運用PBL教學模式助力高中生物學實驗教學的策略研究

摘 要：將PBL教學模式應用于高中生物學實驗教學中，可以讓學生親歷生物學實驗探究過程，做到知其然知其所以然，從而提升學習效果以及生物學學科核心素養。基于PBL教學模式在高中生物學實驗教學中的應用價值，

教師將其作為生物學實驗教學工具，以“影響酶活性的條件”為例，沿著“呈現問題－合作設計－操作實驗－小組匯報－評價反思”這一過程，具體論述了運用PBL教學模式實施高中生物學實驗教學的策略，引導學生進行自主探究。

關鍵詞：高中生物學；實驗教學；PBL教學模式

中圖分類號：G427" " " " " " " " " " " " " " " " 文獻標識碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " " " " "文章編號：2097-1737（2024）21-0062-02

Problem-Based Learning（以下簡稱PBL教學模式），即基于問題的學習[1]。其中，“Problem”不僅指簡單的基礎知識問題，還包括與社會生活緊密相關的實際問題。“Based”指問題框架，即發現、提出、分析、解決問題。“Learning”強調以學生為主體的學習方式。PBL教學模式以問題為導向，通過小組合作的形式解決問題，有極強的實踐價值。運用PBL教學模式實施高中生物學實驗教學有利于改進傳統教學的弊端，使問題解決過程成為學生參與生物學實驗的重點，助力學生發揮主觀能動性，依據具體情況，靈活運用觀察、猜測、交流、操作、驗證等方式解決問題，從而深刻領會生物學實驗背后所包含的知識、實驗方法等。經過以上解決問題的過程，學生可以增強思維活力，發展理性思維能力、科學探究能力等，從而提高生物學學習效果。鑒于此，高中生物學教師要善用PBL教學模式實施實驗教學。

一、創設情境，呈現問題

呈現問題是運用PBL教學模式實施生物學實驗教學的第一個環節，是指在真實的情境中提出與生物學相關的、具有探究性的問題。有效地呈現問題既可以調動學生的思維積極性，促使學生進入良好的探究狀態，還可以使學生明確學習方向，增強課堂學習的針對性[2]。

在“影響酶活性的條件”這節課上，教師可借助電子白板展示一些學生熟悉的生活物品或現象：

（1）多酶片及其成分說明書、服用注意事項、作用機理等；（2）某種洗衣粉包裝袋上的使用說明書（重點圈畫出其適用溫度范圍）；（3）將一個蘋果一分為四，其中一塊置于空氣中，另外三塊分別置于清水、沸水和白醋中，數小時后，四塊蘋果表面發生了不同變化。

這些生活中常見的物品或現象很容易吸引學生的注意力。教師需把握教學時機，引導學生思考：“從身邊的物品或生活現象中我們能發現什么問題？”在問題的作用下，學生會遷移已有的生活認知和生物學認知，發現不同的問題，諸如“什么是酶？”“酶的本質是什么？”“影響酶活性的條件有哪些？”等。教師可趁機引出本節課的重點內容——溫度、pH值是如何影響酶的活性的？同時，為提高學生探究的針對性，教師可在電子白板上出示系列問題：什么是酶？酶的本質是什么？在不同的探究因素中，你會選擇哪種酶來做實驗？為什么？實驗原理是什么？實驗中的自變量、因變量、無關變量是什么？怎樣檢測因變量？如何控制無關變量？預期的實驗結果是什么？這些問題可以為學生指明學習方向，推動學生有目的地走進生物學實驗中，積極開展探究活動。

二、小組交流，合作設計

合作設計是運用PBL教學模式實施生物學實驗教學的第二個環節，是指學生在進行問題思考后，能夠與小組成員交流思考成果，合作設計出實驗方案。小組成員在交流的過程中會提出不同觀點，形成思維碰撞，而后達成統一認知，順利設計出實驗方案[3]。

在呈現系列問題后，教師可以提出小組交流任務：（1）請各組成員先自主思考問題，梳理出溫度、pH值影響酶活性的實驗方案；（2）請大家在小組中分享彼此設計的實驗方案，并就意見相左之處展開討論，合作設計出具有可行性的實驗方案。隨后，教師要給學生留出充足的自主、合作探究時間，讓學生發揮主觀能動性，積極遷移已有認知，積極進行交流、討論。在此過程中，教師要深入每個小組，了解學生的交流內容，查看學生的實驗方案，發現問題并提出解決建議。如此，學生才能走出思維困境，深化思維認知，設計出切實可行的實驗方案。

三、提供材料，操作實驗

操作實驗是運用PBL教學模式實施生物學實驗教學的第三個環節，也是最為重要的一個環節。在各組設計出實驗方案后，教師要為學生提供所需的實驗材料，鼓勵他們依據設計出的實驗方案動手操作。在動手操作實驗的過程中，大部分學生會與小組成員明確分工，同時手腦并用，觀察、分析實驗現象，積極交流、討論并得出實驗結論，從而建構生物學認知，同時發展科學探究能力、理性思維能力。

四、搭建舞臺，小組匯報

小組匯報是運用PBL教學模式實施生物學實驗教學的第四個環節，是學生展示實驗成果、教師進行點撥的環節[4]。在此環節，教師要為學生搭建舞臺，鼓勵學生積極匯報實驗過程和成果，并依據學生的探究情況進行點撥，幫助他們建構深刻的認知。

例如，在實驗操作結束后，教師要鼓勵學生登上講臺演示本組的實驗方案和實驗過程，并描述實驗現象。隨后，教師要鼓勵其他學生提出不同的看法或問題，并就此展開集體討論。在學生達成統一認知后，教師要進一步提出更深入的探究問題，如“實驗中設計了幾個不同的pH值？分別是什么？”“除了pH值之外，要如何處理反應時間、酶的量等因素？”“怎樣觀察或檢測酶的活性？”“在實驗中，我們人為地改變了哪些因素？這些因素是什么量？酶的活性屬于什么量？無關變量有哪些？”等。在問題的推動下，學生會開放思維，深入實驗探究，從直觀的實驗現象中得出結論，再次進行成果匯報。在此過程中，學生會進一步豐富實驗經驗，鍛煉科學探究能力、問題解決能力，進一步提高學習效果。

五、梳理總結，評價反思

評價反思是運用PBL教學模式實施生物學實驗教學的第五個環節，是教師引導學生梳理課堂學習過程，總結學習成果的環節[5]。同時，此環節還是學生進行自我反思的環節，便于學生查漏補缺，進一步提高課堂學習效果。

在評價反思環節，教師需繼續向學生提出問題：

“這節課上，我們主要研究了哪些問題？是如何研究的？”在問題的作用下，學生會回憶課堂學習過程，從中提取出關鍵信息，確定解決的問題以及解決問題的方法并踴躍作答。其他學生也會在認真傾聽的同時進行自我反思，發現自己的認知不足，并及時彌補。而后，教師可以讓學生自主梳理、總結學習內容，教師則站在整體角度歸納學習內容、學習方法，幫助學生建構系統認知。

六、結束語

總而言之，有效運用PBL教學模式實施高中生物學實驗教學，可以讓學生成為生物學實驗學習的主體，使其在解決問題的過程中了解生物學結論的形成過程，提高生物學認知水平，積累豐富的實驗探究經驗，提高生物學學習效果，培養生物學學科核心素養。鑒于此，高中生物學教師要善用PBL教學模式實施實驗教學，并及時進行教學反思，發現并改正教學問題，最大限度地實現PBL教學模式的運用價值，提升生物學教學效果。

參考文獻

李洪洋.PBL教學法在高中生物探究式實驗中的應用：以“植物細胞的吸水和失水”為例[J].學園，2023，16（32）：54-56.

田晉飴.高中生物學PBL實驗教學模式的應用研究[D].伊寧：伊犁師范大學，2023.

程中華.新標準，新思路，探索高中生物實驗教學新模式[J].課堂內外（高中版），2023（7）：60-61.

郭曉文.PBL教學模式下高中生物學實驗培養科學思維的研究[D].重慶：西南大學，2022.

杜建梅.高中生物教學中PBL教學法應用初探[J].學周刊，2023（30）：79-81.

作者簡介：張百利（1982.12-），男，福建晉江人，任教于福建省晉江市東石中學，一級教師，本科學歷。