PBL教學法在“植物生理學”教學中的實踐探索

秦 燕，范 波，肖忠春

（興義民族師范學院 生物與化學學院，貴州 興義 562400）

“植物生理學”是高等學校生物專業的一門基礎課。本課程的核心內容包括高等植物生長發育與形態建成、物質與能量轉化、信息傳遞與信號轉導等三個方面，認識植物利用光、氣、水及土地資源服務人類的基本原理。然而，“植物生理學”的內容龐雜繁多，缺乏明確的系統性，教材編排模式化，通過問卷調查發現大部分學生因為植物生理學涉及機理的東西太多而掌握不住重點，學生的主體性未能充分發揮。因此，從“植物生理學”知識體系出發，分析“植物生理學”教學中的問題，改進教學方法，是教師亟須解決的問題。

傳統的LBL（Lecture-based Learning）“填鴨式”教學方法，學生被動地接受知識，積極性和主動性沒有被充分調動出來，尋找更合適的教學策略、教學方法及學生的學習方法成為當前教師需要解決的關鍵問題。PBL（Problem-based Learning）是一種基于問題式學習的教學模式，是近年來備受重視、廣泛應用的一種教學模式。其實踐過程為：教師首先提出問題，學生通過自主學習查閱資料，總結概括提煉，回答解決問題。為此，我們嘗試引入PBL教學模式，并結合線上線下混合式教學，以學生為主體的討論式和啟發式教學，展開創新性教學改革研究，以此來實現知識、素質和技能之間的平衡。

一、PBL教學模式的特點

PBL教學法最早是由加拿大麥克馬斯特大學教授霍華德·巴羅斯（Howard S.Barrows）提出的，其教育指導思想是“以學生為中心”，將教材、課堂教學目標和教師三者有機結合，使教師從“知識的傳授者”轉變成“學生學習的指導者”和“學生學習的促進者”，從而促進“教”與“學”的有機統一和組合。PBL教學法以解決問題為主線，圍繞一系列課堂教學活動，激發學生獨立思考的積極性，通過團隊合作和小組討論，強化獨立思考和獨立分析問題的能力。其特點有如下幾點。

（一）強調學生的主觀能動性

PBL教學法最突出的特點就是強調學生的主觀能動作用，教師提出問題后，學生作為學習的第一責任人，通過搜集資料、分析資料和討論問題，完成問題的梳理、細化到最后的解決。學生的自主性主要體現在能從感興趣的問題入手，借助自己的能力，設計解決問題的方案，提高學生在教學過程中的參與度。這種學習方法不僅能提高學生主動學習的能力，還可以提高后續學生在遇到問題時如何收集資料和解決問題的能力。

（二）發揮教師的引導作用

在PBL課堂教學中，雖然教師是輔助角色，但是問題的設計是關鍵，教師需要對教學知識體系進行整體把握，教師要根據問題創設教學情境引發學生的興趣，引導學生思考，回應學生的問答，發揮教師的導向性。因此，PBL教學法更重視教學的導向性，對學生進行有效引導，使教學活動有序高效進行。

（三）學習過程的團隊合作

PBL教學法中實施的對象是學生，因此需要構建以學生為中心的教學模式。學生帶著問題通過對已有知識和經驗進行整合分析自主學習，小組討論，這可以增強學生之間的互助。在學習過程中，教師不能只注重講授知識，還要注重與學生合作，參與學生的討論并適時引導。在這個過程中教師起到組織者和指導者的作用，通過師生合作、生生合作，激發學生的學習積極性和興趣，實現教學相長。

二、PBL教學模式在植物生理學中的實施過程

（一）建設在線網絡資源

在線資源包括兩部分：綱領性資源和教學內容資源。綱領性資源主要包括該課程的性質和地位、課程標準、課程進度表等基本信息，讓學生了解本課程的重要性；教學內容資源則主要包括課程的PPT、每章的練習題、章節測驗、課程教學動畫等，并引入網絡開放資源，如中國大學慕課網站、精品開放課程網站上有許多名校的“植物生理學”授課視頻。課前，教師將這些鏈接推送在超星學習通平臺，學生根據下達的學習任務自主地進行線上學習。在網絡教學平臺，學生可以針對學習內容相互討論交流，教師精心設計“問題—探究—交流討論—分析歸納”等環節，鼓勵學生積極思考，運用所學知識分析并解決問題，拓展課堂，加強師生線上與線下的交流［1］。如在講授植物的生殖生理部分時，教師發布問題：將貴州種植的水稻品種引種到東北地區，應該要注意哪些問題？引發學生思考，查閱與知識點相關文獻，培養他們利用網絡獲取知識的能力。

（二）調整教學內容

目前的教學基本是按照教材的順序，從代謝生理到發育生理再到環境生理［2］。對于整體的章節的順序安排，沒有體現出與先修學科——植物學的銜接。目前課程組從功能生理學的角度安排教學內容，在教學中將基礎代謝整合到植物各器官的功能中，按照植物學中所學的植物器官的順序安排教學內容，從“根—莖—葉—花—果實、種子—影響因素”六大塊講授，根據植物各器官的特點將基礎代謝和發育機理的內容融入各器官的功能部分。

教師在課堂上討論植物各器官功能時營造問題情境，逐步展開、講練結合、互動交流，以啟發學生的積極思維，激發學生的興趣。此外，更新和補充植物生理學領域的熱點課題和最新研究成果，使“植物生理學”的教學內容與時俱進。例如，人工合成淀粉等，都可以設計成問題情境作為補充教學內容讓學生查閱資料，拓展知識面。

（三）開展PBL教學模式

PBL教學模式，核心在于提出問題。教師需要圍繞知識點設計問題，預估學生解決問題的層次和深度，問題的提出要根據各個章節的特點，結合教學重點、難點靈活串聯各章節的關系，構建層次分明的教學提綱，鼓勵學生查閱資料來理解相關知識內容［3］。比如第一章《植物的水分生理》中的教學內容，可以設計如下問題：（1）一棵100多米的大樹是靠什么動力把水分從根部運輸到頂端葉片的呢？（2）土壤水分充足，在溫暖、濕潤的環境中，未受傷葉尖或葉緣向外溢出液滴的現象怎么解釋呢？（3）為什么春季竹筍會吐水，成竹靠得??？第十二章《植物的生殖生理》的內容中可以設計問題：對于菊花等花卉如何利用控制光照條件來控制花期［4］。

在教學過程中，教師要引導和啟發學生分析、思考并回答問題［5］。例如，設計問題：水的電解需要的條件很苛刻，但在植物中光照就可以實現水的光解，光能是如何聚集的呢？教師首先引導學生了解植物葉片中含有哪些色素，提示學生觀察植物葉片中色素的結構特點，引導學生認識共軛雙鍵。接著讓學生結合之前學習的化學知識，思考共軛雙鍵的特點，引導學生了解共軛雙鍵吸收聚集光能。此時教師可進一步提示學生分析葉片中所含色素的分工，學生會發現有些色素是聚光色素，主要負責收集光能；有些色素是反應中心色素，實現光能到電能的轉化。幫助學生得出大量的聚光色素能收集足夠多的光能，像漏斗一樣將聚集的光能集中在少數的反應中心色素分子上，足夠多的能量自然能實現水的光解這樣的結論。教師此時還可以將思政元素滲透進來：光合色素分子的團結協作共同完成光反應，實現了量變到質變的轉化［6-7］。

（四）融入教師科研項目內容

結合植物生理學相關的科研成果，將教師科學研究的實踐融入教學內容，使教學課堂富有學術氣氛。例如，在學習卡爾文循環時，結合課題組教師的科研項目——喀斯特水體中綠藻的CO2濃縮機制機理的研究，讓學生查閱什么是CO2濃縮機制、水生植物如何從水中獲取CO2、水生植物如何通過CO2濃縮機制富集CO2、喀斯特水體有什么特點、喀斯特水體中的植物如何利用這些特點獲取CO2等問題。在教學中通過設置這些科學問題，讓學生擴展卡爾文循環固定CO2的知識點，將理論與實踐相結合，培養學生勇于創新的科學精神和善于開拓的科學研究能力［8］。

三、PBL教學模式的實踐效果

本研究的開展以同一學期開課的兩個班的學生為實驗對象，一個班57人，采用PBL教學方式，另外一個班57人，按照傳統的教師講授為主的教學方式。通過實踐發現，在PBL教學實踐中，學生的潛力得到發揮，學生通過查閱資料，總結問題準確，思路清晰，個別學生能結合實際農業生產中的問題闡述自己的觀點，如植物生長物質在實際生活中應用的利弊。在傳統講授教學中，教師講授知識點后提出同樣的問題，學生回答問題的思路較狹窄，不夠全面。對兩組學生的綜合考核結果如表1，通過比較學生一學期的課堂表現、章節測驗、作業成績及期末考試，發現p實驗組和對照組存在顯著的差異［9］。

表1 實驗組和對照組學生綜合考核成績比較表

為進一步了解PBL教學法的教學效果，對實驗組的學生開展了調查問卷。發放調查問卷57份，回收57份，有效問卷57份，回收率100%，問卷結果顯示：超過85%的學生認可PBL教學法，有1.75%的學生不認同。問卷中有59.65%的學生認為課前查閱了很多資料，但較難抓住重點；有12.28%的學生認為查閱資料耗時太多；有7.02%的學生認為小組內組員之間的差異大，對于問題的答案較難達成共識。針對問卷中的問題，可作為后續課程改革的切入點，在營造問題情境、組員分組、指導學生總結概括能力等環節予以改進。

四、結論和反思

目前教學改革大多開發以學生為主體，提高學生的課堂參與度。本研究中，教師設置問題情境啟發和引導學生查閱資料，尋找問題的答案，學生的潛力充分發揮出來，學生的綜合能力顯著提高［10］。調查問卷也顯示85%以上的學生認可PBL教學法，認為該教學模式對知識的鞏固、科研素養的提高以及團隊意識的培養都有顯著的提高。當然這種教學模式還存在一些問題，如耗時久、小組成員的寫作及概括總結能力需要有一定的基礎。本研究的改革實踐為后續進一步完善植物生理學的教學模式，提高教學效果有一定的指導作用。

PBL教學模式的關鍵是教師凝練教學內容，科學設計問題，把握問題的深度和廣度，符合學生認知規律。如果PBL問題過難，與學生的認知結構和能力相差甚遠，會使學生產生恐懼、逃避的想法，打擊其學習的積極性。因此，在實施PBL教學模式的前期，教師精心挑選章節內容，使學生逐漸適應PBL探究式的教學特點，促進學習方式的轉變。問題引導式教學法雖然在課堂教學中顯著提高了學生的參與度，但在過程中一定要保證教學時間充分，問卷中有些學生反映查閱資料耗時長，這可能與問題的設計難度有關。

PBL教學法以學生為中心，學生能積極地參與到學習中來，可以在較短的時間內提高學習興趣；PBL教學法還要求學生自己能提出問題，經過幾次訓練后，發現學生能很快地進去角色，會思考并多方位尋找解決問題的途徑，培養了學生的創新意識，也加強了師生的交流。PBL教學實踐中表現出來的優勢值得在后續教改中繼續關注。

教學評價方式對學生的自主學習也有重要的導向作用。目前PBL教學模式的評價體系比較單一，不太健全［3］。教師過多注重學生在課堂上的表現，對于課下查閱資料、團隊分工協作、學生的參與度和積極性等沒有完善的評價體系。只有具備完善公平的評價標準，才能讓學生有成功的體驗，激勵學生的積極性，讓PBL教學方式更好地推行，服務教學。

結語

基于PBL理念的“植物生理學”課程教學實踐探索，以問題為導向，突出了學生的自主性和教師的導向性，強調了學生學習過程的團隊協作意識。在本次“植物生理學”的PBL教學實踐探索中，既保持了師生之間的互助合作，也增強了小組同學之間的互助聯動。通過團隊協作、解決開放性問題，激發了學生的學習興趣和好奇心，鼓勵學生自主學習、主動學習，共同完成學習任務，達到了師生共贏和教學相長的目的。PBL教學法有效破除了“填鴨式”教學的壁壘，改變了學生被動學習、被動接受教師教育的教學困境，對提升“植物生理學”的教學效果具有重要的價值。