基于学科核心素养的高中生物PBL教学实践

作者:未知

  摘 要:以《植物细胞有丝分裂》一节为例,基于PBL教学模式,通过“植物组织培养”技术导入问题情境,学生观察植物根尖有丝分裂临时装片、组内资料学习、模型制作、显微镜下细胞图片排序,深入理解有丝分裂的过程及意义。
  关键词:有丝分裂;PBL教学模式;模型制作
  【中图分类号】G 【文献标识码】B 【文章编号】1008-1216(2019)04B-0020-03
  为落实党的十八大、十九大立德树人的要求,教育部颁布了包括《普通高中生物学课程标准(2017年版)》(以下简称《课标》)在内的普通高中各学科2017年版课程标准。《课标》中明确要求学生能在亲历提出问题、获取信息、寻找证据、检验假设、发现规律等过程中习得生物学知识,养成科学思维的习惯,形成科学态度,发展终身学习及创新实践能力。同时生物学科核心素养(生命观念、科学思维、科学探究、社会责任)的每一部分都对“发现问题、解决实际问题”提出了要求。《课标》中课程实施建议部分多次提到“创设问题情境”“密切联系实际”,学业水平考试与命题建议部分也明确指出“试题素材应贴近学生生活实际,以真实问题情境组织命题”为命题原则之一。刘恩山教授指出“在国家、地方和校本课程中强化STEM和PBLs”,认为课程的指向和特点与我国课程改革方向高度一致,适合创新人才的培养。因此,PBL教学模式是落实《课标》重要途径。
  一、PBL教学模式
  (一)PBL教学模式的涵义
  1959年,美国学者Barrows教授首先提出PBL教学模式,Linda Torp和Sara Sage随后对PBL作出了自己的理解。PBL教学模式的起点和核心是真实或模拟真实的问题情境,主体是学生,通过自主学习并小组合作解决问题,教师扮演指导者的角色,达到让学生的思维探究、合作交流及实际问题解决等多方面能力得以提高的目的。问题、学生、教师是该模式的三个要素,教学实际上是围绕着隐形的知识点展开的。
  (二)PBL教学模式的模型构建
  二、课例设计
  通过对PBL教学模式的学习,以人教版必修一第六章第一节《植物细胞有丝分裂》为例进行教学设计。
  (一)教学目标及知识点梳理
  本节内容在《课标》中的次位概念为“描述细胞通过不同的方式进行分裂,其中有丝分裂保证了遗传信息在亲代和子代细胞中的一致性”,要求学生知道细胞分裂的不同方式,还要掌握有丝分裂知识,主要涉及各时期的特点以及DNA、染色体的数量变化。具体教学目标及相关知识点见下表:
  (二)课堂实施
  以“植物组织培养”技术创设生物体长大的问题情境,通过自主学习和小组合作掌握植物细胞有丝分裂概念及各时期的特点,并在组内合作完成模式图的制作以强化植物细胞有丝分裂各时期的特点,对显微镜下的图片进行排序同时培养学生的识图能力,具体教学过程如下:
  知识点1.①②生命观念。教师行为:有种生物技术是“植物组织培养”,是利用植物细胞具有全能性,通过培养植物的根、茎、叶等部分,就能让它生长为一棵完整的植株。预设学生行为:觉得很神奇并感到疑惑;教师行为:最让老师好奇的是,为什么小小的根、茎、叶就能生长成完整的植株那么大呢?预设学生行为:答:因为根、茎、叶的细胞长大了;教师行为:细胞能长成这么大吗?我们知道的最大的细胞是什么?预设学生行为:答:鸵鸟蛋。学生评价:认识到不仅是因为细胞的长大;教师行为:那么,到底怎样才能长成那么大的植株呢?预设学生行为:答:有很多细胞一起长大就能生长成完整的植株;教师行为:那我们大家来猜一猜,生物体的长大,需要细胞进行哪两项活动?预设学生行为:答:体积长大;数量增多。教师行为:有同学提到了细胞数量也会增多,现在请大家阅读资料一,求证一下是不是这个原因导致的,为什么?如果是的话,请问细胞数量以什么方式增多?预设学生行为:阅读资料回答:细胞的增殖方式是分裂;真核细胞的分裂方式有有丝分裂、无丝分裂和减数分裂(生殖细胞);教师行为:在生长过程中细胞的数量竟然在增多,确实神奇!老师在课前为大家制作了大蒜根尖有丝分裂的临时装片,现在请大家利用显微镜观察一下大蒜根尖的细胞。预设学生行为:利用显微镜观察装片;教你行为:大家是不是和老师一样看到了这样几种不同形态的细胞(展示预实验时处于不大家是不是和老师一样看到了这样几种不同形态的细胞(展示预实验时处于不同时期的细胞图片)?对此,大家有什么想法?预设学生行为:提问:没有看到细胞数量变多?这些细胞为什么形态不一?
  知识点2.①③④⑤⑥⑦生命观念。教师行为:带着你们的这些疑惑,大家四人一组,结合你们桌上的其他几则材料和书本,分工合作,找出植物细胞有丝分裂过程中的相关概念。预设学生行为:小组合作,找出与植物细胞有丝分裂相关的概念。学生评价:相互补充完整:细胞周期、染色质丝和染色体的关系、纺锤体、着丝点、赤道板、细胞板、染色单体、姐妹染色单体;DNA、染色体、染色单体的关系。教师评价:教师对这些概念补充完整并进行强化;
  知识点2.②科学探究。教师行为:刚才的小组学习,我们已经掌握了植物细胞有丝分裂过程中相关的一些概念,接下来,请大家还是四人一组,仍然结合资料和课本,学习植物细胞有丝分裂到底是一个什么样的过程,并且根据你们的理解合作制作植物细胞有丝分裂的模式图。预设学生行为:学习植物细胞有丝分裂的过程;合作制作模式图。
  知识点3.①科学思维。教师行为:大家的模式图都差不多完成了,现在请一组同学给我们展示一下成果,并派一名代表给大家阐述一下你们的制作思路。预设学生行为:某组同学展示;代表讲述思路(各时期特点)。学生评价:其他同学根据植物细胞有丝分裂各时期的特点进行纠正并修改自己的模式图。教师评价:对同學们模式图及制作思路进行纠正,并对植物细胞有丝分裂的过程(各时期特点)进行强化。模式图关注点:1、核膜、核仁。2、染色体数目及形态。3、染色体颜色排列   知识点3.①生命观念科学探究。教师行为:对植物细胞有丝分裂的过程我们已经进行了学习,还动手制作了模式图,那现在请大家打开你们桌上的信封,里面装着的是大家在显微镜下看到的不同形态的细胞图片,现在,大家知不知道这些细胞为什么都不一样?大家尝试将这些细胞根据有丝分裂的过程按顺序排一排。预设学生行为:答:因为是处于不同时期的细胞。排序、相互交流、检查。教师行为:我们在显微镜下看不到细胞数量的增多,模式图的制作也是分成不同时期的,现在我们来看看植物细胞有丝分裂的视频,感受一下完整的过程。预设学生行为:观看视频;
  知识点3.②科学思维。教师行为:我们不仅知道了DNA、染色体和染色单体之间的关系,还探究了有丝分裂的完整过程,现在,请大家尝试绘制在有丝分裂过程中DNA和染色体的数量变化过程(请两位同学上黑板绘图)。预设学生行为:绘制数量变化曲线;
  知识点3.②科学思维。教师行为:我们一起来看黑板上的两幅图是不是和大家画的一样呢?预设学生行为:对比,评价,纠正。教师评价:通过带领学生回顾植物细胞有丝分裂的过程,评價学生的折线图。关注点:DNA从间期到前期的复制是一个渐进的过程,不是一下子完成的。
  知识点3.③社会责任。教师行为:我们学习了有丝分裂,了解了其过程,大家觉得有丝分裂的进行有什么意义?预设学生行为:答:保证了遗传信息在亲代细胞和子代细胞间的一致性;教师行为:同学们刚才还有一个疑问是为什么我们在显微镜下看不到细胞数量增多的过程?老师还想知道动物细胞有丝分裂是不是和植物细胞相同?这些问题需要大家课后先查阅、搜集资料,下节课我们再一起探究。
  三、教学反思
  学生在课堂上的参与度和主动性有明显的提高,在教师的问题串、模型制作、成果展示环节,学生相互评价,不断发现问题并解决问题,不仅学习动机得到了转变,问题意识也得到了提升,更是经历了思维和探究的过程。
  考虑到学生的课业压力,《植物细胞有丝分裂》资料的搜集都是教师在课前进行的,使得学生资料搜集和信息处理能力缺乏锻炼;PBL对学生来说是一个全新的模式,课堂角色突然间由被动变主动还需要一个过程,本节课知识点较多,课堂比较紧凑,学生在课堂上对知识点的消化还缺少时间;教师也由课堂主导者变为指导者,需要应对学生在课堂上提出的各种问题,同时要在学生合作学习的过程中进行节奏上的把控,这对教师的专业素养和组织管理能力都有较高要求。
  四、结束语
  PBL教学模式的目标立足于学生思维能力的培养、实际问题解决能力的提升,同时学生能够在此过程中提取、归纳和应用知识。其中,问题情境的创设尤为重要,是PBL的心脏,一个贴合学生实际的问题情境既能激发学生的学习兴趣又能引起学生的探究欲望,正因为与生活实际有联系,因此,有助于实践能力的培养,让学生“学以致用”。学生在教师的问题情境中提出问题,以自主学习和小组合作为学习形式,再通过学生相互评价,经历了提问—解决—质疑—再解决的过程。同时,基于PBL模式的课堂教学有助于教师理论和实践经历的积累。
  参考文献:
  [1]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准:2017年版[S].北京:人民教育出版社,2018.
  [2]刘恩山,曹保义.普通高中生物学课程标准(2017年版)解读[M].北京:高等教育出版社,2018.
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