基于PBL理念的“變異與育種”專題復習

成葉青

摘要 以“變異與育種”專題復習為例，嘗試將復習課中的專題轉換成一個個的項目，然后將這些有內在關聯的項目整合，打造PBL項目式復習模式，從而落實生物學學科核心素養。通過教學實踐展示了概念性課堂項目、探究性課堂項目、體驗性課堂項目等三種不同形式的項目的實踐過程，同時提出一些思考。

關鍵詞 PBL 專題復習 核心素養 教學實踐 教學反思

中圖分類號 G633.91

文獻標志碼 B

項目式學習或者基于問題的學習，是基于建構主義學習理論和認知學習理論而提出的一種學習理念。它強調以學習者為中心，以問題為導向，圍繞某一主題形成項目，學生在解決問題、完成項目中達成教學目標。該學習模式基本包含4個環節：根據需要解決的真實問題情境確定項目主題;小組討論提出方案;點評方案、解決項目;項目應用、鞏固提升。基于PBL理念的學習模式具有良好的教學效果，雖然近年來被教師大力提倡，但主要集中在新授課。復習課由于學生任務重，教師實施PBL教學比較困難，所以案例極少。新高考模式越來越側重考查學生在真實的情境下解決問題的關鍵能力，傳統以教師為中心的課堂已經無法滿足高考教育改革的需要。教師如何在復習課中把課堂還給學生，讓學生真正動手動腦，從而提升學生終身發展需要的綜合能力，而不是使學生變成知識儲存器？筆者基于PBL理念在“變異與育種”專題復習的教學中將專題復習內容轉換成一個個的項目，再將這些有內在關聯的項目整合，形成項目集合進行教學實踐。在評課交流與評價反思后，發現項目式教學模式可以有效提升學生在真實情境中解決問題的能力及科學探究能力，從而落實生物學學科核心素養。

1指向核心素養的專題復習項目設計與實踐

1.1教學目標和課程項目的設計

根據《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《新課標》）中對生物學學科核心素養4個維度的要求來確定教學目標及項目主題。《新課標》對本專題的要求是：舉例說明種群內的某些可遺傳變異將賦予個體在特定環境中的生存和繁殖優勢。具體來說有：概括出基因重組的原因、特點，舉例說明基因重組變異原理在育種上的應用;概述基因突變的概念、類型、特點、遺傳效應，舉例說明其在誘變育種上的應用;舉例說明多倍體育種和單倍體育種在實踐中的應用。根據此要求，設計了3個著力點不同卻又層次遞進的課程項目（表1）。

1.2教學過程中項目的實施

1.2.1項目一：概念性課堂——開展概念教學，構建知識網絡

傳統復習上，教師采用灌輸式教學，迅速完成該部分的復習。但是在這個專題中生物學術語多，生物學現象及事實多而雜，教師若采用灌輸式教學，則無法調動學生的思維，無法檢測復習的有效性。教師可引導學生利用概念圖、思維導圖完成知識網絡，促進學生通過抽象、對比、分析、歸納大量的生物學事實，對生物學術語進行有邏輯的聯系與整理，有效構建生物學知識網絡圖，凝練形成生物學概念，進而形成科學的自然觀。

本專題的第一個項目實施時大致分四步走。1根據問題情境確定核心問題，暴露前概念。教師根據“變異與育種”主題，設置問題情境“變異與育種有什么關系呢？”，讓學生口頭闡述，檢測前概念。2教師設置子問題：變異有哪些？各有什么特點？在育種方面有哪些應用？各種育種方式各有何優劣？學生小組討論，自主構建概念。在學生討論之前，教師引導學生從變異類型、特點及育種方面的應用等方面思考，同時鼓勵學生盡可能地發散思考。學生在分析問題中，將本節內容中相關聯的關鍵詞或生物學術語作為子中心，以分支鏈的形式向四周形成放射狀或者樹狀結構形成知識網絡圖。3小組代表展示作品，組間點評后，教師補充點評，小組修正概念。4學生及時應用，鞏固概念。這過程可以促進學生知識網絡系統化、結構化，提高復習效率。

1.2.2項目二：探究性課堂——重視小組合作，探討方案設計

教師設置問題情境：現有某轉基因純合系A只具有抗除草劑優良性狀（基因型為GG，下同），香水稻B具有香味濃郁（DD）、高產（EE）等優良性狀，但是不抗除草劑，三種性狀獨立遺傳。請根據提供的材料，設計方案獲得香味濃郁、高產、抗除草劑（DDEEGG）的優良品種。

各小組討論實驗方案，在方案探究過程中運用知識解決問題。各小組討論出的方案包括以下4種：

1雜交育種方案，遺傳學原理是基因重組。小組可以文字表述，也可以用遺傳圖解形式表述。文字表述為：轉基因純合系A和香水稻B雜交得到F1，F1自交獲得F2，從F2中篩選抗除草劑的高產香濃水稻連續自交，直至不發生性狀分離即可得目標優良品種。遺傳圖解如圖1所示。

2單倍體育種方案，原理是染色體變異和基因重組。文字表述為：轉基因純合系A和香水稻B雜交得到F1，取F1的花藥進行離體培養，獲得單倍體，用秋水仙素處理單倍體幼苗獲得染色體加倍的植物，選抗除草劑高產香濃植株即為目標品種。遺傳圖解如圖2所示。

3誘變育種加單倍體育種的組合或者誘變育種加雜交育種的配合（圖3）。這兩種方案一開始都需要進行誘變，利用了誘變育種可以產生新的性狀這一特性來進行的。

4基因工程育種，遺傳學原理是基因重組。先提取目的基因（抗除草劑基因），然后將目的基因與運載體結合，將目的基因導入受體細胞，檢測與篩選。

因為本項目可選方案至少4種，每種方案又有兩種書寫形式，因此點評對學生的知識運用能力、書寫能力、表達能力和教師的思維運轉能力、點評能力都提出了較高的要求。例如，在學生互評比較哪個組更好的時候，評價標準已經不再是書寫是否漂亮、排版布局是否合理、語言表達是否有問題、遺傳圖解是否寫錯等，而是學生一起歸納出一套體現學科嚴謹性的評價標準。即文字表述中必須包含四要素：親本材料、交配方式、后代的處理和結果的選擇。遺傳圖解書寫時通常包含六要素：符號（P親本、F1子一代、F2子二代、×雜交、×自交等）、基因型、表現型、配子（簡單的測交時要寫，此方案不用寫）、比例（需要時寫）、必要文字說明。還有一位學生提出了多輪回交模式：即先轉基因純合系A和香水稻B雜交得到F（1DdEeGg），然后用F1與香水稻B回交，在后代中選抗除草劑的類型（標號H1，基因型D_E_Gg），H1再與香水稻B回交，繼續篩選然后再繼續回交，多輪回交最后獲得香味濃郁、高產、抗除草劑的品種。這種方式是教師備課時根本沒想到的。這個方案可行嗎？上課時，教師帶著學生按他的思路推算，發現能實現目標，而且比方案1雜交育種獲得目標水稻的比例更高。上課時，筆者雖然肯定了該學生的想法，但心里還是沒底，因為教參從來沒提過連續回交這種方案。下課后，筆者查找了相關資料，發現2019年安徽的高考模擬題考查過類似的方案。這是教師自己準備工作還不夠！這個預設之外的方案說明了生成性知識是一個大寶藏。

這種讓學生寫方案來實現項目目標從而解決真實問題的PBL復習模式，真正地做到讓學生活“用”知識，調動起學生的積極性，驅動學生自主學習。同時，教師和學生小組的點評可以讓學生明白自己方案中的閃光點和不足之處，使學生獲得滿滿的成就感和收獲感，從而保障與提升學生的探究能力。最后，教師開展高考模擬題改編活動，以進行變式練習鞏固提升學生的學習，進一步鍛煉學生的思維遷移能力。

1.2.3項目三：體驗性課堂——戶外考察體驗，匯報研學項目成果

本課程項目在實施時需要因地制宜、尋找本所具備的教學資源，讓學生真正走進知識運用的環境中體驗技術的力量和魅力。例如，我市黃浦區的大吉沙島上面就有“隆平國際現代農業公園”，該公園為袁隆平院士謀劃、選址、題名，種植有約8.7×105m2高標水田，其中包括約1.1×105m2國家雜交水稻試驗田，該試驗田已成為廣東省唯一被納入全國28個國家雜交水稻工程技術研究中心示范點的項目。島上呈現綠色休閑、生機盎然的千畝都市田園風光，是“都市錦田”。學生到水稻基地實地考察，尋訪專業人員，記錄所見所聞，然后做成研學報告。這樣的課后體驗式項目可以拓展學生的視野，增強學生的民族自豪感，同時提升學生努力學習、報效祖國的動力。

2指向核心素養的項目式專題復習的思考

2.1要重思維兼顧打基礎

學生只有實現深度思維，才能在復雜散亂的生物學事實、現象中發現生命活動的規律和本質。概念性項目學習環節不僅可以提升學生思維，同時也是進一步夯實基礎的過程，這也是復習課的重要任務。

2.2要有深度又要有趣味

通常，人都有畏難情緒。如果教師設置的項目情境為了體現學科的深度而變得無趣，學生會置之不理，或者只是應付了事，而不會因為興趣而樂于探究。因此，教師要注意項目問題情境的趣味性，或者在引出項目之前提供有趣的相關資源給學生。例如，本專題的探究是有難度的，教師在提出項目問題之前給學生看與袁隆平院士相關的視頻，并一直以水稻作為主線牽引整節課，同時許諾有興趣的學生可以參加接下來的戶外項目課程。這樣，學生的積極性就調動起來了。

2.3全面預設并激發生成

復習課不同于新授課，本身容量大，如果教師要以問題或者項目新模式來組織復習課，需要預設各種可能的方案、學生在寫方案時可能出現的問題、學生互評環節可能出現的問題。但是，教師也要注意保持師生之間的平等地位，具有包容的態度，能鼓勵和保護學生的積極性，并有效糾正學生呈現的問題，激發生成性知識。

2.4關注實踐又著力發展

新課程高度關注學生學習過程中的實踐經歷，強調依托探究性的活動，加深學生對生物學概念的理解，從而樹立科學的自然觀。學生在探究方案過程中經過推理、討論、分享的實踐過程，獲得了利用生物學原理解決情境問題的體驗，同時又為個性化的學習留出時間和空間，發展了生物學學科核心素養、嚴謹的思維和語言表達能力。這也符合新課標教學過程重實踐、教學效果重發展的要求。

總體而言，本專題的新嘗試給了專題復習課一種不同的探索。雖然，課前對教師的備課要求及課堂掌控能力要求相對較高，但基于PBL理念的專題復習模式很好地發揮了學生的主觀能動性，培養了學生的科學思維和科學探究能力，對學生終身發展需要的解決問題的綜合能力提升有益。這其實也是生物學學科教學的內在深層目標。

參考文獻：

[1]陳黎云.PBL教學模式在高中生物教學中的應用研究[D].昆明：云南師范大學，2018.

[2]肖安慶，顏培輝，陳尚寶.試論STEAM項目式學習的設計——以“生態環境的保護”為例[J].中學生物教學，2019，（Z1）：56-58.