基于学科核心素养的“问题解决”教学

胡芳玲 刘飞

摘 要：文章以“其他植物激素”为例，基于生物学科核心素养，以“问题解决”为主线，创造真实情境，通过科学资料、实验设计、角色扮演、辩论利弊等载体，提高学生的学科核心素养。

关键词：核心素养;“问题解决”;植物激素;高中生物学;教学设计

中图分类号：G633.91 文献标识码：A 收稿日期：2020-05-14 文章编号：1674-120X（2020）32-0059-02

“問题解决”教学是指教师基于教学目标和教学内容，创设真实情境，提出学生最近发展区内的问题，引导学生在解决问题的过程中学习新知的一种教学模式。

一、教材分析

“其他植物激素”是人教版高中生物学选修Ⅰ《稳态与调节》第3章第3节的内容，本节内容主要包括其他植物激素的作用以及植物生长调节剂的应用。“其他植物激素”一节是在生长素的发现和作用基础上进一步拓展学习，且本节内容为此章尾节，所以学生还应了解各激素之间相互作用调控植物体的概念。因教材内容松散简单，教师需合理设计教学思路，大力开发教学资源，将教材知识与生活经验结合，以达成教学目标，提高学生的学科核心素养。

二、学情分析

学生已经学习了植物生长素，对植物激素有了初步的认知，采用问题解决和科学资料相结合的教学方式有利于使学生激发学习兴趣、形成科学思维的习惯。学生对植物生长调节剂在生活中的应用也有一定的了解，在此基础上结合日常生活进行探究讨论，能增进学生的社会责任感。

三、设计思路

本节内容主要以设置真实情境的方式展开“问题解决”教学。教学设计打破了教材传统的教学方式和教学顺序，而是以学生为中心联系实际生活进行探究教学。在教学设计中，将植物激素的作用和对应植物生长调节剂的应用两部分内容以实际问题为纽带联结起来，由已知到未知，由应用到作用，与学生的认知相契合。在“问题解决”教学中穿插实验设计和科学资料，有利于学生形成科学思维，掌握科学探究的方法。学生通过扮演不同角色来辩论是否应该使用植物生长调节剂，在认知矛盾的过程中积极思考，在关注并参与社会议题讨论的同时增进社会责任感。

四、教学目标

（1）通过解决真实情境中的问题，对科学资料进行分析，能够举例说出其他植物激素的作用及植物生长调节剂在生产上的应用，形成各植物激素之间相互作用调控植物体生长发育的观点，养成科学思维的习惯。

（2）通过实验原理和实验材料，能够设计严谨的实验步骤和实验记录表、预估实验结果、得出实验结论，掌握科学探究的思路和方法。

（3）通过角色扮演的形式辩论是否应该使用植物生长调节剂，能够运用新知参与社会议题的讨论，解决生活中与生物学相关的问题，渗透社会责任感。

五、教学过程

（一）呈现情境，导入新课

教师提出问题：“如果你的家人从超市买了香蕉和其他水果，但发现香蕉还未成熟，有什么方法能让生香蕉快速成熟？”学生可根据生活经验说出“将生香蕉放入汽车后备厢”“将生香蕉与其他水果放在一起”等回答。教师根据学生的回答提问：“为什么与其他水果放在一起可以催熟生香蕉？其他水果是否产生了神奇的物质？”

设计意图：从日常生活问题导入新课，学生根据生活经验进行思考， 可为后续教学营造良好的情境。

（二）分析资料，设计实验

教师提供乙烯发现史的相关资料，学生对资料进行分析可得出“乙烯是一种能够促进果实成熟的植物激素”的结论。

教师引导学生由新知“乙烯”学习未知“乙烯利”，通过展示乙烯利的图片并介绍其功能，引导学生由“乙烯利”学习“植物生长调节剂”，再列表比较乙烯和乙烯利的异同。学生在对乙烯和乙烯利有一定认知之后，教师给出实验主题、实验原理及实验材料，引导学生通过小组合作设计实验步骤、制作实验记录表、预估实验结果、得出实验结论，并进行小组汇报。

实验设计如下：①实验主题：验证乙烯可促进果实成熟。②实验原理：乙烯的植物生长调节剂乙烯利可催熟香蕉，催熟方法，即向果实喷洒乙烯利溶液。据相关资料，乙烯利催熟香蕉的最适浓度为1000mg/L。③实验材料：形态大小及生理状态相似的青香蕉若干、蒸馏水、乙烯利溶液、试管、喷壶、香蕉成熟度比对图等。④实验步骤：将乙烯利浓度为1000mg/L、900mg/L、800mg/L、700mg/L、600mg/L的溶液，分别命名为A、B、C、D、E五组，取适量蒸馏水为F组。将60根香蕉平均分为六组，每组在香蕉表皮喷洒等量溶液，六组香蕉置于相同且适宜的温度和湿度下。一段时间后根据香蕉成熟度比对图记录各组香蕉表皮颜色对应数量。⑤预期结果：从A组到F组的成熟颜色数量逐渐减少。⑥实验结论：乙烯可促进果实成熟，且在一定范围内，乙烯浓度越高，果实成熟程度越高。

设计意图：由新知“乙烯”学习未知“乙烯利”，进而由“乙烯利”学习“植物生长调节剂”，层层深入，与学生的认知相契合;在小组合作设计实验中，学生能够掌握科学探究的方法，养成团队合作精神。

（三）创设情境，解决问题

1.赤霉素

教师提问：“如果现在是播种的时节，你家的小麦种子还处在休眠期，怎样解除小麦种子的休眠？”学生回答“人工控制温度”。教师进一步提问：“植物激素是否可以解除小麦种子的休眠？”教师提供赤霉素解除种子休眠的资料，学生可据此得出赤霉素是一种能打破种子休眠状态的植物激素。

教师提问：“如果你家有一片用以造纸的芦苇地，可芦苇纤维短、产量低、品质次，你有什么办法进行改善呢？”教师提供赤霉素增加芦苇株高的资料，学生根据资料可得出赤霉素增高植物植株的作用。

教师提问：“如果农场需要推出新产品‘无籽葡萄，你该如何处理以得到‘无籽葡萄？”学生根据必修二《遗传与进化》的内容，可得出“杂交”“染色体变异”等回答。教师提供资料：无籽葡萄可通过基因调控、植物激素（赤霉素、生长素等）诱导、有核母本和无核父本杂交等技术实现。学生可得知，赤霉素和生长素都能应用于诱导无核葡萄。

2.脱落酸

教师提问：“天气燥热，一转眼小麦成熟了，天气预报说两天后会有大雨，别的农场主都忙着在大雨来临之前收割，因为他们担心大雨过后小麦会在穗上发芽，这是为什么呢？”学生认知有限，回答“有适宜的温度和充足的水分”。教师提示：“脱落酸是一种植物激素，在高温下容易被降解。”学生据此可分析脱落酸在高温下降解，大雨又提供了充足的水分，所以小麦就会在穗上发芽，从而推断出脱落酸具有抑制种子发芽的作用。教师进一步引导学生，根据“脱落酸”的名称得出其具有促进果实和叶脱落的作用。教师提供资料：“赤霉素和脱落酸的比值可以用来调节种子的萌发。”学生可巩固脱落酸具有抑制种子发芽的知识，同时也可形成激素之间相互作用调控植物体生长发育的观点。

3.细胞分裂素

教师提问：“农场种的香石竹已花开灿烂，即将修剪成鲜切花上市，为了延长鲜切花的寿命，防止其过早衰老，可以采用什么方法处理呢？”学生根据生活经验可得出“使用保鲜剂”。教师进一步提问：“保鲜剂的成分有哪些？”然后提供某香石竹处理液的成分，重点标出处理液中的“细胞分裂素”，向学生说明细胞分裂素是植物激素的一种，学生便可认识到细胞分裂素在生产中的应用。根据“细胞分裂素”这一概念可得出其具有促进细胞分裂的作用，教师进一步展示相关图片加深学生对细胞分裂素作用的印象，并再次形成激素之间通过相互作用来调控植物体生长发育的观点。

设计意图：在学习以上植物激素的过程中，教师先根据真实情境提出实际问题，在解决实际问题后引出特定的植物激素，再鞏固植物激素的作用，并举出与植物激素之间相互作用的应用实例。此种教学设计从已知到未知，从现象到本质，可以激发学生的探索心，使学生关注社会生活中的农业生产，利用新知去解决生活中的实际问题，并养成社会责任感。学生可通过对教师提供的资料进行分析，提取有效信息并进行整理加工，养成科学思维的习惯。

4. 角色扮演，辩论利弊

教师播放 “反季节催熟水果导致儿童性成熟”“爆炸西瓜”等新闻短片，提出辩题“是否应该使用植物生长调节剂”，正方角色为农场主，反方角色为消费者，学生自由选择角色进行辩论。

设计意图：通过新闻引出辩题，学生选择角色进行辩论，能够提高语言表达能力和思维能力;能够在生物学知识的基础上，使用批判性思维审视生物学社会议题，做出理性解释，辨别伪科学。

5. 辩证看待，合理施用

教师对学生的发言进行评价，提示学生面对社会问题时要理性地思考，同时向身边的人宣传科学知识。再根据学生的观点进行辩证总结：植物生长调节剂能够为人类的农业生产带来有效的收益，但使用过量会危及人类自身健康，对待植物生长调节剂，要持以正确的态度，合理使用、综合考虑。

设计意图：在课堂结尾处升华主题，呼吁学生理性思考、主动宣传、辩证看待、合理使用，养成理性思维的习惯，促进社会责任感的形成。

六、教学反思

本节内容突破传统的教学模式，通过教学设计逻辑化、教学资料多样化、课堂问题生活化，培养学生的学科核心素养。学生在学习本节内容后，能够基于造福人类的态度，利用生物学知识解决农业生产上的特定问题，并对今后的学习和职业规划起到指导作用。

参考文献：

[1]吴宜军.“问题解决”教学在高中生物教学中的实践与思考[J].中学生物学，2017，33（11）：6-8.

[2]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.