PBL教學模式下高中生物探究式教學實踐探究

摘 要：PBL教學模式是一種以問題為導向，鼓勵學生自主查閱資料、合作解決問題的新型教學手段。在高中生物教學中，應用PBL（Problem-Based Learning）教學模式，能夠助力學生更直觀簡單地理解抽象的生物知識，同時在探究問題、解決問題的過程中，加深學生對生物知識的理解和應用，助力學生形成生物思維的同時，發展學生的生物學科核心素養。為順應新課改對高中生物教學的要求，發展高中生探究能力和生物核心素養，本文首先分析了PBL教學模式背景下開展高中生物探究式教學實踐的教育價值，最后圍繞如何落實PBL教學模式開展高中生物探究式教學實踐提出了幾點策略，以提升學生探究意識，強化學生解決問題的能力。

關鍵詞：PBL教學模式；高中生物；探究教學

PBL教學模式的提出開始應用于傳統的醫學教學活動中，以學習問題為基礎，教師引導學生自主查閱資料、討論學習問題，提升教學活動質量，并取得良好的成效。在教育不斷發展的背景下，PBL教學模式也被應用于其他學科教學中，現已獲得出色的教學成績。在高中生物課堂教學中應用PBL教學模式開展探究式教學實踐，相較于傳統教學方法而言，有著顯著的優越性。在PBL教學模式當中，教師應轉變個人角色額，即教師要充當學生學習活動的組織者和總結者，鼓勵學生主動發現問題、探究問題、解決問題，形成以學生為主體的課堂新模式，同樣也順應了當前教育改革的趨勢，對提升高中生物課堂教學效果有著極大的現實意義。

一、PBL教學模式下開展高中生物探究式教學實踐的價值

（一）問題激發學生的學習積極性

應用PBL教學模式打造高中生物探究式教學活動，教師結合生物教學內容，精心設計教學問題，同時聯系現實生活案例。在此類問題活動中，學生能夠主動將生物知識與生活經驗聯系起來。同時，學生也能主動參考教材知識內容，應用生物學思維和批判性思維分析問題內涵。此類教學活動，不僅能夠轉變傳統枯燥的問題提問方式，同樣也能激發學生的學習積極性和好奇心，推動學生展開主動探究。

（二）問題驅動助力學生思維發展

PBL教學模式的應用推動學生成為課堂學習的中心，教師是學生學習的引導者和協助者。在問題教學活動中，教師提出符合學生學習情況和學習需求的問題，同時為學生提供自主探究的機會。在學生探究問題、收集資料、分析數據并提出假設的過程中，不僅能加深學生對生物知識的靈活應用，同樣也能提升學生學習思維的發展水平。

（三）問題引導學生深度學習

PBL教學模式的應用能夠推動學生在理解生物知識的基礎上，展開生物學習問題的深入探究，這就為學生加深對生物知識的理解、思考與辨析提供了平臺，助力學生深度學習。例如，在PBL教學框架下，教師設計生物問題情境，關注學生自主發現問題、分析生物現象的原因，并解決學習問題。在該活動中學生能夠理解問題情境中生物知識之間的邏輯關系，由淺入深地發展學生的學習思維，促進學生的深度學習[1]。

二、PBL教學模式下高中生物探究式教學實踐策略

（一）聚焦生物實驗活動，鼓勵學生提出問題

高中生物探究式教學活動是學生開展自主學習合作探究的教學形式，尤其是高中生物課堂教學中豐富的生物實驗是學生靈活應用生物知識、理解生物知識的重要途徑，也為學生開展探究學習提供了契機。聚焦生物實驗活動，應用PBL教學模式，鼓勵學生參與到生物實驗方案設計、實驗動手操作等過程中，感悟生物實驗現象、探究生物實驗規律，進而在學生自主發現問題、分析問題的過程中，掌握生物實驗的思路和方法，提升學生的動手實踐能力。

例如，人教版選擇性必修3探究實踐“DNA的粗提取與鑒定”，應用PBL教學模式開展生物實驗探究，要以實驗探究目標為導向，教師設計并提出相關問題，同時附加相應的學習資料，鼓勵學生自主了解實驗探究的目的和問題。在學生主動提出問題后，教師引導學生遷移與應用所學的生物知識，合作完成實驗方案和流程的制定。在本節課中，教師在課堂上給出染色體成分結構圖并提出問題，即：學生自主觀察結構圖，分析染色體的主要結構成分，并思考如何才能提取和鑒定DNA呢？在教師問題的引領下，學生以小組合作的形式分別設計生物實驗方案，按照分析問題、實驗假設、制訂方案、動手探究操作的流程，制訂實驗方案。在小組合作探究后，各小組派代表匯報問題分析結果和實驗檢測，有的小組從分析DNA結構成分的角度出發，探究DNA、RNA、蛋白質、脂質等物理化學方面的差異，通過去除RNA、蛋白質、脂質此類雜質，實現DNA的粗提取。小組合作與討論鑒定DNA的方法，存在一定困難，有的學生借助已掌握的生物知識提出使用二苯胺鑒定DNA的方法。在小組提出問題和實驗假設后，制訂詳細的實驗方案和實驗步驟。在該過程中，有的學生提出了怎樣才能獲取DNA實驗材料？為什么在教材中選擇了雞血作為實驗材料？那么狗血、豬血等其他的血液是否能代替雞血呢？在課堂教學活動中，教師關注學生的生成性問題，并引導學生思考哺乳動物、非哺乳動物血液中紅細胞特性，進而啟發學生深度思考，推動學生深度理解與思考。學生按照各自的實驗方案開展探究與操作，在動手探究的過程中，有效發散了生物科學思維與探究操作能力[2]。

（二）創設生物問題情境，構建教學內容主線

生物問題情境的創設能夠轉變傳統課堂教學模式，使生物知識以系統性邏輯性和關聯性的形式呈現出來，推動學生展開系統思考和整體認識，進而幫助學生構建更系統的生物知識體系，體會知識與知識之間的邏輯關系。

以人教版高中生物選擇性必修二“影響種群數量變化的因素”課堂教學為例，在本節課中為加深學生對生物知識的理解和應用，創設了以“蝗災的發生與防治”生物教學背景，打造發現問題、分析問題、解決問題的生物問題情境。同時聯系教材內容，將零散的教學內容整合成整體，推動學生展開系統化的思考，進而加深對影響種群數量變化因素的整體認知。在本節課中教師設計了四個問題情境。情境一：將真實的蝗蟲爆發災害案例作為課堂導入內容，使學生更直觀地感受蝗災爆發帶來的影響，并提出蝗災爆發的原因，蝗災帶來哪些危害？怎樣才能有效防治蝗災的問題？在真實情境案例的引領下，激發學生的社會責任感，同時借助探究問題，激發學生的學習興趣和主動性。情境二：教師給出學者研究蝗蟲災害發生時氣溫、降水量與蝗蟲數量變化的關系圖，同時為學生提供有關蝗蟲生長條件的學習資料，引導學生自主探究蝗蟲災害爆發的原因，并嘗試概括哪些因素能夠影響蝗蟲種群數量的變化。情境三：教師在課前布置了學生以小組合作的形式收集有關蝗災的資料并由小組代表進行展示，使用自己的語言闡述蝗蟲災害帶來的影響和危害。學生在探索和研究知識案例的過程中，能夠發現現實問題。在該問題情境中，提升學生的知識歸納能力，同時也能加深學生對蝗災危害的體會，為培養學生的社會責任感和生態觀念奠定基礎。情境四：探究蝗蟲災害的防治方法。在本節課的學習過程中，學生已經了解到影響蝗蟲種群數量變化的因素。此時教師就可以提出問題，基于蝗蟲種群數量的生長規律，從生物學的角度出發，探索蝗蟲的防治方法。在該情境中，學生自主搜索殺蟲劑的作用機制和殺蟲效果，結合蝗蟲種群數量增長的影響因素，提出從分析蝗蟲短期捕食關系、長期捕食關系的角度出發，應用殺蟲劑有效防治蝗蟲災害。在該問題情境中，借助真實問題，激發學生的探究興趣，同時也能將新舊生物知識和學生的生活知識聯系起來，在以教學內容為主線的活動中，幫助學生構建更系統的生物知識體系，提升學生的學習效果[3]。

（三）關注學生學習需求，鼓勵學生自主發現問題

PBL教學模式的應用更關注設計有效的學習問題，在學習問題的引領下，推動學生展開高效學習與思考。值得注意的是，在教育改革背景下，高中生物教學逐漸轉變傳統以教師為主體的教學模式，更關注以學生為中心，展開教學設計。應用PBL教學模式開展高中生物探究式教學，教師同樣要關注學生的學習需求，以此設計針對性的學習問題。同時，教師也要鼓勵學生開展自主學習，在自主發現問題、分析問題、解決問題的過程中，有效實現生物知識內化，提升學生的探究能力和學習能力。

以人教版高中生物必修第一冊“細胞膜的結構和功能”課堂教學為例，本節課教學目標要求學生掌握細胞膜的成分結構和功能。同時，學生也要探索與學習制備細胞膜的方法，在構建生物膜模型的過程中體會生物實驗技術的進步。該教學目標關注學生生物知識、能力和素養的綜合發展。在課堂中分析學生的學習需求，應用PBL教學模式展開探究式教學活動，教師要做好科學引導并設計啟發性問題，鼓勵學生自主發現新問題、解決新問題。比如在本課堂中，教師將康乃馨花瓣分成兩份，分別放置于清水和稀鹽酸中，引導學生觀察康乃馨花瓣的變化。在課堂導入環節，大部分學生都產生了為什么康乃馨花瓣會出現此類變化的問題。借助學生產生的新問題，教師及時將細胞膜的成分、結構與功能相關生物知識呈現在課堂上，由學生自主思考康乃馨花瓣的細胞膜在清水和稀鹽酸中分別發生了什么變化，導致出現了學生看到的現象。在學生產生新問題、分析新問題的過程中，能夠加深學生對生物知識學習與感悟。隨后教師為學生提供自主操作的機會，親自動手觀察康乃馨花瓣在不同溶液中的變化，加深學生對生物知識的理解和內化。

（四）設計探究項目任務，拓寬學生學習深度

應用PBL教學模式打造高中生物探究式教學活動，教師可以創新項目活動任務，并設計子任務。在系統分析生物知識解決實際問題的過程中，使學生體驗生物知識在生活中應用的意義與價值，同樣也能促進學生合作能力、社交能力的發展[4]。在人教版高中生物教材中，編排了“探究實踐”活動板塊，這就為設計探究項目任務提供了契機。

以人教版高中生物選擇性必修二第三章第五節的探究實踐“設計制作生態缸，觀察其穩定性”為例，該板塊是學生完成生態系統結構、功能、穩定性等相關知識后的探究活動，旨在使學生在動手操作和觀察的過程中，進一步感受生物知識的應用，實現深度學習與深度思考，同時構建生物知識與現實世界的聯系，提升學生的學習效果。在該探究實踐項目中，設計了四個項目任務。任務一：學生利用已學的生物知識設計生態缸方案。在該任務活動中，學生要結合當地實際情況和生態系統常見的主要物種，在了解其生活習性的基礎上，探究生態系統各組成成分之間的營養關系，并使用思維導圖畫出生態系統中的食物鏈和食物網，分析如何設計合理的生態缸。任務二：制作生態缸并觀察生態缸的運行情況。在學生制定合理的小型生態系統后，教師提出觀察生態缸密封后能否穩定存在的任務，若生態缸內的生態系統迅速崩潰，學生要及時分析原因，并做好調整與補充。任務三：生態系統的穩定性研究。在任務一和任務二后，學生能夠在觀察與制作的過程中分析影響生態缸內生態系統穩定性的因素。教師在該任務活動中要及時引導學生將該生態缸與現實中的生態系統問題聯系起來，引導學生發散思維，繼續展開探究性實驗，探究影響現實生態系統問題的因素。比如設計干擾因素實驗，學生針對當前常見的污染問題，如水體富營養化、海洋塑料垃圾污染、外來物種侵入等，結合生態缸崩潰的現象，應用已掌握的生物實驗設計原則和思路，分析實驗變量和實驗觀察指標，并展開生物實驗，得出干擾因素結論。任務四：生態環境調查報告與評價。在完成三項任務后，學生已經對現實中生態系統的問題有了初步的認識，在任務活動中，學生要展開實地考察與調查，分析當地生態環境的變化情況，并調查研究所落實的生態環境保護措施，同時也可以提出更有效的保護手段。在該探究項目任務中，學生能夠實現生物知識的整合與應用，極大提升學生的學習效果。

結束語

總的來說，高中生物教學難度較大，傳統教學模式存在難以激發學生學習興趣的不足之處，這就影響了學生的學習成果，同樣也導致高中生物課堂教學難以順應新課程改革的要求。應用PBL教學模式不僅能創新高中生物課堂教學模式，同樣也能使學生成為課堂的主人公，有效改變學生處于被動的學習狀態，借助學習問題激發學生的學習積極性，驅動學生展開自主探究，引導學生深度學習。在課堂教學活動中，高中生物教師要關注學生的科學探究能力發展，聚焦生物實驗活動、創設生物問題情境、設置項目探究任務，在問題引導下，助力學生開展自主探究、合作探究，極大提升學生靈活應用生物知識的能力，助力學生核心素養的高質量發展。

參考文獻

[1]黃錦麗.基于批判性思維培養的高中生物“PBL”情境教學模式實踐研究[J].數理化解題研究，2024（21）：130-132.

[2]陳丹.問題式學習理念指導下的“高中生物學拓展實驗（校本課程）”的實踐研究[D].廣州：廣州大學，2023.

[3]裴婕，陳世媛，余春梅.PBL教學法在高中生物教學中的應用：以“基因工程”為例[J].西部素質教育，2022，8（14）：179-182.

[4]張衛東，李瑞.高中生物教學中運用PBL教學法發展學生的批判性思維初探[J].大學，2022（17）：99-102.