基于學科核心素養的高中生物PBL教學實踐

閔伶 鄧自發

摘 要：以《植物細胞有絲分裂》一節為例，基于PBL教學模式，通過“植物組織培養”技術導入問題情境，學生觀察植物根尖有絲分裂臨時裝片、組內資料學習、模型制作、顯微鏡下細胞圖片排序，深入理解有絲分裂的過程及意義。

關鍵詞：有絲分裂;PBL教學模式;模型制作

【中圖分類號】G【文獻標識碼】B【文章編號】1008-1216（2019）04B-0020-03

為落實黨的十八大、十九大立德樹人的要求，教育部頒布了包括《普通高中生物學課程標準（2017年版）》（以下簡稱《課標》）在內的普通高中各學科2017年版課程標準?！墩n標》中明確要求學生能在親歷提出問題、獲取信息、尋找證據、檢驗假設、發現規律等過程中習得生物學知識，養成科學思維的習慣，形成科學態度，發展終身學習及創新實踐能力。同時生物學科核心素養（生命觀念、科學思維、科學探究、社會責任）的每一部分都對“發現問題、解決實際問題”提出了要求。《課標》中課程實施建議部分多次提到“創設問題情境”“密切聯系實際”，學業水平考試與命題建議部分也明確指出“試題素材應貼近學生生活實際，以真實問題情境組織命題”為命題原則之一。劉恩山教授指出“在國家、地方和校本課程中強化STEM和PBLs”，認為課程的指向和特點與我國課程改革方向高度一致，適合創新人才的培養。因此，PBL教學模式是落實《課標》重要途徑。

一、PBL教學模式

（一）PBL教學模式的涵義

1959年，美國學者Barrows教授首先提出PBL教學模式，Linda Torp和Sara Sage隨后對PBL作出了自己的理解。PBL教學模式的起點和核心是真實或模擬真實的問題情境，主體是學生，通過自主學習并小組合作解決問題，教師扮演指導者的角色，達到讓學生的思維探究、合作交流及實際問題解決等多方面能力得以提高的目的。問題、學生、教師是該模式的三個要素，教學實際上是圍繞著隱形的知識點展開的。

（二）PBL教學模式的模型構建

二、課例設計

通過對PBL教學模式的學習，以人教版必修一第六章第一節《植物細胞有絲分裂》為例進行教學設計。

（一）教學目標及知識點梳理

本節內容在《課標》中的次位概念為“描述細胞通過不同的方式進行分裂，其中有絲分裂保證了遺傳信息在親代和子代細胞中的一致性”，要求學生知道細胞分裂的不同方式，還要掌握有絲分裂知識，主要涉及各時期的特點以及DNA、染色體的數量變化。具體教學目標及相關知識點見下表：

（二）課堂實施

以“植物組織培養”技術創設生物體長大的問題情境，通過自主學習和小組合作掌握植物細胞有絲分裂概念及各時期的特點，并在組內合作完成模式圖的制作以強化植物細胞有絲分裂各時期的特點，對顯微鏡下的圖片進行排序同時培養學生的識圖能力，具體教學過程如下：

知識點1.①②生命觀念。教師行為：有種生物技術是“植物組織培養”，是利用植物細胞具有全能性，通過培養植物的根、莖、葉等部分，就能讓它生長為一棵完整的植株。預設學生行為：覺得很神奇并感到疑惑;教師行為：最讓老師好奇的是，為什么小小的根、莖、葉就能生長成完整的植株那么大呢？預設學生行為：答：因為根、莖、葉的細胞長大了;教師行為：細胞能長成這么大嗎？我們知道的最大的細胞是什么？預設學生行為：答：鴕鳥蛋。學生評價：認識到不僅是因為細胞的長大;教師行為：那么，到底怎樣才能長成那么大的植株呢？預設學生行為：答：有很多細胞一起長大就能生長成完整的植株;教師行為：那我們大家來猜一猜，生物體的長大，需要細胞進行哪兩項活動？預設學生行為：答：體積長大;數量增多。教師行為：有同學提到了細胞數量也會增多，現在請大家閱讀資料一，求證一下是不是這個原因導致的，為什么？如果是的話，請問細胞數量以什么方式增多？預設學生行為：閱讀資料回答：細胞的增殖方式是分裂;真核細胞的分裂方式有有絲分裂、無絲分裂和減數分裂（生殖細胞）;教師行為：在生長過程中細胞的數量竟然在增多，確實神奇！老師在課前為大家制作了大蒜根尖有絲分裂的臨時裝片，現在請大家利用顯微鏡觀察一下大蒜根尖的細胞。預設學生行為：利用顯微鏡觀察裝片;教你行為：大家是不是和老師一樣看到了這樣幾種不同形態的細胞（展示預實驗時處于不大家是不是和老師一樣看到了這樣幾種不同形態的細胞（展示預實驗時處于不同時期的細胞圖片）？對此，大家有什么想法？預設學生行為：提問：沒有看到細胞數量變多？這些細胞為什么形態不一？

知識點2.①③④⑤⑥⑦生命觀念。教師行為：帶著你們的這些疑惑，大家四人一組，結合你們桌上的其他幾則材料和書本，分工合作，找出植物細胞有絲分裂過程中的相關概念。預設學生行為：小組合作，找出與植物細胞有絲分裂相關的概念。學生評價：相互補充完整：細胞周期、染色質絲和染色體的關系、紡錘體、著絲點、赤道板、細胞板、染色單體、姐妹染色單體;DNA、染色體、染色單體的關系。教師評價：教師對這些概念補充完整并進行強化;

知識點2.②科學探究。教師行為：剛才的小組學習，我們已經掌握了植物細胞有絲分裂過程中相關的一些概念，接下來，請大家還是四人一組，仍然結合資料和課本，學習植物細胞有絲分裂到底是一個什么樣的過程，并且根據你們的理解合作制作植物細胞有絲分裂的模式圖。預設學生行為：學習植物細胞有絲分裂的過程;合作制作模式圖。

知識點3.①科學思維。教師行為：大家的模式圖都差不多完成了，現在請一組同學給我們展示一下成果，并派一名代表給大家闡述一下你們的制作思路。預設學生行為：某組同學展示;代表講述思路（各時期特點）。學生評價：其他同學根據植物細胞有絲分裂各時期的特點進行糾正并修改自己的模式圖。教師評價：對同學們模式圖及制作思路進行糾正，并對植物細胞有絲分裂的過程（各時期特點）進行強化。模式圖關注點：1、核膜、核仁。2、染色體數目及形態。3、染色體顏色排列

知識點3.①生命觀念科學探究。教師行為：對植物細胞有絲分裂的過程我們已經進行了學習，還動手制作了模式圖，那現在請大家打開你們桌上的信封，里面裝著的是大家在顯微鏡下看到的不同形態的細胞圖片，現在，大家知不知道這些細胞為什么都不一樣？大家嘗試將這些細胞根據有絲分裂的過程按順序排一排。預設學生行為：答：因為是處于不同時期的細胞。排序、相互交流、檢查。教師行為：我們在顯微鏡下看不到細胞數量的增多，模式圖的制作也是分成不同時期的，現在我們來看看植物細胞有絲分裂的視頻，感受一下完整的過程。預設學生行為：觀看視頻;

知識點3.②科學思維。教師行為：我們不僅知道了DNA、染色體和染色單體之間的關系，還探究了有絲分裂的完整過程，現在，請大家嘗試繪制在有絲分裂過程中DNA和染色體的數量變化過程（請兩位同學上黑板繪圖）。預設學生行為：繪制數量變化曲線;

知識點3.②科學思維。教師行為：我們一起來看黑板上的兩幅圖是不是和大家畫的一樣呢？預設學生行為：對比，評價，糾正。教師評價：通過帶領學生回顧植物細胞有絲分裂的過程，評價學生的折線圖。關注點：DNA從間期到前期的復制是一個漸進的過程，不是一下子完成的。

知識點3.③社會責任。教師行為：我們學習了有絲分裂，了解了其過程，大家覺得有絲分裂的進行有什么意義？預設學生行為：答：保證了遺傳信息在親代細胞和子代細胞間的一致性;教師行為：同學們剛才還有一個疑問是為什么我們在顯微鏡下看不到細胞數量增多的過程？老師還想知道動物細胞有絲分裂是不是和植物細胞相同？這些問題需要大家課后先查閱、搜集資料，下節課我們再一起探究。

三、教學反思

學生在課堂上的參與度和主動性有明顯的提高，在教師的問題串、模型制作、成果展示環節，學生相互評價，不斷發現問題并解決問題，不僅學習動機得到了轉變，問題意識也得到了提升，更是經歷了思維和探究的過程。

考慮到學生的課業壓力，《植物細胞有絲分裂》資料的搜集都是教師在課前進行的，使得學生資料搜集和信息處理能力缺乏鍛煉;PBL對學生來說是一個全新的模式，課堂角色突然間由被動變主動還需要一個過程，本節課知識點較多，課堂比較緊湊，學生在課堂上對知識點的消化還缺少時間;教師也由課堂主導者變為指導者，需要應對學生在課堂上提出的各種問題，同時要在學生合作學習的過程中進行節奏上的把控，這對教師的專業素養和組織管理能力都有較高要求。

四、結束語

PBL教學模式的目標立足于學生思維能力的培養、實際問題解決能力的提升，同時學生能夠在此過程中提取、歸納和應用知識。其中，問題情境的創設尤為重要，是PBL的心臟，一個貼合學生實際的問題情境既能激發學生的學習興趣又能引起學生的探究欲望，正因為與生活實際有聯系，因此，有助于實踐能力的培養，讓學生“學以致用”。學生在教師的問題情境中提出問題，以自主學習和小組合作為學習形式，再通過學生相互評價，經歷了提問—解決—質疑—再解決的過程。同時，基于PBL模式的課堂教學有助于教師理論和實踐經歷的積累。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中生物學課程標準：2017年版[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2]劉恩山，曹保義.普通高中生物學課程標準（2017年版）解讀[M].北京：高等教育出版社，2018.