基于學(xué)科核心素養(yǎng)的“問題解決”教學(xué)

胡芳玲 劉飛

摘 要：文章以“其他植物激素”為例，基于生物學(xué)科核心素養(yǎng)，以“問題解決”為主線，創(chuàng)造真實情境，通過科學(xué)資料、實驗設(shè)計、角色扮演、辯論利弊等載體，提高學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);“問題解決”;植物激素;高中生物學(xué);教學(xué)設(shè)計

中圖分類號：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 收稿日期：2020-05-14 文章編號：1674-120X（2020）32-0059-02

“問題解決”教學(xué)是指教師基于教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)真實情境，提出學(xué)生最近發(fā)展區(qū)內(nèi)的問題，引導(dǎo)學(xué)生在解決問題的過程中學(xué)習(xí)新知的一種教學(xué)模式。

一、教材分析

“其他植物激素”是人教版高中生物學(xué)選修Ⅰ《穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)》第3章第3節(jié)的內(nèi)容，本節(jié)內(nèi)容主要包括其他植物激素的作用以及植物生長調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用。“其他植物激素”一節(jié)是在生長素的發(fā)現(xiàn)和作用基礎(chǔ)上進一步拓展學(xué)習(xí)，且本節(jié)內(nèi)容為此章尾節(jié)，所以學(xué)生還應(yīng)了解各激素之間相互作用調(diào)控植物體的概念。因教材內(nèi)容松散簡單，教師需合理設(shè)計教學(xué)思路，大力開發(fā)教學(xué)資源，將教材知識與生活經(jīng)驗結(jié)合，以達(dá)成教學(xué)目標(biāo)，提高學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

二、學(xué)情分析

學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了植物生長素，對植物激素有了初步的認(rèn)知，采用問題解決和科學(xué)資料相結(jié)合的教學(xué)方式有利于使學(xué)生激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、形成科學(xué)思維的習(xí)慣。學(xué)生對植物生長調(diào)節(jié)劑在生活中的應(yīng)用也有一定的了解，在此基礎(chǔ)上結(jié)合日常生活進行探究討論，能增進學(xué)生的社會責(zé)任感。

三、設(shè)計思路

本節(jié)內(nèi)容主要以設(shè)置真實情境的方式展開“問題解決”教學(xué)。教學(xué)設(shè)計打破了教材傳統(tǒng)的教學(xué)方式和教學(xué)順序，而是以學(xué)生為中心聯(lián)系實際生活進行探究教學(xué)。在教學(xué)設(shè)計中，將植物激素的作用和對應(yīng)植物生長調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用兩部分內(nèi)容以實際問題為紐帶聯(lián)結(jié)起來，由已知到未知，由應(yīng)用到作用，與學(xué)生的認(rèn)知相契合。在“問題解決”教學(xué)中穿插實驗設(shè)計和科學(xué)資料，有利于學(xué)生形成科學(xué)思維，掌握科學(xué)探究的方法。學(xué)生通過扮演不同角色來辯論是否應(yīng)該使用植物生長調(diào)節(jié)劑，在認(rèn)知矛盾的過程中積極思考，在關(guān)注并參與社會議題討論的同時增進社會責(zé)任感。

四、教學(xué)目標(biāo)

（1）通過解決真實情境中的問題，對科學(xué)資料進行分析，能夠舉例說出其他植物激素的作用及植物生長調(diào)節(jié)劑在生產(chǎn)上的應(yīng)用，形成各植物激素之間相互作用調(diào)控植物體生長發(fā)育的觀點，養(yǎng)成科學(xué)思維的習(xí)慣。

（2）通過實驗原理和實驗材料，能夠設(shè)計嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒灢襟E和實驗記錄表、預(yù)估實驗結(jié)果、得出實驗結(jié)論，掌握科學(xué)探究的思路和方法。

（3）通過角色扮演的形式辯論是否應(yīng)該使用植物生長調(diào)節(jié)劑，能夠運用新知參與社會議題的討論，解決生活中與生物學(xué)相關(guān)的問題，滲透社會責(zé)任感。

五、教學(xué)過程

（一）呈現(xiàn)情境，導(dǎo)入新課

教師提出問題：“如果你的家人從超市買了香蕉和其他水果，但發(fā)現(xiàn)香蕉還未成熟，有什么方法能讓生香蕉快速成熟？”學(xué)生可根據(jù)生活經(jīng)驗說出“將生香蕉放入汽車后備廂”“將生香蕉與其他水果放在一起”等回答。教師根據(jù)學(xué)生的回答提問：“為什么與其他水果放在一起可以催熟生香蕉？其他水果是否產(chǎn)生了神奇的物質(zhì)？”

設(shè)計意圖：從日常生活問題導(dǎo)入新課，學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗進行思考， 可為后續(xù)教學(xué)營造良好的情境。

（二）分析資料，設(shè)計實驗

教師提供乙烯發(fā)現(xiàn)史的相關(guān)資料，學(xué)生對資料進行分析可得出“乙烯是一種能夠促進果實成熟的植物激素”的結(jié)論。

教師引導(dǎo)學(xué)生由新知“乙烯”學(xué)習(xí)未知“乙烯利”，通過展示乙烯利的圖片并介紹其功能，引導(dǎo)學(xué)生由“乙烯利”學(xué)習(xí)“植物生長調(diào)節(jié)劑”，再列表比較乙烯和乙烯利的異同。學(xué)生在對乙烯和乙烯利有一定認(rèn)知之后，教師給出實驗主題、實驗原理及實驗材料，引導(dǎo)學(xué)生通過小組合作設(shè)計實驗步驟、制作實驗記錄表、預(yù)估實驗結(jié)果、得出實驗結(jié)論，并進行小組匯報。

實驗設(shè)計如下：①實驗主題：驗證乙烯可促進果實成熟。②實驗原理：乙烯的植物生長調(diào)節(jié)劑乙烯利可催熟香蕉，催熟方法，即向果實噴灑乙烯利溶液。據(jù)相關(guān)資料，乙烯利催熟香蕉的最適濃度為1000mg/L。③實驗材料：形態(tài)大小及生理狀態(tài)相似的青香蕉若干、蒸餾水、乙烯利溶液、試管、噴壺、香蕉成熟度比對圖等。④實驗步驟：將乙烯利濃度為1000mg/L、900mg/L、800mg/L、700mg/L、600mg/L的溶液，分別命名為A、B、C、D、E五組，取適量蒸餾水為F組。將60根香蕉平均分為六組，每組在香蕉表皮噴灑等量溶液，六組香蕉置于相同且適宜的溫度和濕度下。一段時間后根據(jù)香蕉成熟度比對圖記錄各組香蕉表皮顏色對應(yīng)數(shù)量。⑤預(yù)期結(jié)果：從A組到F組的成熟顏色數(shù)量逐漸減少。⑥實驗結(jié)論：乙烯可促進果實成熟，且在一定范圍內(nèi)，乙烯濃度越高，果實成熟程度越高。

設(shè)計意圖：由新知“乙烯”學(xué)習(xí)未知“乙烯利”，進而由“乙烯利”學(xué)習(xí)“植物生長調(diào)節(jié)劑”，層層深入，與學(xué)生的認(rèn)知相契合;在小組合作設(shè)計實驗中，學(xué)生能夠掌握科學(xué)探究的方法，養(yǎng)成團隊合作精神。

（三）創(chuàng)設(shè)情境，解決問題

1.赤霉素

教師提問：“如果現(xiàn)在是播種的時節(jié)，你家的小麥種子還處在休眠期，怎樣解除小麥種子的休眠？”學(xué)生回答“人工控制溫度”。教師進一步提問：“植物激素是否可以解除小麥種子的休眠？”教師提供赤霉素解除種子休眠的資料，學(xué)生可據(jù)此得出赤霉素是一種能打破種子休眠狀態(tài)的植物激素。

教師提問：“如果你家有一片用以造紙的蘆葦?shù)兀商J葦纖維短、產(chǎn)量低、品質(zhì)次，你有什么辦法進行改善呢？”教師提供赤霉素增加蘆葦株高的資料，學(xué)生根據(jù)資料可得出赤霉素增高植物植株的作用。

教師提問：“如果農(nóng)場需要推出新產(chǎn)品‘無籽葡萄，你該如何處理以得到‘無籽葡萄？”學(xué)生根據(jù)必修二《遺傳與進化》的內(nèi)容，可得出“雜交”“染色體變異”等回答。教師提供資料：無籽葡萄可通過基因調(diào)控、植物激素（赤霉素、生長素等）誘導(dǎo)、有核母本和無核父本雜交等技術(shù)實現(xiàn)。學(xué)生可得知，赤霉素和生長素都能應(yīng)用于誘導(dǎo)無核葡萄。

2.脫落酸

教師提問：“天氣燥熱，一轉(zhuǎn)眼小麥成熟了，天氣預(yù)報說兩天后會有大雨，別的農(nóng)場主都忙著在大雨來臨之前收割，因為他們擔(dān)心大雨過后小麥會在穗上發(fā)芽，這是為什么呢？”學(xué)生認(rèn)知有限，回答“有適宜的溫度和充足的水分”。教師提示：“脫落酸是一種植物激素，在高溫下容易被降解。”學(xué)生據(jù)此可分析脫落酸在高溫下降解，大雨又提供了充足的水分，所以小麥就會在穗上發(fā)芽，從而推斷出脫落酸具有抑制種子發(fā)芽的作用。教師進一步引導(dǎo)學(xué)生，根據(jù)“脫落酸”的名稱得出其具有促進果實和葉脫落的作用。教師提供資料：“赤霉素和脫落酸的比值可以用來調(diào)節(jié)種子的萌發(fā)。”學(xué)生可鞏固脫落酸具有抑制種子發(fā)芽的知識，同時也可形成激素之間相互作用調(diào)控植物體生長發(fā)育的觀點。

3.細(xì)胞分裂素

教師提問：“農(nóng)場種的香石竹已花開燦爛，即將修剪成鮮切花上市，為了延長鮮切花的壽命，防止其過早衰老，可以采用什么方法處理呢？”學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗可得出“使用保鮮劑”。教師進一步提問：“保鮮劑的成分有哪些？”然后提供某香石竹處理液的成分，重點標(biāo)出處理液中的“細(xì)胞分裂素”，向?qū)W生說明細(xì)胞分裂素是植物激素的一種，學(xué)生便可認(rèn)識到細(xì)胞分裂素在生產(chǎn)中的應(yīng)用。根據(jù)“細(xì)胞分裂素”這一概念可得出其具有促進細(xì)胞分裂的作用，教師進一步展示相關(guān)圖片加深學(xué)生對細(xì)胞分裂素作用的印象，并再次形成激素之間通過相互作用來調(diào)控植物體生長發(fā)育的觀點。

設(shè)計意圖：在學(xué)習(xí)以上植物激素的過程中，教師先根據(jù)真實情境提出實際問題，在解決實際問題后引出特定的植物激素，再鞏固植物激素的作用，并舉出與植物激素之間相互作用的應(yīng)用實例。此種教學(xué)設(shè)計從已知到未知，從現(xiàn)象到本質(zhì)，可以激發(fā)學(xué)生的探索心，使學(xué)生關(guān)注社會生活中的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，利用新知去解決生活中的實際問題，并養(yǎng)成社會責(zé)任感。學(xué)生可通過對教師提供的資料進行分析，提取有效信息并進行整理加工，養(yǎng)成科學(xué)思維的習(xí)慣。

4. 角色扮演，辯論利弊

教師播放 “反季節(jié)催熟水果導(dǎo)致兒童性成熟”“爆炸西瓜”等新聞短片，提出辯題“是否應(yīng)該使用植物生長調(diào)節(jié)劑”，正方角色為農(nóng)場主，反方角色為消費者，學(xué)生自由選擇角色進行辯論。

設(shè)計意圖：通過新聞引出辯題，學(xué)生選擇角色進行辯論，能夠提高語言表達(dá)能力和思維能力;能夠在生物學(xué)知識的基礎(chǔ)上，使用批判性思維審視生物學(xué)社會議題，做出理性解釋，辨別偽科學(xué)。

5. 辯證看待，合理施用

教師對學(xué)生的發(fā)言進行評價，提示學(xué)生面對社會問題時要理性地思考，同時向身邊的人宣傳科學(xué)知識。再根據(jù)學(xué)生的觀點進行辯證總結(jié)：植物生長調(diào)節(jié)劑能夠為人類的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來有效的收益，但使用過量會危及人類自身健康，對待植物生長調(diào)節(jié)劑，要持以正確的態(tài)度，合理使用、綜合考慮。

設(shè)計意圖：在課堂結(jié)尾處升華主題，呼吁學(xué)生理性思考、主動宣傳、辯證看待、合理使用，養(yǎng)成理性思維的習(xí)慣，促進社會責(zé)任感的形成。

六、教學(xué)反思

本節(jié)內(nèi)容突破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，通過教學(xué)設(shè)計邏輯化、教學(xué)資料多樣化、課堂問題生活化，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。學(xué)生在學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容后，能夠基于造福人類的態(tài)度，利用生物學(xué)知識解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的特定問題，并對今后的學(xué)習(xí)和職業(yè)規(guī)劃起到指導(dǎo)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳宜軍.“問題解決”教學(xué)在高中生物教學(xué)中的實踐與思考[J].中學(xué)生物學(xué)，2017，33（11）：6-8.

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