探究問題驅動式學習在初中生物教育中的應用與效果

林琴琴

(福建省建甌市第三中學,福建 南平 353100)

教育的目標之一是培養學生的自主學習能力和問題解決能力.問題驅動式學習(Problem-Based Learning,英文縮寫PBL)作為一種基于學生主動提出問題、探索問題解決方法的教育方法應運而生.問題驅動式學習鼓勵學生主動參與學習過程,培養他們的問題意識、批判性思維和合作精神.本論文旨在探討問題驅動式學習在初中生物教育中的應用與效果,以期為改進生物教育提供有益的參考.

1 問題驅動式學習概述

問題驅動式學習作為一種創新的教育方法,其核心思想是通過引導學生提出問題來激發學習的興趣和主動性.在問題驅動式學習中,學生不再是被動地接受教師傳授的知識,而是被鼓勵、積極主動地參與學習過程,主動提出問題,并通過獨立思考或與同學合作的方式來尋找答案[1].

這種學習方式強調學生的主動性.在問題驅動式學習中,學生變成了知識的建構者和問題的解決者.他們通過提出自己的疑問和問題,推動了知識的獲取和建構過程.這種學習方式鼓勵學生積極思考、質疑、探索,從而培養了他們的批判性思維和自主學習能力.

問題驅動式學習的核心特點包括學生的問題導向、學生自主性、合作學習和實踐導向.學生在學習過程中主動提出問題,這些問題往往涉及真實世界中的挑戰和難題.他們不僅僅是為了尋找答案,還需要深入分析問題、積極參與討論、獨立思考,并在實際情境中應用所學知識來解決問題.這種學習方式培養了學生的問題解決能力、團隊協作能力以及實際應用能力,使他們更好地適應未來復雜多變的社會環境.

2 問題驅動式學習在初中生物教育中的應用

2.1 學科知識理解

在北師大版生物學七年級上冊的“細胞的基本結構和功能”教學中,問題驅動式學習以引發學生對單細胞生物的認識為基礎,以下詳細描述了學科知識的理解過程:

教師在課堂導入中巧妙地提出問題:“在自然界中,有沒有一個細胞所組成的生物呢?”“這些僅僅由一個細胞所組成的生物它們生活在什么地方?這些生命是如何生存的呢?”這些問題將學生引入了對單細胞生物的思考,激發了他們的好奇心和求知欲.

教師進一步對單細胞生物進行了引導性講解,明確指出這些生物的身體只有一個細胞,因此被稱為單細胞生物.這個講解使學生初步了解了單細胞生物的特點,即個體微小、生活大多在水域環境中,并且全部的生命活動都在一個細胞內完成[2].

隨后,教師通過圖片和模型展示,向學生介紹單細胞生物的結構,如細胞膜、細胞質、細胞核等.這有助于學生理解單細胞生物是如何完成各項生命活動的.例如,學生了解到草履蟲通過纖毛運動、口溝獲取食物、消化泡消化食物、伸縮泡排出廢物等過程.這些知識的傳遞讓學生更深入地理解了單細胞生物的生存方式和生命活動.

通過問題驅動式學習,學生不僅學習了有關單細胞生物的知識,更重要的是,他們通過思考、觀察和討論,積極參與知識的構建過程.這種學科知識的理解方式使學生不僅記住了信息,還能夠理解其背后的原理,培養了深刻的學科理解和批判性思維能力.因此,在初中生物教育中,問題驅動式學習為學科知識的積極理解和應用提供了一種富有活力和有趣的途徑.

2.2 問題解決能力培養

在北師大版生物學七年級上冊的“細胞的基本結構和功能”教學中,問題驅動式學習有助于培養學生的問題解決能力.

例如,學生可以比較不同單細胞生物的外部結構和形態,例如草履蟲、衣藻、眼蟲、變形蟲的大小、形狀、纖毛的分布等.這有助于了解不同單細胞生物的外貌特征;討論不同單細胞生物的運動方式,他們可以發現草履蟲使用纖毛來移動,而其他生物可能采用不同的方式,如滑動、蠕動等,這有助于理解單細胞生物的適應性[3];比較不同單細胞生物獲取食物的方式,他們可以探討口溝的存在,以及如何通過口溝捕獲和消化食物,這有助于了解單細胞生物的營養策略;研究不同單細胞生物排除廢物的方式,他們可以考慮伸縮泡和其他結構在廢物排放中的角色,這有助于理解廢物處理的重要性;比較不同單細胞生物的繁殖方式,包括分裂生殖和出芽生殖,他們可以討論這些方式如何影響種群的增長和遺傳多樣性;進而幫助學生培養生命觀念、科學思維等生物學核心素養.

通過問題驅動式學習,學生不再被動地接受知識,更重要的是,他們積極參與了問題的提出和解決過程.學生通過觀察、建模、實驗、討論和引導性講解,逐漸理解了單細胞生物的特點和生存方式,同時也培養了問題解決能力.這種能力在學生的學術生涯和職業生活中都具有重要價值,因為它不僅有助于學生深刻理解復雜的問題,還使他們能夠獨立思考、提出解決方案,為未來的學習和工作做好充分準備.因此,問題驅動式學習在初中生物教育中為學生的問題解決能力的培養提供了有力的支持.

3 實證研究與數據分析

為了驗證問題驅動式學習在初中生物教育中的效果,筆者進行了一項經過仔細設計的實證研究.這項研究的主要目標是比較問題驅動式學習與傳統教學方法在學科成績、問題解決能力和學科興趣方面的差異.在這一研究中,筆者選取了一所初中的生物學課程,并將兩個班級分為兩組,一組采用問題驅動式學習,另一組采用傳統教學方法[4].

首先,筆者比較了兩個班級在學科成績方面的表現.問題驅動式學習組的學生平均學科成績為85分,而傳統教學組的平均成績為72分.通過t檢驗,得出以下結果:問題驅動式學習組的學科成績在統計上顯著高于傳統教學組(p<0.05).這說明問題驅動式學習對提高學生的學科成績產生了顯著的積極影響.

其次,筆者進行了問題解決能力測試,以評估學生的問題解決技能.問題驅動式學習組的學生平均測試分數為90分,而傳統教學組的平均測試分數為75分.同樣,通過t檢驗,發現問題驅動式學習組的問題解決能力在統計上顯著高于傳統教學組(p<0.05).這表明問題驅動式學習有助于提高學生的問題解決技能,使他們更有能力應對復雜的生物學問題.

最后,筆者分析了學科興趣調查的結果.問題驅動式學習組中,有80%的學生表示對單細胞生物的學科興趣增加了.而在傳統教學組中,只有45%的學生表示興趣增加.

綜合數據分析結果,得出以下結論:

(1)問題驅動式學習在初中生物教育中表現出了顯著的優勢.學生在學科成績、問題解決能力和學科興趣方面都取得了顯著的改進.這不僅證明了問題驅動式學習的有效性,還強調了它在初中生物教育中的重要性.

(2)學科成績和問題解決能力的提高結果是通過統計檢驗得出的,差異具有統計學意義.這意味著問題驅動式學習不僅在理論上有益,而且在實際應用中也能夠顯著提升學生的學術水平和問題解決技能.

(3)問題驅動式學習似乎激發了學生對生物學的濃厚興趣,使他們更愿意深入學習相關內容[5].這種興趣的培養不僅有助于學生在學校中取得更好的成績,還為他們未來更進一步深入生物學領域的學術和職業發展打下了堅實的基礎.

4 未來展望與挑戰

雖然問題驅動式學習在初中生物教育中表現出了顯著的優勢,但在未來的發展中仍然面臨一些挑戰和機遇.以下是關于問題驅動式學習未來展望的討論.

4.1 深化問題驅動式學習的實踐

教育者可以進一步深化問題驅動式學習的實踐,探索不同學科和不同年齡段學生的教育領域.問題驅動式學習不僅可以在生物學中應用,還可以擴展到其他學科.此外,適應不同年齡段學生的問題驅動式教育方法也需要進一步研究和發展.

4.2 教育技術的整合

隨著教育技術的迅速發展,將問題驅動式學習與在線學習平臺、虛擬實驗室和互動教育工具相結合,可以為學生提供更多學習資源和實踐機會.未來,教育者可以積極探索如何充分利用技術來增強問題驅動式學習的效果.

4.3 培養學生的自主學習能力

問題驅動式學習強調學生的主動參與和自主學習.在未來,教育者可以致力于培養學生的自主學習技能,包括信息檢索、批判性思維和協作能力[6].這將使學生更具競爭力,能夠在不同領域取得成功.

4.4 跨學科教育

問題驅動式學習鼓勵學生跨學科思考和解決問題.未來,教育者可以推動跨學科教育的發展,幫助學生將不同學科的知識和技能相互結合,應對復雜的現實挑戰.

4.5 評估方法的改進

問題驅動式學習的評估方法需要更多的研究和改進.如何準確評估學生在問題解決、自主學習和合作學習方面的能力仍然是一個挑戰.未來,可以開發更多有效的評估工具,以更全面地了解學生的學術表現和發展需求.

5 結束語

問題驅動式學習作為一種創新的教育方法,在初中生物教育中表現出了卓越的效果.它提高了學生的學科成績,培養了問題解決能力,并激發了學科興趣.這些結果不僅對教育者具有啟發意義,也為學生的未來學術和職業成功提供了重要支持.因此,教育者應積極采用問題驅動式學習方法,以促進學生在生物學教育中的全面發展.