PBL模式下落實核心素養的課堂教學策略初探

李苗苗 張秀珍

摘要：以“人體的體溫及其調節”教學設計為例，基于PBL模式，以貼切學生“打籃球后體溫的變化”的生活情境巧妙創設問題串，在學生自主分析和解決問題的同時落實“穩態和平衡”的生命觀念、“模型與建模”的科學思維、“實驗設計”的科學探究和“健康生活方式”的社會責任，實現生活情境與核心素養的巧妙融合。

關鍵詞：PBL教學法，體溫調節，生物學學科核心素養，生活情境

中圖分類號：G633.91文獻標志碼：B

隨著《普通高中生物學課程標準（2017年版）》的提出，高中生命科學更多著眼于學生適應未來社會發展和個人生活的需要，從生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任等方面發展學生的學科核心素養，充分體現本科學的學科特點和育人價值。

心理學家、教育學家贊科夫也認為：一堂好的生物課應該是“創設情境——提出問題——自主探究、合作解決問題——提高學生的關鍵能力、形成正確的觀念——逐步落實生物學科的核心素養”。而PBL教學法（Problem based learning）是以問題為導向的啟發式教學法，強調學生自主發現問題、分析問題、探尋問題解決策略。下面以“人體的體溫及其調節”為例，結合生活情境巧妙創設問題串，實現生活情境與核心素養的巧妙融合，促進學生提升知識的應用與遷移能力。

1 教材分析與設計思路

本節課是滬科版高中生物《拓展型課程》第二章第三節“人體的體溫及其調節”的內容，屬于“B”級要求，是對第一節人體內環境與自穩態的實例補充。因學生已經學習了人體內環境和自穩態、反射弧的結構、人體內分泌腺等基本知識，初步認識到自穩態的意義，會根據相關知識解釋一些生活現象，也能在教師的引導下搭建概念模型圖，但是解決一些生活情境問題仍有困難。因而，本節課要求學生在理解人體的產熱和散熱的基礎上，進一步認識到體溫恒定是神經調節與體液調節相互協調共同維持的結果，從而進一步認識到人體內環境穩態的意義。

鑒于教材和學情的分析，本節課用打籃球的某同學具體情境設置問題，讓學生自主設計實驗探究影響體溫因素，再搭建體溫調節的概念模型，最后運用生物學知識解決生活實踐問題，調動每個學生的課堂積極性，滲透生物學學科核心素養。

2 教學目標

通過學習體溫的概念和人體體溫恒定的意義，建立穩態與平衡的生命觀念。

通過構建炎熱和寒冷條件下體溫調節的概念模型，學會用概念模型準確表達自穩態的調節過程。

通過小課題的研究，提高合作研究能力，同時關注體溫調節失調引起的中暑和預防知識。

3 教學過程

3.1 實驗設計，滲透科學探究的核心素養

教師分發已消毒的電子體溫計。學生兩人一組在2min內，一位學生負責測量體溫，另一位學生負責記錄結果。教師匯總大家的測量結果，截取部分數據將其轉換成曲線圖，提出問題：根據大家的測量結果，可以提出什么問題？

學生分析曲線圖，得出結論：一天內正常人的體溫都穩定在36.5℃左右，人體體溫的相對恒定是機體產熱量和散熱量保持動態平衡的結果。

教師提問：如果要測量某同學在打籃球前后體溫是否還在這個范圍內浮動，該如何設計實驗，設計時該遵循哪些原則？課堂上，教師引導學生分組展開討論，提出假設、設計實驗，每個小組展示實驗方案，在方案對比中總結實驗設計時應該遵循的對照原則和控制變量原則。

教師追問：根據實驗結果，可以發現該同學在剛打完籃球后體溫會有小幅度的上升，此時主要產熱器官是肌肉。請閱讀教材49頁中的表格（表1），分析人體還有哪些產熱途徑？對比安靜狀態和運動狀態不同部位的產熱所占的百分率，有哪些區別？

設計意圖：教師引導學生設計探究活動、分析曲線及表格、得出結論，培養學生的生物學學科核心素養，同時過渡到人體的體溫維持在36.5℃是神經和體液調節共同維持產熱量和散熱量動態平衡的結果，引入本節課內容，吸引學生的學習興趣。

3.2 概念模型，滲透科學思維的學科核心素養

教師展示問題串：①該同學剛打完籃球，除了體溫小幅度上升外，舉例說明他的身體還會有哪些變化？②人體這些變化是調節產熱還是散熱？③這些變化是受神經調節還是激素調節？④如果是神經調節，如何在反射弧的基礎上完成該反射活動呢？

教師展示皮膚中的感受器模式圖和資料（科學家在實驗中發現，如果動物的下丘腦及其以下神經結構完整，動物具有維持體溫恒定的能力;如果破壞下丘腦，動物就不再具有維持體溫恒定的能力），用教具展示炎熱調節下體溫調節的概念模型的框架，請學生結合資料和圖片解決問題，并完成概念模型（圖1）。

教師再次追問該同學打完籃球后，直接進入18℃的空調房，引導學生提出問題并分析：①他身體會有哪些變化？②這些變化是神經調節還是激素調節？③這些調節是改變產熱還是散熱？④促進新陳代謝，增加產熱的激素有哪些？

教師要求學生結合51頁教材，參考炎熱條件下的概念模型，小組合作繪出寒冷環境下體溫調節的概念模型，用語言概括總結炎熱和寒冷環境下體溫調節機制。教師強調甲狀腺和腎上腺在體溫調節受下丘腦控制的過程不同，提醒學生區分其物理調節和代謝調節方式。

設計意圖：教師引導學生補全炎熱調節下已有模型的概念模型和寒冷條件下的概念模型，逐步遞進，滲透科學思維中“模型與建模”的核心素養，鍛煉學生用概念模型準確表達思維過程的能力。

3.3 問題衍生，滲透生命觀念的核心素養

教師提問：①假設該同學頂著40℃的高溫在操場上打了2h籃球，他身體可能會出現中暑的狀況。從產熱和散熱角度分析，該同學出現中暑的原因是什么？此時，他的體溫是升高還是降低？②機體還能否維持體溫的恒定？機體通過復雜的調節機制，維持體溫的相對恒定有何意義？

學生利用己學的酶的知識，根據酶的活性最適溫度的數據來說明體溫過高或者過低都會影響酶的活性，從而影響新陳代謝的正常進行，使各種細胞、組織和器官的功能發生紊亂。

設計意圖：教師引導學生意識到人體調節體溫的能力是有限的，同時明白體溫相對恒定對機體有非常重要的意義，滲透生命觀念中“穩態和平衡”的核心素養。

3.4 知識遷移，滲透社會責任的核心素養

教師提問：①假設該同學中暑并出現了發燒的癥狀，醫生給他開了退燒藥，但是囑咐他一定要等體溫高于38.5℃再吃，從免疫的角度思考，為什么？②適度的升溫會對人體的免疫能力有什么影響？③舉例說明體溫升高或降低，對人體有哪些益處呢？

學生回憶免疫的三道防線，理解適度升溫有利于血液循環加速，增加巨噬細胞的數目并加強其吞噬能力。教師拓展低溫麻醉、低溫養生等知識，拓展學生的知識面。

設計意圖：教師結合具體生活實踐問題，聯系免疫的相關知識，培養學生用生命科學專業術語解釋生活現象的能力，滲透社會責任中“健康生活方式”的學科核心素養。

4 教學反思

本節課教學要求屬于“B”級要求，而我校學生生命科學核心素養較為薄弱，教師基于以上教材和學情分析，依據以學生發展為本的生命科學課程理念，在教學過程中采用某打籃球同學的事例，采用PBL模式，設置多個問題情境并展開教學活動，從多個層次和角度貫徹核心素養的四個方面。整個課堂節奏較完整連貫，準確達成教學目標和任務，學生的課堂積極性較活躍。

但本節課也有進一步改善的方向：結合學生的學情，設置更具有指向性的問題串，給學生充足的時間思考，多鼓勵和支持學生的回答，及時匯總和補充學生的答案，調動課堂氛圍。