初中科學PBL新課教學范式的實踐探索

薛仕靜

(浙江省溫州市鹿城區教育研究院 溫州 325000)

PBL即基于問題的學習,是當前新課改提倡的重要學習方式之一。其基本思路是把學習置于復雜的、有意義的問題情境中,通過讓學習者合作解決真實的問題,來學習隱含于問題背后的科學知識，形成解決問題的技能和自主學習的能力[1]。現以浙教版初中科學八(上)第3章第5節“體溫的控制”的新課教學為范例，介紹基于PBL的初中科學新課教學的設計與實施(圖1)。

圖1 范式結構

1 聚焦核心的真實問題

課前活動： 測量家庭主要成員(自己和父母)一天的體溫變化。測量時可從腋窩、口腔和直腸3個測量部位中任選一種方式測量，并將測量的方式及體溫填入調查表中。

設計意圖： 將教材中測量自己體溫的課內活動調整為上述課前活動，這樣至少有3個優點： ①為核心問題的提出創設真實情境；②確保學生有充足的時間開展“基于核心問題”的學習；③搭建親子活動的平臺，促進學生與家長的合作交流。

活動1(問題情境)： 展示交流你的調查結果，測量部位： 口腔。例如，一位學生的調查結果如表1所示。

表1 家庭主要成員一天體溫變化調查表

問題1： 從上述的體溫變化調查結果中，你能得出哪些結論？又有哪些困惑？

設計意圖： 基于表1的真實情境，學生得出的結論有： ①正常人的體溫并不是一個固定值，而是一個溫度范圍，一般不超過1℃；②不同年齡人的體溫有差異，一般年輕者高于年老者；③不同性別人的體溫有差異，一般女子高于男子；④同一個人的體溫隨時間的變化也有所不同。而基于這些結論，學生又都有“這究竟是為什么”的疑問。其目的既是為了讓學生深度理解人體恒定的體溫的涵義，又是為了讓學生在眾多的“為什么”中梳理、歸納出核心的真實問題。

問題2(核心問題)： 人體的體溫是如何保持相對恒定的呢？

設計意圖： 提出架構本節學習內容的核心問題，具有先行組織者的作用。它既能將學生的注意力集中在核心內容的學習，又能為學生學習新知識提供一個必要的結構框架。

2 激活學生原認知

將上述的核心問題又分解成問題①和問題②，并從這兩個問題出發激活學生已有的知識經驗： ①人體是如何調節和控制體溫的？②人體是如何對外界刺激作出反應的呢？

設計意圖： 其目的是為了激活學生原有的“神經調節過程”的知識經驗，并為學生自主建構新知識搭建腳手架。

問題3： 為什么人的體溫會保持相對恒定？

問題4： 現將一杯37℃的熱水放置在8℃的環境中一段時間： ①水溫會發生怎樣的變化？為什么？②你又有什么辦法讓這杯熱水的溫度保持相對穩定？

設計意圖： 其目的是為了激活學生原有的“散熱途徑”(直接散熱、蒸發散熱)和“保持水溫不變的方法”(產熱和散熱相對平衡)等知識經驗，從而讓學生理解人體恒定的體溫是機體的產熱和散熱保持相對平衡的結果，并為學生自主建構新知識搭建腳手架。

3 自主建構新知識

問題5： 人體又是如何進行產熱和散熱的？

活動2(閱讀與思考)： 閱讀表2，完成以下任務： ①人體在安靜和運動狀態下，主要的產熱器官或組織各是什么？②請用扇形圖或柱狀圖，來表示表2中人體在安靜或運動時各器官或組織的產熱情況。

表2 幾種器官或組織在安靜和活動下的產熱量(%)

設計意圖： 本活動是讓學生通過閱讀圖表，自主建構新知識，培養學生閱讀非連續文本獲取信息的能力，并為后續解決真實的核心問題提供必備的知識。

活動3(思考與討論)： ①當外界溫度低于體溫時，主要通過什么方式向外散熱？②當外界溫度等于或超過體溫時，主要通過什么方式向外散熱？

設計意圖： 人體90%以上的熱量是通過皮膚散發出去的，當外界溫度低于體表溫度時，主要是通過皮膚直接散熱；反之，主要是通過汗液蒸發散熱。該活動的主要目的是為了讓學生自主建構這些新知識。

活動4(閱讀與思考)： 皮膚直接散熱的多少，取決于皮膚表面與外界環境之間溫度差。而人體表面的溫度還可通過流經皮膚血液的多少來加以調節。閱讀圖2，思考： 在低溫或高溫環境下，人體又是如何調節皮膚散熱的呢？

圖2 皮膚血管口徑的調節與散熱

設計意圖： 本活動直接給學生提供解決活動4所必須的知識儲備，以促使學生通過讀圖自主提取信息，意義建構新知識(如低溫時血管收縮、皮膚血流量減少、皮膚溫度下降、散熱量減少)，并培養學生分析、比較及閱讀非連續文本獲取信息的能力。

4 解決核心的真實問題

活動5： 圖3為寒冷冬天人體體溫調節過程模式圖。請你將其補充完整。并說說： 人體在寒冷冬天，是如何通過神經系統調節來保持體溫相對恒定的。

圖3 寒冷冬天的體溫調節

設計意圖： 該環節主要有2個目的： ①讓學生認識到科學探究就是發現問題、分析和解決問題的過程；②讓學生認識到知識的價值，以激發學生的學習興趣，培養學生用科學思維解決實際問題的能力。而本活動之所以提供不完整的結構化模式圖，除了要幫助學生建構體溫調節的過程模型外，還為了讓學生能基于原有的知識經驗和前面建構的新知識，自主解決核心的真實問題，并形成“人體是一個統一整體”的生物學觀念。

5 遷移解決新的真實問題

活動6： 用所學的知識解釋： ①在炎熱的夏天，人體是如何通過神經系統調節來保持體溫的相對恒定呢？②在高溫環境下，人為什么會中暑呢？

設計意圖： 此環節旨在讓學生利用上述所學的“體溫調節過程模型”來解決新的真實問題，以培養學生的知識遷移和問題解決的能力。同時，也培養了學生健康生活的意識與自覺。