“基于问题的学习”模式在初中生命科学教学中的实践
2022-06-08
摘 要 阐述了根据PBL的特征和教学流程，以“人体是如何维持内环境稳定的”为例，从组织教学、创设情境、小组讨论以及评价几个环节入手进行实践研究，以此探索更适合初中学生心智发展的生物学习模式。
教育期刊网http://www.jyqkw.com/
关键词 基于问题的学习（PBL） 生命科学 生物学教学
中图分类号 G633.91 文献标识码 B
“基于问题的学习”模式（PBL，也译为问题式学习）是1969年由美国的神经病学教授Barrows在加拿大的麦克马斯特大学首创，后来在美国医学教育中得到精炼和发展，并得到广泛应用。基于问题学习是基于现实生活中的问题，以学生为中心的教育方式。它强调让学生在复杂的、有意义的问题情境中，通过小组合作、交流的形式来解决问题，从中学习隐含在问题背后的科学知识，建构新的知识体系，并逐步提高解决问题的技能和自主学习的能力。其教学过程一般包括以下几个环节：组织学习小组、提出一个问题情境、自主探究学习以解决问题、学习成果的展示与交流、反思总结并对整个学习过程及成果进行评价。
“基于问题的学习”模式与当前人们所提倡的探究式或研究性学习有比较大的相似性，但它不仅与“以学生发展为本，坚持全体学生的全面发展”的新课改理念相吻合，还能让学生真正成为探究知识的主体，让学生在自主学习中思考感悟，在体验交流中分享乐趣，在反思总结中收获成功。因此在初中生命科学教学中运用“基于问题的学习”模式教学，对生命科学课程改革具有一定的意义。
1 “基于问题的学习”模式在初中生命科学教学中的实践
笔者以初中生命科学中“人体是如何维持内环境稳定的”这一内容为例，运用“PBL”模式进行实践教学。
1.1 组织学习小组，营造学习氛围
教学前先向学生介绍“PBL”模式的意义、过程、特点、要求及成员角色（包括教师即指导者），让学生对“PBL”模式的学习有初步的认识，引起学生的好奇心和学习兴趣。随后根据“异质互补、共同进步”的原则对班级学生进行分组。学生是问题的解决者，“PBL”模式的学习方式主要以自主学习和协作学习为主，所以教师对学生的分组一定要考虑不同学生的知识背景、学习风格和他们各方面的特长及能力，力争让每位学生在组内都是“必不可少”的一员，使学生在学习活动中能各司其职，这样更有利于学生保持积极主动的学习状态。
1.2 创设问题情境，捕捉教学契机
“学起于思，思起于疑”。在“基于问题的学习”中，一切学习活动几乎皆由问题驱动，所以提出问题是问题教学能否实施的前提条件。教师提出的情境问题必须有思维价值，答案不能只在“对”与“不对”、“是”与“不是”、“好”与“不好”之间选择，而是需要学生以新的方式，运用已知的信息，经历一定的体验过程才能得以解决的，使解决问题成为一个动态的过程。
在进行“人体是如何维持内环境稳定的”PBL模式教学前，学生已开展过对体温、心率和唾液的pH值等生理数据的测定活动，并分析了健康人口服葡萄糖后不同时段血糖浓度变化的实验研究活动，最后得出“人体内环境是相对稳定的”结论。基于此学习背景，笔者为学生创设问题情境：“在寒冷的冬天和炎热的夏天我们的体温一直保持在37℃左右;当我们安静状态时心率始终保持在60～100次/分钟;口服葡糖糖后2～3 h血糖浓度又恢复原样……这些现象都说明人体的内环境可以保持相对稳定。人体的机制是怎样做到‘以不变应万变’的呢？”
PBL问题设计要注重学生已有的知识和能力基础，考虑学生原有认知水平，选择与之相近的问题。所以笔者就用学生已得到的实验研究结果与情境问题相结合，激发学生的逻辑思维，将“静态”的知识激活，生成更多的子问题。最后经师生共同讨论，决定将这四个系统的工作过程和作用原理作为进一步研究的新议题。结合初二年级学生的认知能力和特点，在接下来几个课时中，笔者结合新议题分别为学生创设以下几个问题情境：
情境一：指导学生完成“屏住呼吸30秒”的活动，让学生描述30秒左右时的感觉，有同学描述：“感觉头涨大了”;“肺要爆炸了”;“我头晕眼花了”……提问：出现这些现象的原因是什么呢？
情境二：在暑期军训的第一天清晨，教官训练同学们站军姿，可半小时不到便有3位同学相继晕倒，在校医的询问下得知他们中有2位没有吃早饭。假如你是一位医护人员，请你向同学们说明原因并提出合理的医疗建议。
情境三：教师过滤一杯含有泥沙的水，学生观察过滤前后水清澈度的变化。提问：如果这杯水表示我们的血液，里面的泥沙表示人体中的代谢废物，人体是怎样过滤体内垃圾的呢？
在学生分析、内化问题的过程中教师要适时地启发和引导学生，捕捉教学契机，利用好生成因素，让其转化成教学资源，为学生进一步参与开展学习活动奠定基础。
1.3 自主探究学习，点燃智慧火花
各小组得到情境问题以后他们对问题进行分析、讨论，提出自己的学习议题。
小组成员在解决问题时往往会遇到新的问题或缺乏某些知识，致使探究活动无法继续下去，这时就需要学生主动查阅课本、书籍和教师提供的相关资料，主动与其他组员对话、沟通和合作，从而碰撞出智慧的火花，产生交互影响，以动态生成的方式推动探究活动，最后对学习议题达成共识。在这一过程中，学生不仅学会了收集和提取各种有用信息，彼此分享这些信息，还通过自主探究获取知识、构建知识体系，并且发展了高层次思维，增长了能力，真正享受到了学习的乐趣。
1.4 展示学习成果，形成知识框架
各小组利用各种不同的形式来报告自己的研究过程及成果。针对不同的问题，有的小组使用PPT展示，有的小组拍摄了采访短片，有的小组绘制精美的宣传小报等。虽然学生在向大家展示成果时还略显紧张和稚嫩，但也充分显示学生在各方面能力的提高，并开始尝试运用所学的知识来指导自己的健康生活。 PBL模式教学不光是让学生最终得出研究成果并展示，还要让学生通过这种自主学习模式，理解问题背后的关系和机制，在锻炼能力的基础上建构一套完整的知识体系。通过一段时间的自主探究学习，学生在解决情境问题的基础上，进一步认识到内环境的相对稳定是依靠人体各个系统共同维持的，当内环境的理化条件发生较大的变化并超过人体调节能力时，就会威胁到人体的正常功能，还可能导致生病甚至死亡。逐步将课本上的知识点，变成自己开启健康生活的钥匙。
1.5 优化多元评价，彰显教学功能。
评价作为教育的重要组成部分，除了要达到矫正补救的目的外，还要让学生获得更大的学习动力，更好地促进学生全面发展。所以在此次教学中笔者突破传统单一的评价方式，从多个角度和多元价值观对学生进行综合性评价，概括来说主要有三个方面：
组员自评：每次活动结束，组员首先根据自己的表现情况填写评星表。自我评价是自我启发式学习的重要工具，学生通过自我评价能明确自己已学到了什么，还需在哪些方面努力，为下一次探究学习做好更充分的准备。
同学互评：每次成果展示后，组员之间、小组之间要讨论学习活动过程中彼此的优点与不足，互相吸取经验，并根据表现给予打分。因为学生之间是彼此最了解的，所以他们间的相互交流与相互鼓励的最具实效性。
教师总评：最后由教师对学生的学习过程、参与程度、合作情况、最终成果和认知能力等方面做出针对性评价，给予一些口头表扬或者奖品，提高学生解决问题的成就感和自信心。
通过各种评价，小组会反思：如何让小组交流的内容越来越完善，形式更新颖，使本组的交流在班级里脱颖而出……;学生也会反思：通过这些活动我学到了什么，怎样运用学到的知识和方法去解决问题，如何让自己在小组中更有价值，带给小组更多的有效信息……
2 在初中生命科学教学中实施“基于问题的学习”模式的体会
“基于问题的学习”模式精髓在于让学生以问题为出发点，根据对问题的理解开展调查和探究。在学生自主解决问题的过程中会产生各种困惑，教师的适当引导和与组员的交流沟通，会不断产生思维碰撞，最终解决问题。这一模式的教学理念是将教学活动牢牢定位于学，让学生的学习探究活动启动教师的教学活动，教师的角色不再是提供知识，而是创设问题情境，通过提问等方式引导、促进学生进行自主学习，提高学生的创新思维和合作学习的能力，真正体现学生是教学活动的主体。
通过实践，笔者认为在生命科学教学中运用PBL模式教学需要注意以下几点：（1） 问题情境的设计。创设一个合适的问题情境是决定整个教学过程能否成功的重要因素。PBL问题的设计最好是具有真实性、非结构化并且以学生的经验和认知水平为基础的。（2） 教师的角色是“引导者”和“促进者”。教学中教师“给”的往往是死的知识，而“导”是激活知识的关键，在PBL模式教学中教师要创造足够的时间和空间，让学生自行获取知识。（3） 加强小组合作学习的有效性。合作学习是PBL模式中学生获得知识的一个主要途径，有效的合作学习应该组员先独立思考，分别说出想法，其他学生认真倾听，然后讨论，形成小组意见发表见解，而不是停留在热热闹闹走过场的表面讨论形式上。（4） 注重教学评价。为了确保PBL中的学习始终有效，学习评价必须与教学协调并进，教师应更多的关注评价的科学化、多元化、全面化、多样化和全程化。
虽然本文只是一个案例说明，但是经过长期的实践表明，PBL模式教学给学生们带来的改变和快乐是终身受益的。当然，尝试每一种新事物都会遇到困难，所以在以后的教学中，还需要解决以下一些问题：（1） 教师驾驭PBL模式教学的能力有待提高。（2） 学生自主学习的能力有待提高。（3） 有限的课时和PBL开放性的学习方式之间存在矛盾。
参考文献：
[1] 周荣华，高虎.“让学”理念下的“问题链式”教学策略 [J].上海教育科研，2012，29（6）：75-76.
[2] 张利明，李玉鹏.区域推进课堂教学“三全”“五优化”的研究[J].上海教育科研，2012，28（1）：75-81.
[3]徐海洪.基于问题学习的物理教学[J].中国科教创新导刊2007，46（7）：70-71.
[4]谢景政.对中学课堂基于问题学习的教师策略的探讨[J].中小学信息技术教育，2008，7（8）：112-113.
[5] 上海市教育委员会.上海市中学生命科学课程标准[S].上海：上海教育出版社，2004.
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关键词 基于问题的学习（PBL） 生命科学 生物学教学
中图分类号 G633.91 文献标识码 B
“基于问题的学习”模式（PBL，也译为问题式学习）是1969年由美国的神经病学教授Barrows在加拿大的麦克马斯特大学首创，后来在美国医学教育中得到精炼和发展，并得到广泛应用。基于问题学习是基于现实生活中的问题，以学生为中心的教育方式。它强调让学生在复杂的、有意义的问题情境中，通过小组合作、交流的形式来解决问题，从中学习隐含在问题背后的科学知识，建构新的知识体系，并逐步提高解决问题的技能和自主学习的能力。其教学过程一般包括以下几个环节：组织学习小组、提出一个问题情境、自主探究学习以解决问题、学习成果的展示与交流、反思总结并对整个学习过程及成果进行评价。
“基于问题的学习”模式与当前人们所提倡的探究式或研究性学习有比较大的相似性，但它不仅与“以学生发展为本，坚持全体学生的全面发展”的新课改理念相吻合，还能让学生真正成为探究知识的主体，让学生在自主学习中思考感悟，在体验交流中分享乐趣，在反思总结中收获成功。因此在初中生命科学教学中运用“基于问题的学习”模式教学，对生命科学课程改革具有一定的意义。
1 “基于问题的学习”模式在初中生命科学教学中的实践
笔者以初中生命科学中“人体是如何维持内环境稳定的”这一内容为例，运用“PBL”模式进行实践教学。
1.1 组织学习小组，营造学习氛围
教学前先向学生介绍“PBL”模式的意义、过程、特点、要求及成员角色（包括教师即指导者），让学生对“PBL”模式的学习有初步的认识，引起学生的好奇心和学习兴趣。随后根据“异质互补、共同进步”的原则对班级学生进行分组。学生是问题的解决者，“PBL”模式的学习方式主要以自主学习和协作学习为主，所以教师对学生的分组一定要考虑不同学生的知识背景、学习风格和他们各方面的特长及能力，力争让每位学生在组内都是“必不可少”的一员，使学生在学习活动中能各司其职，这样更有利于学生保持积极主动的学习状态。
1.2 创设问题情境，捕捉教学契机
“学起于思，思起于疑”。在“基于问题的学习”中，一切学习活动几乎皆由问题驱动，所以提出问题是问题教学能否实施的前提条件。教师提出的情境问题必须有思维价值，答案不能只在“对”与“不对”、“是”与“不是”、“好”与“不好”之间选择，而是需要学生以新的方式，运用已知的信息，经历一定的体验过程才能得以解决的，使解决问题成为一个动态的过程。
在进行“人体是如何维持内环境稳定的”PBL模式教学前，学生已开展过对体温、心率和唾液的pH值等生理数据的测定活动，并分析了健康人口服葡萄糖后不同时段血糖浓度变化的实验研究活动，最后得出“人体内环境是相对稳定的”结论。基于此学习背景，笔者为学生创设问题情境：“在寒冷的冬天和炎热的夏天我们的体温一直保持在37℃左右;当我们安静状态时心率始终保持在60～100次/分钟;口服葡糖糖后2～3 h血糖浓度又恢复原样……这些现象都说明人体的内环境可以保持相对稳定。人体的机制是怎样做到‘以不变应万变’的呢？”
PBL问题设计要注重学生已有的知识和能力基础，考虑学生原有认知水平，选择与之相近的问题。所以笔者就用学生已得到的实验研究结果与情境问题相结合，激发学生的逻辑思维，将“静态”的知识激活，生成更多的子问题。最后经师生共同讨论，决定将这四个系统的工作过程和作用原理作为进一步研究的新议题。结合初二年级学生的认知能力和特点，在接下来几个课时中，笔者结合新议题分别为学生创设以下几个问题情境：
情境一：指导学生完成“屏住呼吸30秒”的活动，让学生描述30秒左右时的感觉，有同学描述：“感觉头涨大了”;“肺要爆炸了”;“我头晕眼花了”……提问：出现这些现象的原因是什么呢？
情境二：在暑期军训的第一天清晨，教官训练同学们站军姿，可半小时不到便有3位同学相继晕倒，在校医的询问下得知他们中有2位没有吃早饭。假如你是一位医护人员，请你向同学们说明原因并提出合理的医疗建议。
情境三：教师过滤一杯含有泥沙的水，学生观察过滤前后水清澈度的变化。提问：如果这杯水表示我们的血液，里面的泥沙表示人体中的代谢废物，人体是怎样过滤体内垃圾的呢？
在学生分析、内化问题的过程中教师要适时地启发和引导学生，捕捉教学契机，利用好生成因素，让其转化成教学资源，为学生进一步参与开展学习活动奠定基础。
1.3 自主探究学习，点燃智慧火花
各小组得到情境问题以后他们对问题进行分析、讨论，提出自己的学习议题。
小组成员在解决问题时往往会遇到新的问题或缺乏某些知识，致使探究活动无法继续下去，这时就需要学生主动查阅课本、书籍和教师提供的相关资料，主动与其他组员对话、沟通和合作，从而碰撞出智慧的火花，产生交互影响，以动态生成的方式推动探究活动，最后对学习议题达成共识。在这一过程中，学生不仅学会了收集和提取各种有用信息，彼此分享这些信息，还通过自主探究获取知识、构建知识体系，并且发展了高层次思维，增长了能力，真正享受到了学习的乐趣。
1.4 展示学习成果，形成知识框架
各小组利用各种不同的形式来报告自己的研究过程及成果。针对不同的问题，有的小组使用PPT展示，有的小组拍摄了采访短片，有的小组绘制精美的宣传小报等。虽然学生在向大家展示成果时还略显紧张和稚嫩，但也充分显示学生在各方面能力的提高，并开始尝试运用所学的知识来指导自己的健康生活。 PBL模式教学不光是让学生最终得出研究成果并展示，还要让学生通过这种自主学习模式，理解问题背后的关系和机制，在锻炼能力的基础上建构一套完整的知识体系。通过一段时间的自主探究学习，学生在解决情境问题的基础上，进一步认识到内环境的相对稳定是依靠人体各个系统共同维持的，当内环境的理化条件发生较大的变化并超过人体调节能力时，就会威胁到人体的正常功能，还可能导致生病甚至死亡。逐步将课本上的知识点，变成自己开启健康生活的钥匙。
1.5 优化多元评价，彰显教学功能。
评价作为教育的重要组成部分，除了要达到矫正补救的目的外，还要让学生获得更大的学习动力，更好地促进学生全面发展。所以在此次教学中笔者突破传统单一的评价方式，从多个角度和多元价值观对学生进行综合性评价，概括来说主要有三个方面：
组员自评：每次活动结束，组员首先根据自己的表现情况填写评星表。自我评价是自我启发式学习的重要工具，学生通过自我评价能明确自己已学到了什么，还需在哪些方面努力，为下一次探究学习做好更充分的准备。
同学互评：每次成果展示后，组员之间、小组之间要讨论学习活动过程中彼此的优点与不足，互相吸取经验，并根据表现给予打分。因为学生之间是彼此最了解的，所以他们间的相互交流与相互鼓励的最具实效性。
教师总评：最后由教师对学生的学习过程、参与程度、合作情况、最终成果和认知能力等方面做出针对性评价，给予一些口头表扬或者奖品，提高学生解决问题的成就感和自信心。
通过各种评价，小组会反思：如何让小组交流的内容越来越完善，形式更新颖，使本组的交流在班级里脱颖而出……;学生也会反思：通过这些活动我学到了什么，怎样运用学到的知识和方法去解决问题，如何让自己在小组中更有价值，带给小组更多的有效信息……
2 在初中生命科学教学中实施“基于问题的学习”模式的体会
“基于问题的学习”模式精髓在于让学生以问题为出发点，根据对问题的理解开展调查和探究。在学生自主解决问题的过程中会产生各种困惑，教师的适当引导和与组员的交流沟通，会不断产生思维碰撞，最终解决问题。这一模式的教学理念是将教学活动牢牢定位于学，让学生的学习探究活动启动教师的教学活动，教师的角色不再是提供知识，而是创设问题情境，通过提问等方式引导、促进学生进行自主学习，提高学生的创新思维和合作学习的能力，真正体现学生是教学活动的主体。
通过实践，笔者认为在生命科学教学中运用PBL模式教学需要注意以下几点：（1） 问题情境的设计。创设一个合适的问题情境是决定整个教学过程能否成功的重要因素。PBL问题的设计最好是具有真实性、非结构化并且以学生的经验和认知水平为基础的。（2） 教师的角色是“引导者”和“促进者”。教学中教师“给”的往往是死的知识，而“导”是激活知识的关键，在PBL模式教学中教师要创造足够的时间和空间，让学生自行获取知识。（3） 加强小组合作学习的有效性。合作学习是PBL模式中学生获得知识的一个主要途径，有效的合作学习应该组员先独立思考，分别说出想法，其他学生认真倾听，然后讨论，形成小组意见发表见解，而不是停留在热热闹闹走过场的表面讨论形式上。（4） 注重教学评价。为了确保PBL中的学习始终有效，学习评价必须与教学协调并进，教师应更多的关注评价的科学化、多元化、全面化、多样化和全程化。
虽然本文只是一个案例说明，但是经过长期的实践表明，PBL模式教学给学生们带来的改变和快乐是终身受益的。当然，尝试每一种新事物都会遇到困难，所以在以后的教学中，还需要解决以下一些问题：（1） 教师驾驭PBL模式教学的能力有待提高。（2） 学生自主学习的能力有待提高。（3） 有限的课时和PBL开放性的学习方式之间存在矛盾。
参考文献：
[1] 周荣华，高虎.“让学”理念下的“问题链式”教学策略 [J].上海教育科研，2012，29（6）：75-76.
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[4]谢景政.对中学课堂基于问题学习的教师策略的探讨[J].中小学信息技术教育，2008，7（8）：112-113.
[5] 上海市教育委员会.上海市中学生命科学课程标准[S].上海：上海教育出版社，2004.