基于學科核心素養的“問題解決”教學

胡芳玲 劉飛

摘 要：文章以“其他植物激素”為例，基于生物學科核心素養，以“問題解決”為主線，創造真實情境，通過科學資料、實驗設計、角色扮演、辯論利弊等載體，提高學生的學科核心素養。

關鍵詞：核心素養;“問題解決”;植物激素;高中生物學;教學設計

中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：A 收稿日期：2020-05-14 文章編號：1674-120X（2020）32-0059-02

“問題解決”教學是指教師基于教學目標和教學內容，創設真實情境，提出學生最近發展區內的問題，引導學生在解決問題的過程中學習新知的一種教學模式。

一、教材分析

“其他植物激素”是人教版高中生物學選修Ⅰ《穩態與調節》第3章第3節的內容，本節內容主要包括其他植物激素的作用以及植物生長調節劑的應用。“其他植物激素”一節是在生長素的發現和作用基礎上進一步拓展學習，且本節內容為此章尾節，所以學生還應了解各激素之間相互作用調控植物體的概念。因教材內容松散簡單，教師需合理設計教學思路，大力開發教學資源，將教材知識與生活經驗結合，以達成教學目標，提高學生的學科核心素養。

二、學情分析

學生已經學習了植物生長素，對植物激素有了初步的認知，采用問題解決和科學資料相結合的教學方式有利于使學生激發學習興趣、形成科學思維的習慣。學生對植物生長調節劑在生活中的應用也有一定的了解，在此基礎上結合日常生活進行探究討論，能增進學生的社會責任感。

三、設計思路

本節內容主要以設置真實情境的方式展開“問題解決”教學。教學設計打破了教材傳統的教學方式和教學順序，而是以學生為中心聯系實際生活進行探究教學。在教學設計中，將植物激素的作用和對應植物生長調節劑的應用兩部分內容以實際問題為紐帶聯結起來，由已知到未知，由應用到作用，與學生的認知相契合。在“問題解決”教學中穿插實驗設計和科學資料，有利于學生形成科學思維，掌握科學探究的方法。學生通過扮演不同角色來辯論是否應該使用植物生長調節劑，在認知矛盾的過程中積極思考，在關注并參與社會議題討論的同時增進社會責任感。

四、教學目標

（1）通過解決真實情境中的問題，對科學資料進行分析，能夠舉例說出其他植物激素的作用及植物生長調節劑在生產上的應用，形成各植物激素之間相互作用調控植物體生長發育的觀點，養成科學思維的習慣。

（2）通過實驗原理和實驗材料，能夠設計嚴謹的實驗步驟和實驗記錄表、預估實驗結果、得出實驗結論，掌握科學探究的思路和方法。

（3）通過角色扮演的形式辯論是否應該使用植物生長調節劑，能夠運用新知參與社會議題的討論，解決生活中與生物學相關的問題，滲透社會責任感。

五、教學過程

（一）呈現情境，導入新課

教師提出問題：“如果你的家人從超市買了香蕉和其他水果，但發現香蕉還未成熟，有什么方法能讓生香蕉快速成熟？”學生可根據生活經驗說出“將生香蕉放入汽車后備廂”“將生香蕉與其他水果放在一起”等回答。教師根據學生的回答提問：“為什么與其他水果放在一起可以催熟生香蕉？其他水果是否產生了神奇的物質？”

設計意圖：從日常生活問題導入新課，學生根據生活經驗進行思考， 可為后續教學營造良好的情境。

（二）分析資料，設計實驗

教師提供乙烯發現史的相關資料，學生對資料進行分析可得出“乙烯是一種能夠促進果實成熟的植物激素”的結論。

教師引導學生由新知“乙烯”學習未知“乙烯利”，通過展示乙烯利的圖片并介紹其功能，引導學生由“乙烯利”學習“植物生長調節劑”，再列表比較乙烯和乙烯利的異同。學生在對乙烯和乙烯利有一定認知之后，教師給出實驗主題、實驗原理及實驗材料，引導學生通過小組合作設計實驗步驟、制作實驗記錄表、預估實驗結果、得出實驗結論，并進行小組匯報。

實驗設計如下：①實驗主題：驗證乙烯可促進果實成熟。②實驗原理：乙烯的植物生長調節劑乙烯利可催熟香蕉，催熟方法，即向果實噴灑乙烯利溶液。據相關資料，乙烯利催熟香蕉的最適濃度為1000mg/L。③實驗材料：形態大小及生理狀態相似的青香蕉若干、蒸餾水、乙烯利溶液、試管、噴壺、香蕉成熟度比對圖等。④實驗步驟：將乙烯利濃度為1000mg/L、900mg/L、800mg/L、700mg/L、600mg/L的溶液，分別命名為A、B、C、D、E五組，取適量蒸餾水為F組。將60根香蕉平均分為六組，每組在香蕉表皮噴灑等量溶液，六組香蕉置于相同且適宜的溫度和濕度下。一段時間后根據香蕉成熟度比對圖記錄各組香蕉表皮顏色對應數量。⑤預期結果：從A組到F組的成熟顏色數量逐漸減少。⑥實驗結論：乙烯可促進果實成熟，且在一定范圍內，乙烯濃度越高，果實成熟程度越高。

設計意圖：由新知“乙烯”學習未知“乙烯利”，進而由“乙烯利”學習“植物生長調節劑”，層層深入，與學生的認知相契合;在小組合作設計實驗中，學生能夠掌握科學探究的方法，養成團隊合作精神。

（三）創設情境，解決問題

1.赤霉素

教師提問：“如果現在是播種的時節，你家的小麥種子還處在休眠期，怎樣解除小麥種子的休眠？”學生回答“人工控制溫度”。教師進一步提問：“植物激素是否可以解除小麥種子的休眠？”教師提供赤霉素解除種子休眠的資料，學生可據此得出赤霉素是一種能打破種子休眠狀態的植物激素。

教師提問：“如果你家有一片用以造紙的蘆葦地，可蘆葦纖維短、產量低、品質次，你有什么辦法進行改善呢？”教師提供赤霉素增加蘆葦株高的資料，學生根據資料可得出赤霉素增高植物植株的作用。

教師提問：“如果農場需要推出新產品‘無籽葡萄，你該如何處理以得到‘無籽葡萄？”學生根據必修二《遺傳與進化》的內容，可得出“雜交”“染色體變異”等回答。教師提供資料：無籽葡萄可通過基因調控、植物激素（赤霉素、生長素等）誘導、有核母本和無核父本雜交等技術實現。學生可得知，赤霉素和生長素都能應用于誘導無核葡萄。

2.脫落酸

教師提問：“天氣燥熱，一轉眼小麥成熟了，天氣預報說兩天后會有大雨，別的農場主都忙著在大雨來臨之前收割，因為他們擔心大雨過后小麥會在穗上發芽，這是為什么呢？”學生認知有限，回答“有適宜的溫度和充足的水分”。教師提示：“脫落酸是一種植物激素，在高溫下容易被降解。”學生據此可分析脫落酸在高溫下降解，大雨又提供了充足的水分，所以小麥就會在穗上發芽，從而推斷出脫落酸具有抑制種子發芽的作用。教師進一步引導學生，根據“脫落酸”的名稱得出其具有促進果實和葉脫落的作用。教師提供資料：“赤霉素和脫落酸的比值可以用來調節種子的萌發。”學生可鞏固脫落酸具有抑制種子發芽的知識，同時也可形成激素之間相互作用調控植物體生長發育的觀點。

3.細胞分裂素

教師提問：“農場種的香石竹已花開燦爛，即將修剪成鮮切花上市，為了延長鮮切花的壽命，防止其過早衰老，可以采用什么方法處理呢？”學生根據生活經驗可得出“使用保鮮劑”。教師進一步提問：“保鮮劑的成分有哪些？”然后提供某香石竹處理液的成分，重點標出處理液中的“細胞分裂素”，向學生說明細胞分裂素是植物激素的一種，學生便可認識到細胞分裂素在生產中的應用。根據“細胞分裂素”這一概念可得出其具有促進細胞分裂的作用，教師進一步展示相關圖片加深學生對細胞分裂素作用的印象，并再次形成激素之間通過相互作用來調控植物體生長發育的觀點。

設計意圖：在學習以上植物激素的過程中，教師先根據真實情境提出實際問題，在解決實際問題后引出特定的植物激素，再鞏固植物激素的作用，并舉出與植物激素之間相互作用的應用實例。此種教學設計從已知到未知，從現象到本質，可以激發學生的探索心，使學生關注社會生活中的農業生產，利用新知去解決生活中的實際問題，并養成社會責任感。學生可通過對教師提供的資料進行分析，提取有效信息并進行整理加工，養成科學思維的習慣。

4. 角色扮演，辯論利弊

教師播放 “反季節催熟水果導致兒童性成熟”“爆炸西瓜”等新聞短片，提出辯題“是否應該使用植物生長調節劑”，正方角色為農場主，反方角色為消費者，學生自由選擇角色進行辯論。

設計意圖：通過新聞引出辯題，學生選擇角色進行辯論，能夠提高語言表達能力和思維能力;能夠在生物學知識的基礎上，使用批判性思維審視生物學社會議題，做出理性解釋，辨別偽科學。

5. 辯證看待，合理施用

教師對學生的發言進行評價，提示學生面對社會問題時要理性地思考，同時向身邊的人宣傳科學知識。再根據學生的觀點進行辯證總結：植物生長調節劑能夠為人類的農業生產帶來有效的收益，但使用過量會危及人類自身健康，對待植物生長調節劑，要持以正確的態度，合理使用、綜合考慮。

設計意圖：在課堂結尾處升華主題，呼吁學生理性思考、主動宣傳、辯證看待、合理使用，養成理性思維的習慣，促進社會責任感的形成。

六、教學反思

本節內容突破傳統的教學模式，通過教學設計邏輯化、教學資料多樣化、課堂問題生活化，培養學生的學科核心素養。學生在學習本節內容后，能夠基于造福人類的態度，利用生物學知識解決農業生產上的特定問題，并對今后的學習和職業規劃起到指導作用。

參考文獻：

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[2]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.