基于學(xué)科核心素養(yǎng)的高中生物PBL教學(xué)實踐

閔伶 鄧自發(fā)

摘 要：以《植物細胞有絲分裂》一節(jié)為例，基于PBL教學(xué)模式，通過“植物組織培養(yǎng)”技術(shù)導(dǎo)入問題情境，學(xué)生觀察植物根尖有絲分裂臨時裝片、組內(nèi)資料學(xué)習(xí)、模型制作、顯微鏡下細胞圖片排序，深入理解有絲分裂的過程及意義。

關(guān)鍵詞：有絲分裂;PBL教學(xué)模式;模型制作

【中圖分類號】G【文獻標識碼】B【文章編號】1008-1216（2019）04B-0020-03

為落實黨的十八大、十九大立德樹人的要求，教育部頒布了包括《普通高中生物學(xué)課程標準（2017年版）》（以下簡稱《課標》）在內(nèi)的普通高中各學(xué)科2017年版課程標準?！墩n標》中明確要求學(xué)生能在親歷提出問題、獲取信息、尋找證據(jù)、檢驗假設(shè)、發(fā)現(xiàn)規(guī)律等過程中習(xí)得生物學(xué)知識，養(yǎng)成科學(xué)思維的習(xí)慣，形成科學(xué)態(tài)度，發(fā)展終身學(xué)習(xí)及創(chuàng)新實踐能力。同時生物學(xué)科核心素養(yǎng)（生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、社會責(zé)任）的每一部分都對“發(fā)現(xiàn)問題、解決實際問題”提出了要求?！墩n標》中課程實施建議部分多次提到“創(chuàng)設(shè)問題情境”“密切聯(lián)系實際”，學(xué)業(yè)水平考試與命題建議部分也明確指出“試題素材應(yīng)貼近學(xué)生生活實際，以真實問題情境組織命題”為命題原則之一。劉恩山教授指出“在國家、地方和校本課程中強化STEM和PBLs”，認為課程的指向和特點與我國課程改革方向高度一致，適合創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。因此，PBL教學(xué)模式是落實《課標》重要途徑。

一、PBL教學(xué)模式

（一）PBL教學(xué)模式的涵義

1959年，美國學(xué)者Barrows教授首先提出PBL教學(xué)模式，Linda Torp和Sara Sage隨后對PBL作出了自己的理解。PBL教學(xué)模式的起點和核心是真實或模擬真實的問題情境，主體是學(xué)生，通過自主學(xué)習(xí)并小組合作解決問題，教師扮演指導(dǎo)者的角色，達到讓學(xué)生的思維探究、合作交流及實際問題解決等多方面能力得以提高的目的。問題、學(xué)生、教師是該模式的三個要素，教學(xué)實際上是圍繞著隱形的知識點展開的。

（二）PBL教學(xué)模式的模型構(gòu)建

二、課例設(shè)計

通過對PBL教學(xué)模式的學(xué)習(xí)，以人教版必修一第六章第一節(jié)《植物細胞有絲分裂》為例進行教學(xué)設(shè)計。

（一）教學(xué)目標及知識點梳理

本節(jié)內(nèi)容在《課標》中的次位概念為“描述細胞通過不同的方式進行分裂，其中有絲分裂保證了遺傳信息在親代和子代細胞中的一致性”，要求學(xué)生知道細胞分裂的不同方式，還要掌握有絲分裂知識，主要涉及各時期的特點以及DNA、染色體的數(shù)量變化。具體教學(xué)目標及相關(guān)知識點見下表：

（二）課堂實施

以“植物組織培養(yǎng)”技術(shù)創(chuàng)設(shè)生物體長大的問題情境，通過自主學(xué)習(xí)和小組合作掌握植物細胞有絲分裂概念及各時期的特點，并在組內(nèi)合作完成模式圖的制作以強化植物細胞有絲分裂各時期的特點，對顯微鏡下的圖片進行排序同時培養(yǎng)學(xué)生的識圖能力，具體教學(xué)過程如下：

知識點1.①②生命觀念。教師行為：有種生物技術(shù)是“植物組織培養(yǎng)”，是利用植物細胞具有全能性，通過培養(yǎng)植物的根、莖、葉等部分，就能讓它生長為一棵完整的植株。預(yù)設(shè)學(xué)生行為：覺得很神奇并感到疑惑;教師行為：最讓老師好奇的是，為什么小小的根、莖、葉就能生長成完整的植株那么大呢？預(yù)設(shè)學(xué)生行為：答：因為根、莖、葉的細胞長大了;教師行為：細胞能長成這么大嗎？我們知道的最大的細胞是什么？預(yù)設(shè)學(xué)生行為：答：鴕鳥蛋。學(xué)生評價：認識到不僅是因為細胞的長大;教師行為：那么，到底怎樣才能長成那么大的植株呢？預(yù)設(shè)學(xué)生行為：答：有很多細胞一起長大就能生長成完整的植株;教師行為：那我們大家來猜一猜，生物體的長大，需要細胞進行哪兩項活動？預(yù)設(shè)學(xué)生行為：答：體積長大;數(shù)量增多。教師行為：有同學(xué)提到了細胞數(shù)量也會增多，現(xiàn)在請大家閱讀資料一，求證一下是不是這個原因?qū)е碌?，為什么？如果是的話，請問細胞?shù)量以什么方式增多？預(yù)設(shè)學(xué)生行為：閱讀資料回答：細胞的增殖方式是分裂;真核細胞的分裂方式有有絲分裂、無絲分裂和減數(shù)分裂（生殖細胞）;教師行為：在生長過程中細胞的數(shù)量竟然在增多，確實神奇！老師在課前為大家制作了大蒜根尖有絲分裂的臨時裝片，現(xiàn)在請大家利用顯微鏡觀察一下大蒜根尖的細胞。預(yù)設(shè)學(xué)生行為：利用顯微鏡觀察裝片;教你行為：大家是不是和老師一樣看到了這樣幾種不同形態(tài)的細胞（展示預(yù)實驗時處于不大家是不是和老師一樣看到了這樣幾種不同形態(tài)的細胞（展示預(yù)實驗時處于不同時期的細胞圖片）？對此，大家有什么想法？預(yù)設(shè)學(xué)生行為：提問：沒有看到細胞數(shù)量變多？這些細胞為什么形態(tài)不一？

知識點2.①③④⑤⑥⑦生命觀念。教師行為：帶著你們的這些疑惑，大家四人一組，結(jié)合你們桌上的其他幾則材料和書本，分工合作，找出植物細胞有絲分裂過程中的相關(guān)概念。預(yù)設(shè)學(xué)生行為：小組合作，找出與植物細胞有絲分裂相關(guān)的概念。學(xué)生評價：相互補充完整：細胞周期、染色質(zhì)絲和染色體的關(guān)系、紡錘體、著絲點、赤道板、細胞板、染色單體、姐妹染色單體;DNA、染色體、染色單體的關(guān)系。教師評價：教師對這些概念補充完整并進行強化;

知識點2.②科學(xué)探究。教師行為：剛才的小組學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)掌握了植物細胞有絲分裂過程中相關(guān)的一些概念，接下來，請大家還是四人一組，仍然結(jié)合資料和課本，學(xué)習(xí)植物細胞有絲分裂到底是一個什么樣的過程，并且根據(jù)你們的理解合作制作植物細胞有絲分裂的模式圖。預(yù)設(shè)學(xué)生行為：學(xué)習(xí)植物細胞有絲分裂的過程;合作制作模式圖。

知識點3.①科學(xué)思維。教師行為：大家的模式圖都差不多完成了，現(xiàn)在請一組同學(xué)給我們展示一下成果，并派一名代表給大家闡述一下你們的制作思路。預(yù)設(shè)學(xué)生行為：某組同學(xué)展示;代表講述思路（各時期特點）。學(xué)生評價：其他同學(xué)根據(jù)植物細胞有絲分裂各時期的特點進行糾正并修改自己的模式圖。教師評價：對同學(xué)們模式圖及制作思路進行糾正，并對植物細胞有絲分裂的過程（各時期特點）進行強化。模式圖關(guān)注點：1、核膜、核仁。2、染色體數(shù)目及形態(tài)。3、染色體顏色排列

知識點3.①生命觀念科學(xué)探究。教師行為：對植物細胞有絲分裂的過程我們已經(jīng)進行了學(xué)習(xí)，還動手制作了模式圖，那現(xiàn)在請大家打開你們桌上的信封，里面裝著的是大家在顯微鏡下看到的不同形態(tài)的細胞圖片，現(xiàn)在，大家知不知道這些細胞為什么都不一樣？大家嘗試將這些細胞根據(jù)有絲分裂的過程按順序排一排。預(yù)設(shè)學(xué)生行為：答：因為是處于不同時期的細胞。排序、相互交流、檢查。教師行為：我們在顯微鏡下看不到細胞數(shù)量的增多，模式圖的制作也是分成不同時期的，現(xiàn)在我們來看看植物細胞有絲分裂的視頻，感受一下完整的過程。預(yù)設(shè)學(xué)生行為：觀看視頻;

知識點3.②科學(xué)思維。教師行為：我們不僅知道了DNA、染色體和染色單體之間的關(guān)系，還探究了有絲分裂的完整過程，現(xiàn)在，請大家嘗試繪制在有絲分裂過程中DNA和染色體的數(shù)量變化過程（請兩位同學(xué)上黑板繪圖）。預(yù)設(shè)學(xué)生行為：繪制數(shù)量變化曲線;

知識點3.②科學(xué)思維。教師行為：我們一起來看黑板上的兩幅圖是不是和大家畫的一樣呢？預(yù)設(shè)學(xué)生行為：對比，評價，糾正。教師評價：通過帶領(lǐng)學(xué)生回顧植物細胞有絲分裂的過程，評價學(xué)生的折線圖。關(guān)注點：DNA從間期到前期的復(fù)制是一個漸進的過程，不是一下子完成的。

知識點3.③社會責(zé)任。教師行為：我們學(xué)習(xí)了有絲分裂，了解了其過程，大家覺得有絲分裂的進行有什么意義？預(yù)設(shè)學(xué)生行為：答：保證了遺傳信息在親代細胞和子代細胞間的一致性;教師行為：同學(xué)們剛才還有一個疑問是為什么我們在顯微鏡下看不到細胞數(shù)量增多的過程？老師還想知道動物細胞有絲分裂是不是和植物細胞相同？這些問題需要大家課后先查閱、搜集資料，下節(jié)課我們再一起探究。

三、教學(xué)反思

學(xué)生在課堂上的參與度和主動性有明顯的提高，在教師的問題串、模型制作、成果展示環(huán)節(jié)，學(xué)生相互評價，不斷發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，不僅學(xué)習(xí)動機得到了轉(zhuǎn)變，問題意識也得到了提升，更是經(jīng)歷了思維和探究的過程。

考慮到學(xué)生的課業(yè)壓力，《植物細胞有絲分裂》資料的搜集都是教師在課前進行的，使得學(xué)生資料搜集和信息處理能力缺乏鍛煉;PBL對學(xué)生來說是一個全新的模式，課堂角色突然間由被動變主動還需要一個過程，本節(jié)課知識點較多，課堂比較緊湊，學(xué)生在課堂上對知識點的消化還缺少時間;教師也由課堂主導(dǎo)者變?yōu)橹笇?dǎo)者，需要應(yīng)對學(xué)生在課堂上提出的各種問題，同時要在學(xué)生合作學(xué)習(xí)的過程中進行節(jié)奏上的把控，這對教師的專業(yè)素養(yǎng)和組織管理能力都有較高要求。

四、結(jié)束語

PBL教學(xué)模式的目標立足于學(xué)生思維能力的培養(yǎng)、實際問題解決能力的提升，同時學(xué)生能夠在此過程中提取、歸納和應(yīng)用知識。其中，問題情境的創(chuàng)設(shè)尤為重要，是PBL的心臟，一個貼合學(xué)生實際的問題情境既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣又能引起學(xué)生的探究欲望，正因為與生活實際有聯(lián)系，因此，有助于實踐能力的培養(yǎng)，讓學(xué)生“學(xué)以致用”。學(xué)生在教師的問題情境中提出問題，以自主學(xué)習(xí)和小組合作為學(xué)習(xí)形式，再通過學(xué)生相互評價，經(jīng)歷了提問—解決—質(zhì)疑—再解決的過程。同時，基于PBL模式的課堂教學(xué)有助于教師理論和實踐經(jīng)歷的積累。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中生物學(xué)課程標準：2017年版[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2]劉恩山，曹保義.普通高中生物學(xué)課程標準（2017年版）解讀[M].北京：高等教育出版社，2018.