PBL模式下落实核心素养的课堂教学策略初探

李苗苗 张秀珍

摘要：以“人体的体温及其调节”教学设计为例，基于PBL模式，以贴切学生“打篮球后体温的变化”的生活情境巧妙创设问题串，在学生自主分析和解决问题的同时落实“稳态和平衡”的生命观念、“模型与建模”的科学思維、“实验设计”的科学探究和“健康生活方式”的社会责任，实现生活情境与核心素养的巧妙融合。

关键词：PBL教学法，体温调节，生物学学科核心素养，生活情境

中图分类号：G633.91文献标志码：B

随着《普通高中生物学课程标准（2017年版）》的提出，高中生命科学更多着眼于学生适应未来社会发展和个人生活的需要，从生命观念、科学思维、科学探究和社会责任等方面发展学生的学科核心素养，充分体现本科学的学科特点和育人价值。

心理学家、教育学家赞科夫也认为：一堂好的生物课应该是“创设情境——提出问题——自主探究、合作解决问题——提高学生的关键能力、形成正确的观念——逐步落实生物学科的核心素养”。而PBL教学法（Problem based learning）是以问题为导向的启发式教学法，强调学生自主发现问题、分析问题、探寻问题解决策略。下面以“人体的体温及其调节”为例，结合生活情境巧妙创设问题串，实现生活情境与核心素养的巧妙融合，促进学生提升知识的应用与迁移能力。

1 教材分析与设计思路

本节课是沪科版高中生物《拓展型课程》第二章第三节“人体的体温及其调节”的内容，属于“B”级要求，是对第一节人体内环境与自稳态的实例补充。因学生已经学习了人体内环境和自稳态、反射弧的结构、人体内分泌腺等基本知识，初步认识到自稳态的意义，会根据相关知识解释一些生活现象，也能在教师的引导下搭建概念模型图，但是解决一些生活情境问题仍有困难。因而，本节课要求学生在理解人体的产热和散热的基础上，进一步认识到体温恒定是神经调节与体液调节相互协调共同维持的结果，从而进一步认识到人体内环境稳态的意义。

鉴于教材和学情的分析，本节课用打篮球的某同学具体情境设置问题，让学生自主设计实验探究影响体温因素，再搭建体温调節的概念模型，最后运用生物学知识解决生活实践问题，调动每个学生的课堂积极性，渗透生物学学科核心素养。

2 教学目标

通过学习体温的概念和人体体温恒定的意义，建立稳态与平衡的生命观念。

通过构建炎热和寒冷条件下体温调节的概念模型，学会用概念模型准确表达自稳态的调节过程。

通过小课题的研究，提高合作研究能力，同时关注体温调节失调引起的中暑和预防知识。

3 教学过程

3.1 实验设计，渗透科学探究的核心素养

教师分发已消毒的电子体温计。学生两人一组在2min内，一位学生负责测量体温，另一位学生负责记录结果。教师汇总大家的测量结果，截取部分数据将其转换成曲线图，提出问题：根据大家的测量结果，可以提出什么问题？

学生分析曲线图，得出结论：一天内正常人的体温都稳定在36.5℃左右，人体体温的相对恒定是机体产热量和散热量保持动态平衡的结果。

教师提问：如果要测量某同学在打篮球前后体温是否还在这个范围内浮动，该如何设计实验，设计时该遵循哪些原则？课堂上，教师引导学生分组展开讨论，提出假设、设计实验，每个小组展示实验方案，在方案对比中总结实验设计时应该遵循的对照原则和控制变量原则。

教师追问：根据实验结果，可以发现该同学在刚打完篮球后体温会有小幅度的上升，此时主要产热器官是肌肉。请阅读教材49页中的表格（表1），分析人体还有哪些产热途径？对比安静状态和运动状态不同部位的产热所占的百分率，有哪些区别？

设计意图：教师引导学生设计探究活动、分析曲线及表格、得出结论，培养学生的生物学学科核心素养，同时过渡到人体的体温维持在36.5℃是神经和体液调节共同维持产热量和散热量动态平衡的结果，引入本节课内容，吸引学生的学习兴趣。

3.2 概念模型，渗透科学思维的学科核心素养

教师展示问题串：①该同学刚打完篮球，除了体温小幅度上升外，举例说明他的身体还会有哪些变化？②人体这些变化是调节产热还是散热？③这些变化是受神经调节还是激素调节？④如果是神经调节，如何在反射弧的基础上完成该反射活动呢？

教师展示皮肤中的感受器模式图和资料（科学家在实验中发现，如果动物的下丘脑及其以下神经结构完整，动物具有维持体温恒定的能力;如果破坏下丘脑，动物就不再具有维持体温恒定的能力），用教具展示炎热调节下体温调节的概念模型的框架，请学生结合资料和图片解决问题，并完成概念模型（图1）。

教师再次追问该同学打完篮球后，直接进入18℃的空调房，引导学生提出问题并分析：①他身体会有哪些变化？②这些变化是神经调节还是激素调节？③这些调节是改变产热还是散热？④促进新陈代谢，增加产热的激素有哪些？

教师要求学生结合51页教材，参考炎热条件下的概念模型，小组合作绘出寒冷环境下体温调节的概念模型，用语言概括总结炎热和寒冷环境下体温调节机制。教师强调甲状腺和肾上腺在体温调节受下丘脑控制的过程不同，提醒学生区分其物理调节和代谢调节方式。

设计意图：教师引导学生补全炎热调节下已有模型的概念模型和寒冷条件下的概念模型，逐步递进，渗透科学思维中“模型与建模”的核心素养，锻炼学生用概念模型准确表达思维过程的能力。

3.3 问题衍生，渗透生命观念的核心素养

教师提问：①假设该同学顶着40℃的高温在操场上打了2h篮球，他身体可能会出现中暑的状况。从产热和散热角度分析，该同学出现中暑的原因是什么？此时，他的体温是升高还是降低？②机体还能否维持体温的恒定？机体通过复杂的调节机制，维持体温的相对恒定有何意义？

学生利用己学的酶的知识，根据酶的活性最适温度的数据来说明体温过高或者过低都会影响酶的活性，从而影响新陈代谢的正常进行，使各种细胞、组织和器官的功能发生紊乱。

设计意图：教师引导学生意识到人体调节体温的能力是有限的，同时明白体温相对恒定对机体有非常重要的意义，渗透生命观念中“稳态和平衡”的核心素养。

3.4 知识迁移，渗透社会责任的核心素养

教师提问：①假设该同学中暑并出现了发烧的症状，医生给他开了退烧药，但是嘱咐他一定要等体温高于38.5℃再吃，从免疫的角度思考，为什么？②适度的升温会对人体的免疫能力有什么影响？③举例说明体温升高或降低，对人体有哪些益处呢？

学生回忆免疫的三道防线，理解适度升温有利于血液循环加速，增加巨噬细胞的数目并加强其吞噬能力。教师拓展低温麻醉、低温养生等知识，拓展学生的知识面。

设计意图：教师结合具体生活实践问题，联系免疫的相关知识，培养学生用生命科学专业术语解释生活现象的能力，渗透社会责任中“健康生活方式”的学科核心素养。

4 教学反思

本节课教学要求属于“B”级要求，而我校学生生命科学核心素养较为薄弱，教师基于以上教材和学情分析，依据以学生发展为本的生命科学课程理念，在教学过程中采用某打篮球同学的事例，采用PBL模式，设置多个问题情境并展开教学活动，从多个层次和角度贯彻核心素养的四个方面。整个课堂节奏较完整连贯，准确达成教学目标和任务，学生的课堂积极性较活跃。

但本节课也有进一步改善的方向：结合学生的学情，设置更具有指向性的问题串，给学生充足的时间思考，多鼓励和支持学生的回答，及时汇总和补充学生的答案，调动课堂氛围。