基于PBL模式的學生生物核心素養(yǎng)的培養(yǎng)

彭榕梓 張雪梅 李艷紅

摘? 要：PBL模式是一種基于問題學習的教學方法，讓學習者在解決問題中搭建起寬厚而靈活的知識基礎(chǔ)。該教學方法不僅可以讓學生養(yǎng)成自主學習的能力，還能培養(yǎng)學生的生物核心素養(yǎng)，最終讓他們學會終生學習以適應(yīng)未來社會的發(fā)展。本文將以“細胞中的無機物”為例，使用PBL模式設(shè)計教學，突出PBL模式在生物學教學中對學生生物核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：生物學? PBL教學模式? 生物科學素養(yǎng)

中圖分類號：G642? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1672-1578（2019）07-0040-02

PBL（Problem-Based Leaning）模式起源于醫(yī)學教育領(lǐng)域，被譽為 “多年專業(yè)教育領(lǐng)域最引人注目的革新”[1]。PBL模式指以問題為基礎(chǔ)的教學方法，讓學習者為了解或解決一個問題而進行學習的歷程[2]。為培養(yǎng)學生者對學習的自主性以及終身發(fā)展，可以將知識設(shè)置在日常的生產(chǎn)、生活中，通過小組合作的方式解決問題，并從中學習到問題背后的科學知識[3]。隨著建構(gòu)主義思潮的發(fā)展， PBL模式在教育領(lǐng)域中備受關(guān)注，而該教學模式的運用不僅可以鍛煉學生的科學思維能力，還可以聯(lián)系實際生活，幫助學習者對知識的掌握和理解[4-7]，故PBL模式不僅可以讓學生具有縝密的思維以及科學探究的能力，還可以讓他們深入自然，體會自然，而這與2018年新課標準改革的宗旨培養(yǎng)學生的生物核心素養(yǎng)目的相同。生物學核心素養(yǎng)從生命觀念、理性思維、科學探究和社會責任四個方面，培養(yǎng)學生的自主探究能力和嚴密的邏輯思維以及相關(guān)的情感態(tài)度和價值觀，從而幫助學生解決在未來生產(chǎn)、生活中所遇到的困難[8]。目前對PBL模式的研究還未與生物核心素養(yǎng)相聯(lián)系，所以本文以“細胞中的無機物”為例，運用 PBL模式進行教學設(shè)計，培養(yǎng)學生的生物學核心素養(yǎng)，進而提高學習者的學習自主性。

1? ?教材及學情分析

1.1 教材分析

《細胞中的無機物》位于高中生物人教版必修一第二章第五節(jié)，本節(jié)知識的學習，不僅有利于學生鞏固所學的細胞中的有機物，還為學習細胞的結(jié)構(gòu)和功能奠定基礎(chǔ)。

1.2 學情分析

本節(jié)課的授課對象是高一年級的學生，傳統(tǒng)教學教師對學生的培養(yǎng)只是停留知識的表層，使學生對生物學知識的認識只停留在感性的層面。而PBL教學模式，不僅有利于加深學生對生物學知識的理解和學習，讓他們提煉出生物現(xiàn)象的本質(zhì)，滲透生物核心素養(yǎng)，從而使學生對生物學知識由“學”到“樂”最終達到“趣”的水平。

2? ?教學過程

運用PBL模式體現(xiàn)生物核心素養(yǎng)以“細胞中的無機物”為例，具體如下：

問題設(shè)置：①不同生物含水量有什么特點？②生物中不同器官含水量有什么特點？③生物的含水量與什么因素有關(guān)？

教學材料：

教學目的：明白生物體中的含水量不僅與生物生活的環(huán)境有關(guān)，還與性別、年齡等因素聯(lián)系緊密。

生物核心素養(yǎng)體現(xiàn)：通過分析表格讓學生們明白生物的多樣性和統(tǒng)一性。水是自然界最基本、最重要的資源，存在世界萬物當中，而萬物生命的組成、成長卻有著不同的規(guī)律，從思想上讓同學們感受生命的奧秘，培養(yǎng)學生的生命觀念。

問題設(shè)置：心臟和血液含水量相差不大，但為什么心臟呈現(xiàn)固態(tài)形式，而血液呈現(xiàn)液態(tài)形式呢？

教學材料：

教學目的：初步認識細胞中存在不同形式的水。

生物核心素養(yǎng)體現(xiàn)：心臟和血液是我們?nèi)梭w重要的成分，用它們來設(shè)置問題，可以激起學習者對問題探討的興趣，從而養(yǎng)成科學探究的思維習慣。

問題設(shè)置：分析新鮮的種子，曬干的種子和炒熟的種子中水的主要存在形式（自由水還是結(jié)合水？）

教學材料：

實驗：學生將若干相同重量的新鮮種子、曬干種子和炒熟種子分別放在三支不同的試管中，并用試管架夾住試管再在點燃的酒精燈外焰上加熱。

在這一過程中學生們需注意觀察三支試管的不同變化，并回答設(shè)置的問題。

教學目的：通過實驗探究細胞中水的不同形態(tài)。

生物核心素養(yǎng)體現(xiàn)：提出針對性的問題，以小組的形式設(shè)計實驗，讓他們通過實踐操作的方式獲取知識。這有利于學生的實驗設(shè)計和探索能力的培養(yǎng)。

問題設(shè)置：自由水和結(jié)合水相比，誰的抗旱、抗寒、抗熱的能力強？

教學材料：同體積的水和果汁放入冰箱中，發(fā)現(xiàn)水比果汁先結(jié)冰。

教學目的：理解結(jié)合水和自由水的區(qū)別。

生物核心素養(yǎng)體現(xiàn)：舉一反三內(nèi)化知識。通過解釋生活中常見的現(xiàn)象，獲取相應(yīng)的知識，并從中鍛煉他們的推理歸納能力，進而培養(yǎng)學生們的科學思維和探究能力。

問題設(shè)置：①對于資料1，我們可以知道細胞的結(jié)構(gòu)組成離不開什么物質(zhì)？②在這杯檸檬飲品中，水充當了怎樣的角色？

③人體中的細胞生活的環(huán)境能否離開水？為什么？④人體所攝入的營養(yǎng)物質(zhì)是通過怎樣的方式運輸?shù)礁鱾€細胞中的呢？那廢物又是如何排除體內(nèi)的呢？⑤聯(lián)系光合作用和呼吸作用，這些生命活動的進行都離不開哪些物質(zhì)？

教學材料：

資料1：小麥種子如果曬干，除去其中的自由水，那么第二年春天它還可以萌發(fā);但如果將其徹底烘干，除去其中的結(jié)合水，那么它就會死亡。

資料2：維生素C泡騰片用溫開水溶后服用，不僅可以增強我們的抵抗力，還可以預防和治療各種急、慢性傳染性疾病。

資料3：俗話說：人不吃飯可以活七天，但人不喝水卻只能活三天。

資料4：在感冒的時候，一般醫(yī)生都會讓病人多熱喝水，這樣可以促進他們的血液循環(huán)，提高人體的新陳代謝，加快廢物以及有害物質(zhì)的排泄，從而利于身體的恢復。

資料5：光合作用反應(yīng)式：CO2+H2O →（CH2O）n+O2

呼吸作用反應(yīng)式：C6H12O6+6H20+6O2 →6C2O+12H2O+大量能量

教學目的：水在生物體中的作用。

生物核心素養(yǎng)體現(xiàn)：結(jié)合現(xiàn)實生活設(shè)置問題，讓學生學會從對知識進行歸納總結(jié)，并結(jié)合實際生活情況加深同學們對生物知識和概念的理解。而且知識并不是獨立存在的，是相互連接的，并且學會用新知識解決新的問題，也能夠幫助同學們對新知識的進一步理解。通過學習知識用來解釋和理解日常生活中一些問題和現(xiàn)象，從而培養(yǎng)學生的生物核心素養(yǎng)。

問題設(shè)置：對于水資源的匱乏，我們應(yīng)該有何對策呢？

教學材料：由于人口的增加，水資源的需求變大;由于水資源的不合理導致我國能利用的水資源減少;而生產(chǎn)生活中廢物的不恰當處理，使得水源被污染。

教學目的：水的意義。

生物核心素養(yǎng)體現(xiàn)：激發(fā)他們的社會責任感，讓他們學會關(guān)心社會。

問題設(shè)置：①礦泉水和運動型飲料有什么區(qū)別？②這些白色物質(zhì)是什么呢？

教學材料：

準備材料：功能型飲料以及礦泉水若干瓶，對比分析營養(yǎng)成分表。

資料：種子在燃燒的過程中，會出現(xiàn)白色物質(zhì)。

教學目的：認識細胞中的無機鹽。

生物核心素養(yǎng)體現(xiàn)：聯(lián)系實際生活設(shè)置問題，讓他們從生活中的一些常見現(xiàn)象進行學習新知識，并從中培養(yǎng)學生對知識的好奇心和求知欲。

問題設(shè)置：①為什么食用鹽中需要加碘呢？②為什么人體血液的PH值不會隨著我們吃的食物發(fā)生變化呢？③為什么植物缺鎂、鐵離子會影響光合作用呢？

教學材料：

資料1：由于缺碘會引起甲狀腺腫大，俗稱“大脖子病”。

資料2：2018年羅伯特·歐陽承認了酸堿體質(zhì)的騙局。其實在我們的人體中PH是一個動態(tài)相對穩(wěn)定值，而這個值并不會隨著我們吃的食物的酸堿性而發(fā)生改變。

資料3：在種植植物的時候，若施加的肥料中缺少鎂、鐵離子，則會導致植物的葉片皺縮變黃，這種現(xiàn)象俗稱黃化病。

教學目的：無機鹽的作用。

生物核心素養(yǎng)體現(xiàn)：學習無機鹽的作用可以讓學生明白生物體其實是處于一個動態(tài)平衡，并運用所學知識解釋大脖子病產(chǎn)生的原因以及為什么鎂會影響植物的光合作用等問題，讓學生學會利用生物學知識解釋或者理解相關(guān)現(xiàn)象和事件的能力和品格。

問題設(shè)置：農(nóng)民在栽種瓜果蔬菜的時候都會通過施肥來補充瓜果蔬菜中的無機物?？赊r(nóng)民到底給它們補充的是那些無機物呢？那要是缺少這些無機物會出現(xiàn)哪些現(xiàn)象呢？如何運用于生產(chǎn)生活中呢？

教學材料：提供農(nóng)業(yè)基地，采訪農(nóng)民。

教學目的：課后趣味探索。

生物核心素養(yǎng)體現(xiàn)：在課后讓同學們對農(nóng)田中無機鹽的探究學習，是為了讓學生們將所學的生物學知識運用于我們的日常生活以及生產(chǎn)生活中，達到學以致用的目的，這有助于社會責任感的培養(yǎng)。

3? ?總結(jié)

由于PBL教學模式主張的是從問題情境中獲取知識，強調(diào)的是學生的自主學習，這就要求學生具備基本的問題理解能力以及一定的學習自主性，而問題情境的設(shè)置則需要教師花更多的時間，更多的精力去備課。同時這種教學方法對課時要求更多，對學校的教學設(shè)施的需求也更高，因此PBL教學模式在教學中的推廣還需進一步努力。

參考文獻：

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作者簡介：彭榕梓（1996-），女，四川廣安人，碩士在讀，研究方向：學科教學。

李艷紅（1973-），女，湖南茶陵人，博士，教授，研究方向：動物學，學科教學。

通訊作者：張雪梅（1982-），女，四川渠縣人，博士，副教授，研究方向：植物學，學科教學。