PBL教學(xué)模式下高中生物探究式教學(xué)實(shí)踐探究

摘 要：PBL教學(xué)模式是一種以問題為導(dǎo)向，鼓勵(lì)學(xué)生自主查閱資料、合作解決問題的新型教學(xué)手段。在高中生物教學(xué)中，應(yīng)用PBL（Problem-Based Learning）教學(xué)模式，能夠助力學(xué)生更直觀簡單地理解抽象的生物知識(shí)，同時(shí)在探究問題、解決問題的過程中，加深學(xué)生對(duì)生物知識(shí)的理解和應(yīng)用，助力學(xué)生形成生物思維的同時(shí)，發(fā)展學(xué)生的生物學(xué)科核心素養(yǎng)。為順應(yīng)新課改對(duì)高中生物教學(xué)的要求，發(fā)展高中生探究能力和生物核心素養(yǎng)，本文首先分析了PBL教學(xué)模式背景下開展高中生物探究式教學(xué)實(shí)踐的教育價(jià)值，最后圍繞如何落實(shí)PBL教學(xué)模式開展高中生物探究式教學(xué)實(shí)踐提出了幾點(diǎn)策略，以提升學(xué)生探究意識(shí)，強(qiáng)化學(xué)生解決問題的能力。

關(guān)鍵詞：PBL教學(xué)模式；高中生物；探究教學(xué)

PBL教學(xué)模式的提出開始應(yīng)用于傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)教學(xué)活動(dòng)中，以學(xué)習(xí)問題為基礎(chǔ)，教師引導(dǎo)學(xué)生自主查閱資料、討論學(xué)習(xí)問題，提升教學(xué)活動(dòng)質(zhì)量，并取得良好的成效。在教育不斷發(fā)展的背景下，PBL教學(xué)模式也被應(yīng)用于其他學(xué)科教學(xué)中，現(xiàn)已獲得出色的教學(xué)成績。在高中生物課堂教學(xué)中應(yīng)用PBL教學(xué)模式開展探究式教學(xué)實(shí)踐，相較于傳統(tǒng)教學(xué)方法而言，有著顯著的優(yōu)越性。在PBL教學(xué)模式當(dāng)中，教師應(yīng)轉(zhuǎn)變個(gè)人角色額，即教師要充當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)的組織者和總結(jié)者，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題、探究問題、解決問題，形成以學(xué)生為主體的課堂新模式，同樣也順應(yīng)了當(dāng)前教育改革的趨勢，對(duì)提升高中生物課堂教學(xué)效果有著極大的現(xiàn)實(shí)意義。

一、PBL教學(xué)模式下開展高中生物探究式教學(xué)實(shí)踐的價(jià)值

（一）問題激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性

應(yīng)用PBL教學(xué)模式打造高中生物探究式教學(xué)活動(dòng)，教師結(jié)合生物教學(xué)內(nèi)容，精心設(shè)計(jì)教學(xué)問題，同時(shí)聯(lián)系現(xiàn)實(shí)生活案例。在此類問題活動(dòng)中，學(xué)生能夠主動(dòng)將生物知識(shí)與生活經(jīng)驗(yàn)聯(lián)系起來。同時(shí)，學(xué)生也能主動(dòng)參考教材知識(shí)內(nèi)容，應(yīng)用生物學(xué)思維和批判性思維分析問題內(nèi)涵。此類教學(xué)活動(dòng)，不僅能夠轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)枯燥的問題提問方式，同樣也能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和好奇心，推動(dòng)學(xué)生展開主動(dòng)探究。

（二）問題驅(qū)動(dòng)助力學(xué)生思維發(fā)展

PBL教學(xué)模式的應(yīng)用推動(dòng)學(xué)生成為課堂學(xué)習(xí)的中心，教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者和協(xié)助者。在問題教學(xué)活動(dòng)中，教師提出符合學(xué)生學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)需求的問題，同時(shí)為學(xué)生提供自主探究的機(jī)會(huì)。在學(xué)生探究問題、收集資料、分析數(shù)據(jù)并提出假設(shè)的過程中，不僅能加深學(xué)生對(duì)生物知識(shí)的靈活應(yīng)用，同樣也能提升學(xué)生學(xué)習(xí)思維的發(fā)展水平。

（三）問題引導(dǎo)學(xué)生深度學(xué)習(xí)

PBL教學(xué)模式的應(yīng)用能夠推動(dòng)學(xué)生在理解生物知識(shí)的基礎(chǔ)上，展開生物學(xué)習(xí)問題的深入探究，這就為學(xué)生加深對(duì)生物知識(shí)的理解、思考與辨析提供了平臺(tái)，助力學(xué)生深度學(xué)習(xí)。例如，在PBL教學(xué)框架下，教師設(shè)計(jì)生物問題情境，關(guān)注學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題、分析生物現(xiàn)象的原因，并解決學(xué)習(xí)問題。在該活動(dòng)中學(xué)生能夠理解問題情境中生物知識(shí)之間的邏輯關(guān)系，由淺入深地發(fā)展學(xué)生的學(xué)習(xí)思維，促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)[1]。

二、PBL教學(xué)模式下高中生物探究式教學(xué)實(shí)踐策略

（一）聚焦生物實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生提出問題

高中生物探究式教學(xué)活動(dòng)是學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)合作探究的教學(xué)形式，尤其是高中生物課堂教學(xué)中豐富的生物實(shí)驗(yàn)是學(xué)生靈活應(yīng)用生物知識(shí)、理解生物知識(shí)的重要途徑，也為學(xué)生開展探究學(xué)習(xí)提供了契機(jī)。聚焦生物實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，應(yīng)用PBL教學(xué)模式，鼓勵(lì)學(xué)生參與到生物實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手操作等過程中，感悟生物實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、探究生物實(shí)驗(yàn)規(guī)律，進(jìn)而在學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題、分析問題的過程中，掌握生物實(shí)驗(yàn)的思路和方法，提升學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。

例如，人教版選擇性必修3探究實(shí)踐“DNA的粗提取與鑒定”，應(yīng)用PBL教學(xué)模式開展生物實(shí)驗(yàn)探究，要以實(shí)驗(yàn)探究目標(biāo)為導(dǎo)向，教師設(shè)計(jì)并提出相關(guān)問題，同時(shí)附加相應(yīng)的學(xué)習(xí)資料，鼓勵(lì)學(xué)生自主了解實(shí)驗(yàn)探究的目的和問題。在學(xué)生主動(dòng)提出問題后，教師引導(dǎo)學(xué)生遷移與應(yīng)用所學(xué)的生物知識(shí)，合作完成實(shí)驗(yàn)方案和流程的制定。在本節(jié)課中，教師在課堂上給出染色體成分結(jié)構(gòu)圖并提出問題，即：學(xué)生自主觀察結(jié)構(gòu)圖，分析染色體的主要結(jié)構(gòu)成分，并思考如何才能提取和鑒定DNA呢？在教師問題的引領(lǐng)下，學(xué)生以小組合作的形式分別設(shè)計(jì)生物實(shí)驗(yàn)方案，按照分析問題、實(shí)驗(yàn)假設(shè)、制訂方案、動(dòng)手探究操作的流程，制訂實(shí)驗(yàn)方案。在小組合作探究后，各小組派代表匯報(bào)問題分析結(jié)果和實(shí)驗(yàn)檢測，有的小組從分析DNA結(jié)構(gòu)成分的角度出發(fā)，探究DNA、RNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等物理化學(xué)方面的差異，通過去除RNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)此類雜質(zhì)，實(shí)現(xiàn)DNA的粗提取。小組合作與討論鑒定DNA的方法，存在一定困難，有的學(xué)生借助已掌握的生物知識(shí)提出使用二苯胺鑒定DNA的方法。在小組提出問題和實(shí)驗(yàn)假設(shè)后，制訂詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)步驟。在該過程中，有的學(xué)生提出了怎樣才能獲取DNA實(shí)驗(yàn)材料？為什么在教材中選擇了雞血作為實(shí)驗(yàn)材料？那么狗血、豬血等其他的血液是否能代替雞血呢？在課堂教學(xué)活動(dòng)中，教師關(guān)注學(xué)生的生成性問題，并引導(dǎo)學(xué)生思考哺乳動(dòng)物、非哺乳動(dòng)物血液中紅細(xì)胞特性，進(jìn)而啟發(fā)學(xué)生深度思考，推動(dòng)學(xué)生深度理解與思考。學(xué)生按照各自的實(shí)驗(yàn)方案開展探究與操作，在動(dòng)手探究的過程中，有效發(fā)散了生物科學(xué)思維與探究操作能力[2]。

（二）創(chuàng)設(shè)生物問題情境，構(gòu)建教學(xué)內(nèi)容主線

生物問題情境的創(chuàng)設(shè)能夠轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式，使生物知識(shí)以系統(tǒng)性邏輯性和關(guān)聯(lián)性的形式呈現(xiàn)出來，推動(dòng)學(xué)生展開系統(tǒng)思考和整體認(rèn)識(shí)，進(jìn)而幫助學(xué)生構(gòu)建更系統(tǒng)的生物知識(shí)體系，體會(huì)知識(shí)與知識(shí)之間的邏輯關(guān)系。

以人教版高中生物選擇性必修二“影響種群數(shù)量變化的因素”課堂教學(xué)為例，在本節(jié)課中為加深學(xué)生對(duì)生物知識(shí)的理解和應(yīng)用，創(chuàng)設(shè)了以“蝗災(zāi)的發(fā)生與防治”生物教學(xué)背景，打造發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的生物問題情境。同時(shí)聯(lián)系教材內(nèi)容，將零散的教學(xué)內(nèi)容整合成整體，推動(dòng)學(xué)生展開系統(tǒng)化的思考，進(jìn)而加深對(duì)影響種群數(shù)量變化因素的整體認(rèn)知。在本節(jié)課中教師設(shè)計(jì)了四個(gè)問題情境。情境一：將真實(shí)的蝗蟲爆發(fā)災(zāi)害案例作為課堂導(dǎo)入內(nèi)容，使學(xué)生更直觀地感受蝗災(zāi)爆發(fā)帶來的影響，并提出蝗災(zāi)爆發(fā)的原因，蝗災(zāi)帶來哪些危害？怎樣才能有效防治蝗災(zāi)的問題？在真實(shí)情境案例的引領(lǐng)下，激發(fā)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，同時(shí)借助探究問題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。情境二：教師給出學(xué)者研究蝗蟲災(zāi)害發(fā)生時(shí)氣溫、降水量與蝗蟲數(shù)量變化的關(guān)系圖，同時(shí)為學(xué)生提供有關(guān)蝗蟲生長條件的學(xué)習(xí)資料，引導(dǎo)學(xué)生自主探究蝗蟲災(zāi)害爆發(fā)的原因，并嘗試概括哪些因素能夠影響蝗蟲種群數(shù)量的變化。情境三：教師在課前布置了學(xué)生以小組合作的形式收集有關(guān)蝗災(zāi)的資料并由小組代表進(jìn)行展示，使用自己的語言闡述蝗蟲災(zāi)害帶來的影響和危害。學(xué)生在探索和研究知識(shí)案例的過程中，能夠發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)問題。在該問題情境中，提升學(xué)生的知識(shí)歸納能力，同時(shí)也能加深學(xué)生對(duì)蝗災(zāi)危害的體會(huì)，為培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和生態(tài)觀念奠定基礎(chǔ)。情境四：探究蝗蟲災(zāi)害的防治方法。在本節(jié)課的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生已經(jīng)了解到影響蝗蟲種群數(shù)量變化的因素。此時(shí)教師就可以提出問題，基于蝗蟲種群數(shù)量的生長規(guī)律，從生物學(xué)的角度出發(fā)，探索蝗蟲的防治方法。在該情境中，學(xué)生自主搜索殺蟲劑的作用機(jī)制和殺蟲效果，結(jié)合蝗蟲種群數(shù)量增長的影響因素，提出從分析蝗蟲短期捕食關(guān)系、長期捕食關(guān)系的角度出發(fā)，應(yīng)用殺蟲劑有效防治蝗蟲災(zāi)害。在該問題情境中，借助真實(shí)問題，激發(fā)學(xué)生的探究興趣，同時(shí)也能將新舊生物知識(shí)和學(xué)生的生活知識(shí)聯(lián)系起來，在以教學(xué)內(nèi)容為主線的活動(dòng)中，幫助學(xué)生構(gòu)建更系統(tǒng)的生物知識(shí)體系，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果[3]。

（三）關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)需求，鼓勵(lì)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題

PBL教學(xué)模式的應(yīng)用更關(guān)注設(shè)計(jì)有效的學(xué)習(xí)問題，在學(xué)習(xí)問題的引領(lǐng)下，推動(dòng)學(xué)生展開高效學(xué)習(xí)與思考。值得注意的是，在教育改革背景下，高中生物教學(xué)逐漸轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)以教師為主體的教學(xué)模式，更關(guān)注以學(xué)生為中心，展開教學(xué)設(shè)計(jì)。應(yīng)用PBL教學(xué)模式開展高中生物探究式教學(xué)，教師同樣要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，以此設(shè)計(jì)針對(duì)性的學(xué)習(xí)問題。同時(shí)，教師也要鼓勵(lì)學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)，在自主發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的過程中，有效實(shí)現(xiàn)生物知識(shí)內(nèi)化，提升學(xué)生的探究能力和學(xué)習(xí)能力。

以人教版高中生物必修第一冊(cè)“細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能”課堂教學(xué)為例，本節(jié)課教學(xué)目標(biāo)要求學(xué)生掌握細(xì)胞膜的成分結(jié)構(gòu)和功能。同時(shí)，學(xué)生也要探索與學(xué)習(xí)制備細(xì)胞膜的方法，在構(gòu)建生物膜模型的過程中體會(huì)生物實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步。該教學(xué)目標(biāo)關(guān)注學(xué)生生物知識(shí)、能力和素養(yǎng)的綜合發(fā)展。在課堂中分析學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，應(yīng)用PBL教學(xué)模式展開探究式教學(xué)活動(dòng)，教師要做好科學(xué)引導(dǎo)并設(shè)計(jì)啟發(fā)性問題，鼓勵(lì)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)新問題、解決新問題。比如在本課堂中，教師將康乃馨花瓣分成兩份，分別放置于清水和稀鹽酸中，引導(dǎo)學(xué)生觀察康乃馨花瓣的變化。在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)，大部分學(xué)生都產(chǎn)生了為什么康乃馨花瓣會(huì)出現(xiàn)此類變化的問題。借助學(xué)生產(chǎn)生的新問題，教師及時(shí)將細(xì)胞膜的成分、結(jié)構(gòu)與功能相關(guān)生物知識(shí)呈現(xiàn)在課堂上，由學(xué)生自主思考康乃馨花瓣的細(xì)胞膜在清水和稀鹽酸中分別發(fā)生了什么變化，導(dǎo)致出現(xiàn)了學(xué)生看到的現(xiàn)象。在學(xué)生產(chǎn)生新問題、分析新問題的過程中，能夠加深學(xué)生對(duì)生物知識(shí)學(xué)習(xí)與感悟。隨后教師為學(xué)生提供自主操作的機(jī)會(huì)，親自動(dòng)手觀察康乃馨花瓣在不同溶液中的變化，加深學(xué)生對(duì)生物知識(shí)的理解和內(nèi)化。

（四）設(shè)計(jì)探究項(xiàng)目任務(wù)，拓寬學(xué)生學(xué)習(xí)深度

應(yīng)用PBL教學(xué)模式打造高中生物探究式教學(xué)活動(dòng)，教師可以創(chuàng)新項(xiàng)目活動(dòng)任務(wù)，并設(shè)計(jì)子任務(wù)。在系統(tǒng)分析生物知識(shí)解決實(shí)際問題的過程中，使學(xué)生體驗(yàn)生物知識(shí)在生活中應(yīng)用的意義與價(jià)值，同樣也能促進(jìn)學(xué)生合作能力、社交能力的發(fā)展[4]。在人教版高中生物教材中，編排了“探究實(shí)踐”活動(dòng)板塊，這就為設(shè)計(jì)探究項(xiàng)目任務(wù)提供了契機(jī)。

以人教版高中生物選擇性必修二第三章第五節(jié)的探究實(shí)踐“設(shè)計(jì)制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性”為例，該板塊是學(xué)生完成生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能、穩(wěn)定性等相關(guān)知識(shí)后的探究活動(dòng)，旨在使學(xué)生在動(dòng)手操作和觀察的過程中，進(jìn)一步感受生物知識(shí)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)與深度思考，同時(shí)構(gòu)建生物知識(shí)與現(xiàn)實(shí)世界的聯(lián)系，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。在該探究實(shí)踐項(xiàng)目中，設(shè)計(jì)了四個(gè)項(xiàng)目任務(wù)。任務(wù)一：學(xué)生利用已學(xué)的生物知識(shí)設(shè)計(jì)生態(tài)缸方案。在該任務(wù)活動(dòng)中，學(xué)生要結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況和生態(tài)系統(tǒng)常見的主要物種，在了解其生活習(xí)性的基礎(chǔ)上，探究生態(tài)系統(tǒng)各組成成分之間的營養(yǎng)關(guān)系，并使用思維導(dǎo)圖畫出生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈和食物網(wǎng)，分析如何設(shè)計(jì)合理的生態(tài)缸。任務(wù)二：制作生態(tài)缸并觀察生態(tài)缸的運(yùn)行情況。在學(xué)生制定合理的小型生態(tài)系統(tǒng)后，教師提出觀察生態(tài)缸密封后能否穩(wěn)定存在的任務(wù)，若生態(tài)缸內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)迅速崩潰，學(xué)生要及時(shí)分析原因，并做好調(diào)整與補(bǔ)充。任務(wù)三：生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性研究。在任務(wù)一和任務(wù)二后，學(xué)生能夠在觀察與制作的過程中分析影響生態(tài)缸內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的因素。教師在該任務(wù)活動(dòng)中要及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生將該生態(tài)缸與現(xiàn)實(shí)中的生態(tài)系統(tǒng)問題聯(lián)系起來，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維，繼續(xù)展開探究性實(shí)驗(yàn)，探究影響現(xiàn)實(shí)生態(tài)系統(tǒng)問題的因素。比如設(shè)計(jì)干擾因素實(shí)驗(yàn)，學(xué)生針對(duì)當(dāng)前常見的污染問題，如水體富營養(yǎng)化、海洋塑料垃圾污染、外來物種侵入等，結(jié)合生態(tài)缸崩潰的現(xiàn)象，應(yīng)用已掌握的生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則和思路，分析實(shí)驗(yàn)變量和實(shí)驗(yàn)觀察指標(biāo)，并展開生物實(shí)驗(yàn)，得出干擾因素結(jié)論。任務(wù)四：生態(tài)環(huán)境調(diào)查報(bào)告與評(píng)價(jià)。在完成三項(xiàng)任務(wù)后，學(xué)生已經(jīng)對(duì)現(xiàn)實(shí)中生態(tài)系統(tǒng)的問題有了初步的認(rèn)識(shí)，在任務(wù)活動(dòng)中，學(xué)生要展開實(shí)地考察與調(diào)查，分析當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的變化情況，并調(diào)查研究所落實(shí)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)措施，同時(shí)也可以提出更有效的保護(hù)手段。在該探究項(xiàng)目任務(wù)中，學(xué)生能夠?qū)崿F(xiàn)生物知識(shí)的整合與應(yīng)用，極大提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

結(jié)束語

總的來說，高中生物教學(xué)難度較大，傳統(tǒng)教學(xué)模式存在難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的不足之處，這就影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，同樣也導(dǎo)致高中生物課堂教學(xué)難以順應(yīng)新課程改革的要求。應(yīng)用PBL教學(xué)模式不僅能創(chuàng)新高中生物課堂教學(xué)模式，同樣也能使學(xué)生成為課堂的主人公，有效改變學(xué)生處于被動(dòng)的學(xué)習(xí)狀態(tài)，借助學(xué)習(xí)問題激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，驅(qū)動(dòng)學(xué)生展開自主探究，引導(dǎo)學(xué)生深度學(xué)習(xí)。在課堂教學(xué)活動(dòng)中，高中生物教師要關(guān)注學(xué)生的科學(xué)探究能力發(fā)展，聚焦生物實(shí)驗(yàn)活動(dòng)、創(chuàng)設(shè)生物問題情境、設(shè)置項(xiàng)目探究任務(wù)，在問題引導(dǎo)下，助力學(xué)生開展自主探究、合作探究，極大提升學(xué)生靈活應(yīng)用生物知識(shí)的能力，助力學(xué)生核心素養(yǎng)的高質(zhì)量發(fā)展。

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