基于PBL模式的學(xué)生生物核心素養(yǎng)的培養(yǎng)

彭榕梓 張雪梅 李艷紅

摘? 要：PBL模式是一種基于問題學(xué)習(xí)的教學(xué)方法，讓學(xué)習(xí)者在解決問題中搭建起寬厚而靈活的知識基礎(chǔ)。該教學(xué)方法不僅可以讓學(xué)生養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的能力，還能培養(yǎng)學(xué)生的生物核心素養(yǎng)，最終讓他們學(xué)會終生學(xué)習(xí)以適應(yīng)未來社會的發(fā)展。本文將以“細(xì)胞中的無機物”為例，使用PBL模式設(shè)計教學(xué)，突出PBL模式在生物學(xué)教學(xué)中對學(xué)生生物核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：生物學(xué)? PBL教學(xué)模式? 生物科學(xué)素養(yǎng)

中圖分類號：G642? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1672-1578（2019）07-0040-02

PBL（Problem-Based Leaning）模式起源于醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域，被譽為 “多年專業(yè)教育領(lǐng)域最引人注目的革新”[1]。PBL模式指以問題為基礎(chǔ)的教學(xué)方法，讓學(xué)習(xí)者為了解或解決一個問題而進(jìn)行學(xué)習(xí)的歷程[2]。為培養(yǎng)學(xué)生者對學(xué)習(xí)的自主性以及終身發(fā)展，可以將知識設(shè)置在日常的生產(chǎn)、生活中，通過小組合作的方式解決問題，并從中學(xué)習(xí)到問題背后的科學(xué)知識[3]。隨著建構(gòu)主義思潮的發(fā)展， PBL模式在教育領(lǐng)域中備受關(guān)注，而該教學(xué)模式的運用不僅可以鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維能力，還可以聯(lián)系實際生活，幫助學(xué)習(xí)者對知識的掌握和理解[4-7]，故PBL模式不僅可以讓學(xué)生具有縝密的思維以及科學(xué)探究的能力，還可以讓他們深入自然，體會自然，而這與2018年新課標(biāo)準(zhǔn)改革的宗旨培養(yǎng)學(xué)生的生物核心素養(yǎng)目的相同。生物學(xué)核心素養(yǎng)從生命觀念、理性思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任四個方面，培養(yǎng)學(xué)生的自主探究能力和嚴(yán)密的邏輯思維以及相關(guān)的情感態(tài)度和價值觀，從而幫助學(xué)生解決在未來生產(chǎn)、生活中所遇到的困難[8]。目前對PBL模式的研究還未與生物核心素養(yǎng)相聯(lián)系，所以本文以“細(xì)胞中的無機物”為例，運用 PBL模式進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)，進(jìn)而提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)自主性。

1? ?教材及學(xué)情分析

1.1 教材分析

《細(xì)胞中的無機物》位于高中生物人教版必修一第二章第五節(jié)，本節(jié)知識的學(xué)習(xí)，不僅有利于學(xué)生鞏固所學(xué)的細(xì)胞中的有機物，還為學(xué)習(xí)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能奠定基礎(chǔ)。

1.2 學(xué)情分析

本節(jié)課的授課對象是高一年級的學(xué)生，傳統(tǒng)教學(xué)教師對學(xué)生的培養(yǎng)只是停留知識的表層，使學(xué)生對生物學(xué)知識的認(rèn)識只停留在感性的層面。而PBL教學(xué)模式，不僅有利于加深學(xué)生對生物學(xué)知識的理解和學(xué)習(xí)，讓他們提煉出生物現(xiàn)象的本質(zhì)，滲透生物核心素養(yǎng)，從而使學(xué)生對生物學(xué)知識由“學(xué)”到“樂”最終達(dá)到“趣”的水平。

2? ?教學(xué)過程

運用PBL模式體現(xiàn)生物核心素養(yǎng)以“細(xì)胞中的無機物”為例，具體如下：

問題設(shè)置：①不同生物含水量有什么特點？②生物中不同器官含水量有什么特點？③生物的含水量與什么因素有關(guān)？

教學(xué)材料：

教學(xué)目的：明白生物體中的含水量不僅與生物生活的環(huán)境有關(guān)，還與性別、年齡等因素聯(lián)系緊密。

生物核心素養(yǎng)體現(xiàn)：通過分析表格讓學(xué)生們明白生物的多樣性和統(tǒng)一性。水是自然界最基本、最重要的資源，存在世界萬物當(dāng)中，而萬物生命的組成、成長卻有著不同的規(guī)律，從思想上讓同學(xué)們感受生命的奧秘，培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念。

問題設(shè)置：心臟和血液含水量相差不大，但為什么心臟呈現(xiàn)固態(tài)形式，而血液呈現(xiàn)液態(tài)形式呢？

教學(xué)材料：

教學(xué)目的：初步認(rèn)識細(xì)胞中存在不同形式的水。

生物核心素養(yǎng)體現(xiàn)：心臟和血液是我們?nèi)梭w重要的成分，用它們來設(shè)置問題，可以激起學(xué)習(xí)者對問題探討的興趣，從而養(yǎng)成科學(xué)探究的思維習(xí)慣。

問題設(shè)置：分析新鮮的種子，曬干的種子和炒熟的種子中水的主要存在形式（自由水還是結(jié)合水？）

教學(xué)材料：

實驗：學(xué)生將若干相同重量的新鮮種子、曬干種子和炒熟種子分別放在三支不同的試管中，并用試管架夾住試管再在點燃的酒精燈外焰上加熱。

在這一過程中學(xué)生們需注意觀察三支試管的不同變化，并回答設(shè)置的問題。

教學(xué)目的：通過實驗探究細(xì)胞中水的不同形態(tài)。

生物核心素養(yǎng)體現(xiàn)：提出針對性的問題，以小組的形式設(shè)計實驗，讓他們通過實踐操作的方式獲取知識。這有利于學(xué)生的實驗設(shè)計和探索能力的培養(yǎng)。

問題設(shè)置：自由水和結(jié)合水相比，誰的抗旱、抗寒、抗熱的能力強？

教學(xué)材料：同體積的水和果汁放入冰箱中，發(fā)現(xiàn)水比果汁先結(jié)冰。

教學(xué)目的：理解結(jié)合水和自由水的區(qū)別。

生物核心素養(yǎng)體現(xiàn)：舉一反三內(nèi)化知識。通過解釋生活中常見的現(xiàn)象，獲取相應(yīng)的知識，并從中鍛煉他們的推理歸納能力，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生們的科學(xué)思維和探究能力。

問題設(shè)置：①對于資料1，我們可以知道細(xì)胞的結(jié)構(gòu)組成離不開什么物質(zhì)？②在這杯檸檬飲品中，水充當(dāng)了怎樣的角色？

③人體中的細(xì)胞生活的環(huán)境能否離開水？為什么？④人體所攝入的營養(yǎng)物質(zhì)是通過怎樣的方式運輸?shù)礁鱾€細(xì)胞中的呢？那廢物又是如何排除體內(nèi)的呢？⑤聯(lián)系光合作用和呼吸作用，這些生命活動的進(jìn)行都離不開哪些物質(zhì)？

教學(xué)材料：

資料1：小麥種子如果曬干，除去其中的自由水，那么第二年春天它還可以萌發(fā);但如果將其徹底烘干，除去其中的結(jié)合水，那么它就會死亡。

資料2：維生素C泡騰片用溫開水溶后服用，不僅可以增強我們的抵抗力，還可以預(yù)防和治療各種急、慢性傳染性疾病。

資料3：俗話說：人不吃飯可以活七天，但人不喝水卻只能活三天。

資料4：在感冒的時候，一般醫(yī)生都會讓病人多熱喝水，這樣可以促進(jìn)他們的血液循環(huán)，提高人體的新陳代謝，加快廢物以及有害物質(zhì)的排泄，從而利于身體的恢復(fù)。

資料5：光合作用反應(yīng)式：CO2+H2O →（CH2O）n+O2

呼吸作用反應(yīng)式：C6H12O6+6H20+6O2 →6C2O+12H2O+大量能量

教學(xué)目的：水在生物體中的作用。

生物核心素養(yǎng)體現(xiàn)：結(jié)合現(xiàn)實生活設(shè)置問題，讓學(xué)生學(xué)會從對知識進(jìn)行歸納總結(jié)，并結(jié)合實際生活情況加深同學(xué)們對生物知識和概念的理解。而且知識并不是獨立存在的，是相互連接的，并且學(xué)會用新知識解決新的問題，也能夠幫助同學(xué)們對新知識的進(jìn)一步理解。通過學(xué)習(xí)知識用來解釋和理解日常生活中一些問題和現(xiàn)象，從而培養(yǎng)學(xué)生的生物核心素養(yǎng)。

問題設(shè)置：對于水資源的匱乏，我們應(yīng)該有何對策呢？

教學(xué)材料：由于人口的增加，水資源的需求變大;由于水資源的不合理導(dǎo)致我國能利用的水資源減少;而生產(chǎn)生活中廢物的不恰當(dāng)處理，使得水源被污染。

教學(xué)目的：水的意義。

生物核心素養(yǎng)體現(xiàn)：激發(fā)他們的社會責(zé)任感，讓他們學(xué)會關(guān)心社會。

問題設(shè)置：①礦泉水和運動型飲料有什么區(qū)別？②這些白色物質(zhì)是什么呢？

教學(xué)材料：

準(zhǔn)備材料：功能型飲料以及礦泉水若干瓶，對比分析營養(yǎng)成分表。

資料：種子在燃燒的過程中，會出現(xiàn)白色物質(zhì)。

教學(xué)目的：認(rèn)識細(xì)胞中的無機鹽。

生物核心素養(yǎng)體現(xiàn)：聯(lián)系實際生活設(shè)置問題，讓他們從生活中的一些常見現(xiàn)象進(jìn)行學(xué)習(xí)新知識，并從中培養(yǎng)學(xué)生對知識的好奇心和求知欲。

問題設(shè)置：①為什么食用鹽中需要加碘呢？②為什么人體血液的PH值不會隨著我們吃的食物發(fā)生變化呢？③為什么植物缺鎂、鐵離子會影響光合作用呢？

教學(xué)材料：

資料1：由于缺碘會引起甲狀腺腫大，俗稱“大脖子病”。

資料2：2018年羅伯特·歐陽承認(rèn)了酸堿體質(zhì)的騙局。其實在我們的人體中PH是一個動態(tài)相對穩(wěn)定值，而這個值并不會隨著我們吃的食物的酸堿性而發(fā)生改變。

資料3：在種植植物的時候，若施加的肥料中缺少鎂、鐵離子，則會導(dǎo)致植物的葉片皺縮變黃，這種現(xiàn)象俗稱黃化病。

教學(xué)目的：無機鹽的作用。

生物核心素養(yǎng)體現(xiàn)：學(xué)習(xí)無機鹽的作用可以讓學(xué)生明白生物體其實是處于一個動態(tài)平衡，并運用所學(xué)知識解釋大脖子病產(chǎn)生的原因以及為什么鎂會影響植物的光合作用等問題，讓學(xué)生學(xué)會利用生物學(xué)知識解釋或者理解相關(guān)現(xiàn)象和事件的能力和品格。

問題設(shè)置：農(nóng)民在栽種瓜果蔬菜的時候都會通過施肥來補充瓜果蔬菜中的無機物。可農(nóng)民到底給它們補充的是那些無機物呢？那要是缺少這些無機物會出現(xiàn)哪些現(xiàn)象呢？如何運用于生產(chǎn)生活中呢？

教學(xué)材料：提供農(nóng)業(yè)基地，采訪農(nóng)民。

教學(xué)目的：課后趣味探索。

生物核心素養(yǎng)體現(xiàn)：在課后讓同學(xué)們對農(nóng)田中無機鹽的探究學(xué)習(xí)，是為了讓學(xué)生們將所學(xué)的生物學(xué)知識運用于我們的日常生活以及生產(chǎn)生活中，達(dá)到學(xué)以致用的目的，這有助于社會責(zé)任感的培養(yǎng)。

3? ?總結(jié)

由于PBL教學(xué)模式主張的是從問題情境中獲取知識，強調(diào)的是學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，這就要求學(xué)生具備基本的問題理解能力以及一定的學(xué)習(xí)自主性，而問題情境的設(shè)置則需要教師花更多的時間，更多的精力去備課。同時這種教學(xué)方法對課時要求更多，對學(xué)校的教學(xué)設(shè)施的需求也更高，因此PBL教學(xué)模式在教學(xué)中的推廣還需進(jìn)一步努力。

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作者簡介：彭榕梓（1996-），女，四川廣安人，碩士在讀，研究方向：學(xué)科教學(xué)。

李艷紅（1973-），女，湖南茶陵人，博士，教授，研究方向：動物學(xué)，學(xué)科教學(xué)。

通訊作者：張雪梅（1982-），女，四川渠縣人，博士，副教授，研究方向：植物學(xué)，學(xué)科教學(xué)。