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PBL 教学法在中学地理课程教学中应用对学生核心素养培养的效果研究论文

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2024-04-16 13:39:32    来源:    作者:hemenglin

摘要:文章以新疆墨玉县扎瓦镇第一 中学七、八年级共 414 名学生为研究对象,将其分为观察组和对照 组,观察组采用 PBL 教学法基于地理核心素养组织教学

  摘要 : 文章以新疆墨玉县扎瓦镇第一 中学七、八年级共 414 名学生为研究对象,将其分为观察组和对照 组,观察组采用 PBL 教学法基于地理核心素养组织教学,对照组采用传统教学法组织教学,一学期教学 结束后将两组学生的地理核心素养考试成绩进行比较分析,并以问卷调查作为教学效果的评价指标进 行实证研究,以期通过研究阐述 PBL 教学法如何促进学生发挥主观能动性,提升地理核心素养,结果发 现,PBL 教学法对学生地理核心素养的培养更具优势。

  关键词 : 核心素养;PBL 教学法;中学地理课程教学

  现阶段,新课程改革提倡“ 以教育者为中心转向以 学生为中心”的教学观、“ 以人为本”的学生观,以及素 质教育观,着重强调学生是学习的主体。PBL(Problem- Based Learning)是 19 世纪 60 年代美国神经病学家巴 罗斯教授创立的一种自主学习模式,为“ 问题导向学 习”或“基于问题式学习”[1] 。PBL 教学法强调以学生为 教学主体,倡导学生基于问题,通过自学、探究、讨论与 合作的方式主动发现并解决问题[2]。

  PBL 教学法最早在医学专业教育领域出现,主张 让学生围绕病人的病症去解决问题,强调学生整体思 维、主动探究、解决问题能力的培养,目前该方法已在 教育、建筑、法律、工程、社会工作学等领域得到广泛推 行[3] 。在地理学科中,各学者关注焦点主要集中于运用 PBL 教学法进行课程设计和 PBL 模式研究。教师在地 理课堂中应用 PBL 教学法,可增强学生的学习热情, 加深学生对知识的理解,帮助其实现学科知识的相互 融合,建立学习与未来、学习与生活的联系,从而全面 提高学生在真实情境中解决实际问题的能力[4]。PBL 模 式更强调学生对现实问题的主动探究,有利于培养初 中生的地理综合思维素养[5],且对高三复习来说也具有 很大的融合空间[6] 。相对于传统的教学模式,PBL 模式 更注重学生的主体性和评价的多元化, 是一种知行合 一的教学方法,符合初中生的认知规律,是培养地理综 合思维素养的有效途径[7]。

  目前,地理教育学者对 PBL 教学法的研究,主要 集中在模式探讨和课程设计上,对中学地理核心素养 教学效果的研究较少。地理核心素养主要包括区域认 知、人地协调观、地理实践力和综合思维等,是中国学生发展核心素养在地理课程中的具体化,体现了地理 课程在培育有理想、有本领、有担当的少年上的独特 价值 。我国的教育方针是以立德树人为根本任务,全 面推进课程改革,在这样的时代背景下,如何重新构 建中学地理课程的内容 , 探索新的教学方法和模式, 培养学生地理核心素养,是地理教育工作者所面对的 机遇和挑战 。基于此,文章以扎瓦镇第一 中学七、八年 级 414 名学生为教学对象进行实证研究,将其分为观 察组和对照组,其中观察组运用 PBL 教学法基于地理 核心素养组织教学 , 对照组以传统教学法组织教学, 最后对两组学生的教学效果进行评价分析 。本文旨在 通过实践验证 PBL 教学对地理核心素养的提升效果, 以期促进学生素质教育和地理核心素养能力的提升。

  一 、 研究对象和方法

  文章以新疆墨玉县扎瓦镇第 一 中学(以下简称 “ 第一 中学”)七、八年级 414 名学生为研究对象 。该校 创建于 2019 年,坐落于新疆维吾尔自治区和田地区, 办学宗旨为“推进基础教育的发展”。学校师生比约为 1∶ 10.学生男女比例约为 6∶4 。学生对地理课程兴趣较 高,但地理认知基础薄弱,且没有掌握合适的学习方 法,有待培养更良好的学习习惯 。近几年,第一 中学根 据新课标改革标准,以地理学科为例,为改进学生现有 学习状况及进一步提升其中学地理核心素养,尝试在 地理教学实践中推行 PBL 教学法。

  本文采用行动研究法和统计学分析法进行研究。 行动研究法是研究者亲自收集和观察数据,为提出验 证假说或理论假说,最终解决现实问题而展开的研究 方法[8] 。本研究以学生的地理诊断考试成绩为前测成绩,以一学期教学后的地理核心素养考试成绩为后测 成绩,对统计数据采用 t 检验,即用均数±标准差(s±d) 描述,P<0.05 表示差异有统计学意义。

  诊断考试是地方教育管理部门对学生特定时段学 习效果的过程性评价[9],地理试题的诊断功能是不可忽 视的,教师借助地理试题对学生地理核心素养等方面 进行诊断,有助于教育教学的开展。进行教学实践前, 以教学效果为单一指标,借鉴 PBL 教学模式在高中生 物教学中的教学实践“ 随机选为实验班和对照班,将高 一(11)班选为实验班,采用 PBL 教学模式进行教学”[10], 对七 、八年级全体学生进行地理诊断考试,满分 为 100 分,试卷结构围绕四大地理核心素养模块进行 匹配,各地理核心素养题目占比为 1∶1.统计七、八年级 地理诊断考试学生的得分占比,七年级成绩区间在(80. 100]、[70. 80]、[0. 70)的学生占比分别约为 3%、91%、 6%,八年级成绩区间在(80. 100]、[70. 80]、[0. 70)的学生 占比分别约为 5%、92%、3%,最终选取成绩区间[70. 80]的 192 名(七年级)和 222 名(八年级)学生作为研 究对象,核心素养各项得分用均数±标准差(s±d)描述。 分组考试为地理诊断考试,即以地理诊断考试作为分 组的依据,依照诊断成绩选取的学生按异组同质原则 分为对照组及观察组,对照组采用传统教学方法,观察 组采用 PBL 教学法。对两组的学生、教学教师及培训时 间等变量进行严格要求,以达到减少误差效果。将地理 诊断考试成绩作为前测数据,对照组和观察组无显 著差异。总共设立四个小组(兴趣小组),各年级小组人 数相同,其中①组为七年级观察组(96 人),②组为七年 级对照组(96 人),③组为八年级观察组(111 人),④组 为八年级对照组(111 人)。组内地理诊断平均成绩大 致相似,误差不超过 1(E≤1),授课形式为线下教学, 授课进程和内容一致。一学期教学实践结束后,采用不 记名的方式对七、八年级兴趣小组的学生进行地理核 心素养考试。共设计 20 道选择题,每题分值为 5 分,总 分为 100 分;将地理核心素养分为地理实践力、综合思 维、区域认知和人地协调观四个模块,每五题对应一个 模块 。数据收集过程中利用 Excel 对七、八年级成绩 进行排序、筛选,最终七年级兴趣小组共收集 192 份成 绩单,观察组①共 96 份,对照组②共 96 份;八年级的 兴趣小组总共收集 222 份成绩单,观察组③共 111 份,对照组④共 111 份。对于七、八年级兴趣小组地理 核心素养成绩,均利用数据 SPSS 26.0 进行统计分析 处理,统计观察组和对照组的误差绝对值,即预测 值-实际值的绝对值,发现结果均小于 1(E≤1),说明学生成绩数据具备准确性及可靠性。

  二 、 教学过程

  本研究中,观察组和对照组采用不同教学模式, 据此对学生核心素养培养效果进行比较研究。其中观 察组采用 PBL 教学模式,对照组采用传统教学模式。

  在中学地理课程教学中,PBL 教学模式在提高学 生的探究兴趣、培养学生的独立思考能力等方面起到 了积极作用,特别是在培养学生地理核心素养方面起 到了关键作用 。观察组用 PBL 教学法教学,教师按创 设情境、自主探究、交流探讨和巩固拓展四个环节进 行授课 , 即先围绕地理学科当节课内容提出问题,并 借助多媒体或其他手段创设与之相关的情境,接着将 学生分成若干个小组 , 要求学生先自主搜集资料,形 成地理观点,探究解决问题,然后在组内交流探讨出 详细的针对问题的解决方案(组内成员相互补充缺漏 和进行完善),锻炼有关地理问题的分析、解释能力 , 并表述和展示解决方案 , 以锻炼学生的地理综合思 维,最后由教师点评并予以拓展性的指导,从而促进 学生进一步巩固相关地理知识,有效培养其地理学科 核心素养,如图 1 所示 。 以教师讲授“青藏高原地区 ” 一课为例。首先,创设情境。教师根据青藏高原的自然 环境、生产方式及其风俗等,提出有关青藏高原地区 的气候、土壤等自然环境,以及交通、市场等方面的问 题 , 并借助多媒体手段创设出与问题相关的情境,激 发学生的学习兴趣,引导学生思考,并对青藏高原地 区人文环境进行深入分析 , 促使学生形成地理观点 。 其次,自主探究。教师将学生划分成五人一组的小组, 并要求学生先自主探究有关青藏高原地区的地理知 识,间接形成区域思维认知。再次,交流探讨。教师要 求学生以组为单位,对前述问题进行交流探讨,归纳 其主要的生态灾害及人为因素造成的地质灾害等 , 并整理出最终答案,由此使学生掌握青藏高原地区 的自然地理环境特征,同时促使学生逐步树立起保 护环境的观念,形成正确的人地协调观 。最后,巩固 拓展 。学生在交流探讨中往往会产生疑惑,这时就需 要发挥教师释疑解疑、点评指导的作用 。教师要鼓励 学生将课上地理学习拓展到课外,根据经典案例,立 足实践基础,进行实地调研考察,进而做到学以致 用,由此培养学生地理综合思维,使地理学科核心素 养培养落地。

  在采用传统教学方法的对照组内,授课时教师对 知识点和重点内容进行系统性的讲授。地理学科是一 门要求学生拥有一定理性思维的综合性学科。在核心素养背景下,教师要引导学生自主思考,从而培养学生 的思维能力。具体来说,教师要引导学生关注社会问 题,使学生利用自己所掌握的地理知识解决存在的疑 惑,并与之探讨相关的议题,使其在探索学习过程中发 表观点、交流意见、增长见识、明辨是非,这样不仅能够 对学生的地理逻辑思维进行锻炼,还能够使其形成强 大的社会责任感,为培养人地协调观打好基础 。同时, 教师引导学生绘制有关不同区域地形的平面图,使学 生最大限度地感受区域的特征变化,可培养学生的区 域认知能力。为进一步深化学生对地理核心素养的理 解,教师会着重在理论教学的基础上,尽可能地贴近学 生的生活实际,例如,对于“地球自转与公转引起的地 理影响”这一知识点,教师会将理论学习与典型案例结 合,并支持学生亲自感受其地理影响“对身边环境造成 什么样的变化”,以培养学生良好的地理实践力。

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  三 、 调查结果分析

  (一)整体教学效果评估比较

  对七、八年级对照组和观察组分别采用相同的试 卷进行考试,将七、八年级四个兴趣小组的地理核心 素养考试平均成绩,与随机分组前的地理诊断平均成 绩相比,可以发现,经过一个学期的地理核心素养教 学,各组成绩均有所提升,最低提升为 5.29 分,最高提 升 12.69 分。运用 PBL 教学法的观察组学生成绩提升 幅度明显高于对照组学生,七年级观察组学生地理核 心素养平均成绩比对照组学生高出 7.40 分,八年级学 生则高出 3.69 分 。具体如表 1 所示。知,四个兴趣小组地理核心素养考试成绩呈现出极点 两侧基本对称状态,且波动不大,符合正态分布的特 点 。其中,成绩在 80 分以上的人数均超过半数,说明 学生对课程知识点掌握情况较好。尤以运用 PBL 教学 法的观察组学生效果更为显著,七年级观察组学生成 绩为 80 分以上的人数占比为 89.58%, 比对照组学生 高出 23.95%; 八年级观察组学生成绩 80 分以上人数 的占比为 91.89%,比对照组学生高出 16.21%,如表 2 所示。

  (二)地理核心素养效果评价及结果检验

  PBL 教学模式可同时训练学生多种能力 。地理课 程要培养的核心素养是一个相互联系的有机整体。PBL 教学法的应用,可促进学生提升自学、交流、团队协作、 搜集资料等多种能力,切实提升学生地理核心素养。地 理核心素养考试各模块成绩比较结果如表 3、表 4 所 示,均通过 t 检验,差异具有统计学意义(P<0.05)。七、 八年级观察组学生与对照组学生相比,在地理核心素 养各模块中平均成绩均有显著提升,这说明应用 PBL 教学法,能有效促进学生掌握课程知识点包含的人地 关系,建立人地协调观,并通过感受区域情境和合作交 流等多种形式,学会采用区域认知和综合思维的方法, 分析和解决地理实践中的问题,提升了地理实践力。

  从七、八年级地理核心素养测试的四个模块来 看,学生首先在综合思维方面平均成绩较高,其次是 区域认知方面 。具体来说,相较于对照组学生,教师 运用创设情境 、分组讨论交流和问题思考等方法提 高了观察组学生对区域的认知和综合思维能力 。 同 时,在地理实践力和人地协调观方面,教师讲述地理 环境等相关地理知识时,从不同空间尺度、不同类型 分别设计情境、提出问题,让学生对人地系统从不同 要素的相互联系、时空变化进行思考,尤其是依托新 疆本地案例,让观察组学生了解绿洲生态系统的复杂 性和脆弱性,潜移默化地促进了该组学生对人地协调 观的认识及地理实践力的培养,进而增强了其热爱家 乡、热爱祖国的情感,逐步形成人类命运共同体意识, 间接提高了其综合成绩。

  (三)地理核心素养教学效果评价指标的设立及 论证

  问卷调查作为一种客观的统计处理方法,其调查 结果具有一定的代表性。故本研究以问卷调查作为教 学效果的评价指标,经地理核心素养考试后,针对每 组学生对地理核心素养各方面内涵的掌握情况进行 验证。随机选取第一 中学兴趣小组中观察组和对照组 的各 50 名学生为调查对象,分别发放问卷 50 份,有效 问卷共 100 份 。结果如表 5 所示。

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  通过调查问卷可以发现,对照组中能秉持正确人 地协调观的学生占比为 46%,观察组约为 92%;对照 组中能运用综合的观点认识地理环境的学生占比为 52%,观察组为 82%;对照组中能利用空间— 区域的 观点认识地理环境的学生占比为 64%,观察组为90%; 对照组中能在考察、实验和调查等地理实践活动中具 有良好的意志品质的学生占比为 76%,观察组为94%。 概言之,一学期教学结束后,两组学生均拓宽了地理 核心素养的内涵,且与对照组相比,观察组教师采用 的 PBL 教学法更有助于学生对地理核心素养的理解。

  四 、 讨论

  基于 PBL 教学在第一 中学的教学实践,本研究通 过四个环节的设计,激发学生兴趣、提升学生成绩。相较于传统的讲授式教学法,PBL 教学法对于学生地理 核心素养的培养更具优势 。 围绕地理核心素养的四 个模块进行 PBL 教学效果分析,具体表现在以下四个 方面。

  (一)PBL 教学模式发展学生综合思维

  中学地理新课标倡导促进学生地理核心素养能 力的培养及提升 , 对此,PBL 教学模式注重在课前预 习、课中学习及课后拓展中,充分发挥学生的主观能 动性;同时,对于教师,PBL 教学法能充分发挥教师作 为学生引导者的身份作用 , 即教师可以提前设置问 题、课堂积极引导思考,从而挖掘学生的学习潜力,激 发学生兴趣,提升学生的地理核心素养能力。例如,在 “ 海陆分布与海陆变迁 ”一课时的教学中 , 教师运用 PBL 教学模式,并根据综合思维的“ 要素— 时空—地 方”三个核心方面设计、导入海陆分布与海陆变迁的 情境,基于区域概念进行教学,以提出、分析、解决问 题为主线,让学生思考“海陆分布是怎样造成的、不同 板块运动方式会造成什么地理影响”等问题,促使学 生形成时空变化的动态性地理综合思维,最后教师再 对问题进行归纳总结。教师利用 PBL 教学模式将问题 导入及学生地理综合思维培养紧密结合,有助于促使 学生大脑自觉地建构知识体系,增强自身能力,形成 正确的地理思维,进而促进地理核心素养茁壮成长。

  (二)PBL 教学方式促进学生形成正确人地协调观

  教师要想在中学地理课堂中实施培养人地协调 观的问题式教学,就要紧紧围绕“人地关系”的问题设 计具有层次性的问题链条,不断地渗透人地观念的思 想与教学思路[11]。例如,以“长江黄河流域”为主题进行 教学时,中学地理教师可运用 PBL 教学方式,基于地 方区域,立足实践基础,并结合人与自然的关系,针对 人地观念设计一系列具有层次性的问题链,在关于长江黄河流域治理及开发问题上进行人地协调观的渗透 教育,教师提问的“修建三峡大坝对人地关系造成怎样 影响”等问题,由表及里、由浅入深地促使学生对人地 协调观相关的地理知识进行不断挖掘和深化剖析,可 间接性提升学生的地理技能,培养学生的地理能力。在 解决教师设计的问题时,学生会潜移默化地形成正确 的人地协调观,加深对人地协调观的理解。

  (三)PBL 教学手段培养学生地理实践力

  PBL 教学在多个方面的多个过程中体现出与地 理实践力培养的密切关系[12] 。 由于地理教学环境的改 变,尤其是地理知识的传播途径越来越广泛,地理课 程也不再是学生获得地理知识的唯一途径。PBL 教学 手段促使教师改进以往的教学形式,由“传授型”教学 转向“启发型”教学,注重发挥教师的“ 纽带作用”。 教 师运用 PBL 教学法促进知识问题化及问题活动化,创 设真实的问题情景,利用经典案例、设计讨论交流,并 辅以实地调研、参观红色实践基地等活动,突破教学 重难点,能推动学生在通过多种途径解决问题的过程 中对有限的地球资源和脆弱的生态环境背景等问题 进行思考,并通过地理实践,保护地球家园,进而引导 学生将情感内化于心、将担当外化于行,提高实践与 理论相结合的能力。

  ( 四)PBL 教学思维增强学生的区域认知

  PBL 教学的主要特点符合地理课程标准的教学 要求,这为利用问题式教学培养学生区域认知能力提 供了很好的理论支撑[13]。PBL 教学中,教师以学生的认 知发展和成长规律为基础,以培养学生地理核心素养 为导向[14],使学生选择合适方法丰富地理区域认知、自 觉自主完成任务,能促进智力发展、思维形成,进而提 升地理核心素养 。课堂讲授过程中,教师要利用信息 技术创设教学情境 ,将复杂问题简单化和生动化,在 学生前期已形成地理知识基础上,进一步促进其对地 理区域概念和规律的理解,提高学习效率,最终完善 地理教学[15]。例如,教师进行“ 巴西热带雨林危机”这一 课教学时,运用 PBL 教学模式 , 即利用可视化 Demo 演示创设真实的热带雨林区域情境 , 并提出相关问 题,可让学生认识到了区域发展对生态环境造成的影 响,并逐步引导学生形成区域思维,提升区域认知,建 立区域间的联系,形成区域的可持续发展观念。

  五 、 结语

  本文以第一 中学七、八年级学生为教学对象,将其分观察组和对照组,观察组运用 PBL 教学法基于地理 核心素养组织教学 , 对照组以传统教学法组织教学, 一学期教学结束后将两组学生学习成绩进行分析及 评价检验, 两组间成绩 P< 0.05 表示差异有统计学意 义,即 PBL 教学法提升了学生知识点掌握能力,且对 地理核心素养的培养更具优势。在地理核心素养的教 学培养过程中,教师以问题导入的形式将问题融入每 一堂课,创设多个真实情境,将其更深层次地融入教学 各环节,教学效果显著,即学生能将地理核心素养印 刻于心,实现了创新型人才培养。


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