生所擁有的解決問題的方式越多，越容易培養學生的發散思維和創新意識。
6、分層設計
祝智庭認為，在信息時代的背景下，對創新能力的要求更加突出，教育者們要深刻思考“老問題―新問題疑難題―發現問題”的模式如何在課堂中應用。雖然學生會因家庭、學校等因素表現出層次水平的差異性，但不管什么層次水平的學生都適用這一過程，每個層次的學生都存在待激發的創新精神，這一系列的問題解決過程體現的是分層并螺旋遞進的學習方式。因此，教師要結合信息技術學科的特點，利用概念到原理遞進的結構關系，在設計問題時為不同層次的學生提供“分層”的引導，達到以問引問、增強學生的問題意識。
三、PBL教學模式的應用課例
教學設計：表格數據的處理――身邊的輻射。
(一)設計思路
信息技術課堂離不開生活，更不能脫離飛速發展的信息時代，科技高速發展的同時也帶來了各種弊端，各種電器的輻射就是人們越來越關注的弊端之一。本節課以學生切身接觸的手機、電腦、家用電器的輻射為主線，以一段手機輻射的視頻實例引入，將生活實際和表格數據的處理結合起來設計系列問題，啟發學生發現身邊的問題，并能利用合適的工具分析問題和利用技術便捷地解決問題的思想，發現問題背后的價值觀，呼吁學生關注生活，關愛生命。
(二)教學內容分析
本節課來自教育科學出版社出版的高中《信息技術基礎》(必修)第四章《文本和表格信息加工》中的第二節《表格數據的處理》，具體教學內容分析如下。
數據的收集整理：數據的收集是數據分析的第一步，也是重要的一步。對原始數據進行整理尤為重要，以往的數據處理課上用到的數據基本上是教師已經準備好的完整的數據，這樣很難讓學生體會對原始數據的處理加工過程，所以采用讓學生觀察原始文檔，提取數據，填入缺少部分數據的表格中。
數據的分析：數據分析是本課的重點，包括對數據進行計算、排序、篩選、分類匯總等基本操作及分析、挖掘數據背后所反映的問題。通過解決由家電輻射引出的相關問題，進而完成相關教學目標。
(三)教學對象分析
學生分析：本節課的對象是高一學生，他們已初步形成解決問題的能力，同時擁有極強的想象力，善于觀察和發現新事物，能夠進行一定的創新，但在信息技術課堂上，需要教師進行一定的引導與督促。
起始能力分析：在本節課學習之前，學生經過初中的學習儲備了Excel的相關基礎知識。
(四)教學目標分析
知識和技能：了解Excel的基本知識;知道怎樣對已有數據的加工和再分析;理解數據分析的價值。
過程和方法：熟練使用計算、排序、篩選和分類匯總等數據分析技術。
情感態度和價值觀：培養學生對數據的敏感度和分析發現意識，使其形成良好的信息加工習慣，認識到科技和人之間的關系。
(五)教學重難點分析
教學重點：學會計算、排序、篩選、分類匯總等加工數據的方法。
教學難點：以科學的數據分析思想，利用Excel對原始數據加工，從不同的角度挖掘數據背后的信息。
(六)教學方法
講授、問題引導、討論、探究。
(七)教學環境
極域電子教室、Excel。
(八)教學過程設計
1、創設情境，課堂引入
教師：提出問題，有哪些同學或你身邊的人有在地鐵或電梯中打電話的經歷?
學生：表現積極，討論的氛圍很熱烈，很多人表示親身經歷過。
教師：有報道稱，在電梯和地鐵中使用手機的輻射是平時的6-15倍，引發學生的思考：這是真的嗎?
教師：播放中央電視臺播出的驗證視頻。
學生：驚嘆在這兩種環境下打電話的輻射真的很高。
教師：進一步思考，我們家里的家電輻射大嗎?哪些家電的輻射會大一些呢?
學生：微波爐、電腦、電磁爐、電視……
教師：大家的猜測對不對?我們先觀察一下Word文檔中的家電輻射信息。
學生：文檔中家電信息有文字、數據，而且無序。
教師：那我們想到用什么軟件把這些數據清楚的呈現出來呢?
學生：Excel軟件。
2、初識回憶Excel
完成空缺數據，將“家電輻射、doc”中的相關電器輻射值填加到輻射情況表中。(讓學生體會原始數據的收集過程)
將輻射情況工作表復制五份，分別命名為問題一、問題二、問題三、問題四、問題五、問題六(引導學生回憶工作簿――工作表――單元格之間的聯系，培養分析整體和局部關系的思想)。
3、在教師的引導下，學生以自主或合作方式探究，對數據進行分析
問題一：以人體能接受的輻射量0、2ut為標準，如何得出各種家電的輻射量超正常值的倍數，如何快速查看倍數最多的?
學生：思考，討論，有的直接在觀察查找數據。
教師：引導學生思考，能不能把數學中的解題思想遷移過來?
學生：部分學生開始嘗試找到編輯公式計算，附近的學生也在開始探究。
教師：走動觀察學生的操作情況，及時記錄學生操作中的問題。
學生：部分學生完成，并演示操作過程。
教師：引導學生總結在解決問題一時使用的計算方法技巧為公式法。
公式法：以“=”開頭;以單元格的名稱引用單元格的數據;注意單元格內的結果與編輯欄的對應關系;填充柄的使用。
自動計算，快速查看計算結果。
問題二：輻射量最大的電器是什么?
學生：利用自動計算很快得到答案。
教師：還有其他的方法嗎?數學里最大值、最小值的計算有什么函數?
學生：思考，部分同學開始領悟，找到函數的計算，分組討論解決問題。
教師：隨時引導，觀察學生操作情況，并做記錄。
學生：演示結果。
教師：總結函數法。
單元格范圍的選取;注意函數及其對應參數的說明。
問題三：輻射量前十位的電器有哪些?
學生：可以排序挑選出來。
教師：引導學生對數據進行排序的處理，同時觀察，記錄，引導學生總結，及時糾正學生的操作方法。
學生：總結排序：選取數據區域;設定關鍵字。
問題四：如輻射量在15ut以上輻射等級定義為5，10-15ut等級為4，5-10ut等級為3，1-5ut等級為2，0、2-1ut等級為1，0、2等級為0。
學生：可以直接在表格中查找并填寫。
教師：如果數據少，可以這樣做，那處理大量數據的時候呢?如果直接觀察，利用軟件解決問題的意義還有沒有?
學生：思考和討論。
教師：引導學生學會解決問題的思想，要處理的是部分數據，也就是說從所有數據中選出來目標數據，那和數據菜單有關的還有什么操作?
學生：在數據菜單中找到篩選，并實踐操作。
教師：觀察學生操作情況，引導，記錄，總結。篩選等于刪除嗎?自定義篩選條件設定。
問題五：哪種類型的家電輻射的平均值更高一些?
學生：很難直接看出，篩選和排序無法做到。
教師：那我們看數據菜單中還有什么操作和數據有關。
學生：分類匯總。
教師：引導學生分組對數據進行分類匯總，組間對照點評。
教師總結分類匯總：
使用該功能時，一定要先按分類字段排序;
認識：分類字段;匯總方式;選定匯總項。
分層拓展內容：
問題六：以三口之家為例，假想一個場景，媽媽做飯，爸爸看電視，你在上網，可能涉及到的電器的總輻射值。
4、課堂總結，拓展延伸
通過對和家電輻射相關問題的解決，大家學會了利用Excel軟件處理原始數據的思想和方法，進而得到數據背后的更具價值的信息。
延伸：家電輻射帶來的危害有哪些，材料閱讀，“家電輻射、doc”，啟發學生關注生活，關愛生命的價值理念。
四、教學反思
本節課設計時采用PBL教學模式，和單純的任務相比更能吸引學生，并且問題的設計來自實際生活，學生觸手可及，也順應新課改的理念。但教學過程中還要注意幾個問題，有待改進。
(1)內容的設計要視學生知識水平情況而定，最好做課前的評測。如不能進行前測，則要根據學生完成情況增減，如時間不足，可將分類匯總作為思考作業，如時間充裕，可進行分層拓展內容。
(2)在設計學生獲取原始數據的環節，空缺不能設置過多，達到讓學生感受收集原始數據過程的目的即可，否則會讓學生有壓力。
(3)表格中的數據不宜過多，過多同樣會讓學生產生壓力和困難感;要及時強調保存數據的重要性，即為什么要讓學生復制6份表并分別重命名，也是對學生好習慣的培養和信息素養的提升。
(4)在教學活動中，一定要堅持學生的主體地位不動搖，避免講授過多，重點還應放在如何引導學生形成良好的問題意識，激發學生的內驅力，使其產生解決問題的欲望。
五、結束語
筆者只針對PBL教學模式的組成和問題設計原則進行闡述，對模式的結構沒有具體的呈現，因為模式的結構沒有固定的形式，要根據具體情況變化，至于PBL模式的結構今后可作為單獨一部分進行討論。
PBL教學模式使學生由傳統模式的學習向數字化學習模式的轉變，對學生信息素養的提升有一定的促進作用。而問題設計的優劣決定了此教學模式的應用效果，教師要將重心放在問題的設計上，并在指導的同時，進行過程性評價;然而，要面對整個班級的學生，精心做好每一步，也是困難重重，勢必會給教師的備課增加負擔。因此，還需要教師在課堂中不斷的實踐和積累，探索和完善此教學模式，共同改進信息技術學科的教法。
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