初中科学PBL新课教学范式的实践探索

2018-10-31薛仕静

生物学教学 2018年10期

薛仕静

(浙江省温州市鹿城区教育研究院温州 325000)

PBL即基于问题的学习,是当前新课改提倡的重要学习方式之一。其基本思路是把学习置于复杂的、有意义的问题情境中,通过让学习者合作解决真实的问题,来学习隐含于问题背后的科学知识，形成解决问题的技能和自主学习的能力[1]。现以浙教版初中科学八(上)第3章第5节“体温的控制”的新课教学为范例，介绍基于PBL的初中科学新课教学的设计与实施(图1)。

图1 范式结构

1 聚焦核心的真实问题

课前活动：测量家庭主要成员(自己和父母)一天的体温变化。测量时可从腋窝、口腔和直肠3个测量部位中任选一种方式测量，并将测量的方式及体温填入调查表中。

设计意图：将教材中测量自己体温的课内活动调整为上述课前活动，这样至少有3个优点： ①为核心问题的提出创设真实情境；②确保学生有充足的时间开展“基于核心问题”的学习；③搭建亲子活动的平台，促进学生与家长的合作交流。

活动1(问题情境)：展示交流你的调查结果，测量部位：口腔。例如，一位学生的调查结果如表1所示。

表1 家庭主要成员一天体温变化调查表

问题1：从上述的体温变化调查结果中，你能得出哪些结论？又有哪些困惑？

设计意图：基于表1的真实情境，学生得出的结论有： ①正常人的体温并不是一个固定值，而是一个温度范围，一般不超过1℃；②不同年龄人的体温有差异，一般年轻者高于年老者；③不同性别人的体温有差异，一般女子高于男子；④同一个人的体温随时间的变化也有所不同。而基于这些结论，学生又都有“这究竟是为什么”的疑问。其目的既是为了让学生深度理解人体恒定的体温的涵义，又是为了让学生在众多的“为什么”中梳理、归纳出核心的真实问题。

问题2(核心问题)：人体的体温是如何保持相对恒定的呢？

设计意图：提出架构本节学习内容的核心问题，具有先行组织者的作用。它既能将学生的注意力集中在核心内容的学习，又能为学生学习新知识提供一个必要的结构框架。

2 激活学生原认知

将上述的核心问题又分解成问题①和问题②，并从这两个问题出发激活学生已有的知识经验： ①人体是如何调节和控制体温的？②人体是如何对外界刺激作出反应的呢？

设计意图：其目的是为了激活学生原有的“神经调节过程”的知识经验，并为学生自主建构新知识搭建脚手架。

问题3：为什么人的体温会保持相对恒定？

问题4：现将一杯37℃的热水放置在8℃的环境中一段时间： ①水温会发生怎样的变化？为什么？②你又有什么办法让这杯热水的温度保持相对稳定？

设计意图：其目的是为了激活学生原有的“散热途径”(直接散热、蒸发散热)和“保持水温不变的方法”(产热和散热相对平衡)等知识经验，从而让学生理解人体恒定的体温是机体的产热和散热保持相对平衡的结果，并为学生自主建构新知识搭建脚手架。

3 自主建构新知识

问题5：人体又是如何进行产热和散热的？

活动2(阅读与思考)：阅读表2，完成以下任务： ①人体在安静和运动状态下，主要的产热器官或组织各是什么？②请用扇形图或柱状图，来表示表2中人体在安静或运动时各器官或组织的产热情况。

表2 几种器官或组织在安静和活动下的产热量(%)

设计意图：本活动是让学生通过阅读图表，自主建构新知识，培养学生阅读非连续文本获取信息的能力，并为后续解决真实的核心问题提供必备的知识。

活动3(思考与讨论)： ①当外界温度低于体温时，主要通过什么方式向外散热？②当外界温度等于或超过体温时，主要通过什么方式向外散热？

设计意图：人体90%以上的热量是通过皮肤散发出去的，当外界温度低于体表温度时，主要是通过皮肤直接散热；反之，主要是通过汗液蒸发散热。该活动的主要目的是为了让学生自主建构这些新知识。

活动4(阅读与思考)：皮肤直接散热的多少，取决于皮肤表面与外界环境之间温度差。而人体表面的温度还可通过流经皮肤血液的多少来加以调节。阅读图2，思考：在低温或高温环境下，人体又是如何调节皮肤散热的呢？

图2 皮肤血管口径的调节与散热

设计意图：本活动直接给学生提供解决活动4所必须的知识储备，以促使学生通过读图自主提取信息，意义建构新知识(如低温时血管收缩、皮肤血流量减少、皮肤温度下降、散热量减少)，并培养学生分析、比较及阅读非连续文本获取信息的能力。

4 解决核心的真实问题

活动5：图3为寒冷冬天人体体温调节过程模式图。请你将其补充完整。并说说：人体在寒冷冬天，是如何通过神经系统调节来保持体温相对恒定的。

图3 寒冷冬天的体温调节

设计意图：该环节主要有2个目的： ①让学生认识到科学探究就是发现问题、分析和解决问题的过程；②让学生认识到知识的价值，以激发学生的学习兴趣，培养学生用科学思维解决实际问题的能力。而本活动之所以提供不完整的结构化模式图，除了要帮助学生建构体温调节的过程模型外，还为了让学生能基于原有的知识经验和前面建构的新知识，自主解决核心的真实问题，并形成“人体是一个统一整体”的生物学观念。