指向深度学习的PBL 教学模式实践——以初中生物学“猪肉为什么腐败”为例

严家俊

（三明市第八中学，福建 三明 365000）

在全面深化课程改革的背景下，“核心素养为宗旨”成为中学生物学课程的基本理念，它要求学生在亲历提出问题、寻找证据、检验假设等过程中获得新知识，发展科学思维和创新能力。因此，让学生学什么、怎么学，如何实现从形式化、浅层化的学习方式转变成理解性的、创造性的“深度学习”，成为教学改革落实核心素养的重要课题。实践研究发现，PBL 教学模式基于“问题”，倡导学生积极思维、合作探究，是实现学生深度学习的有效途径。

深度学习是学生在教师的引导下，围绕有价值的学习主题，积极思维、主动参与并获得发展的学习过程。［1］它包含几个基本要素：学习的主体是学生，教师在教学中起到引导作用；学习的内容有一定“深度”且有意义，符合学生“最近发展区”需要；学习的过程从问题出发，强调在解决问题过程中理解性的学习，激发高阶思维，不只是被动接受和机械记忆；学习的意义是超越三维目标直指学科核心素养的提高，实现人的全面发展。

PBL（Problem-Based Learning），即“问题本位学习”，作为一种广义的方法，它最早源于20 世纪50 年代的医学教育，如今被多个领域采用。［2］它紧紧围绕问题或项目来推进教学过程，教师通过选择与目标培养相一致的学习单元主题，创设真实、复杂、有意义的问题情境，引导学生提出问题，并以问题为驱动，通过收集资料、整合资源、自主探究、小组合作等方式解决实际问题或某个项目任务，从而获得学科知识，提升科学思维和创新能力，逐步形成正确的态度和价值观。笔者根据教学实践，归纳了生物学PBL 教学的基本流程，如图1。

下面以“猪肉为什么腐败”为例，介绍PBL 教学模式的实施和运用。

图1 PBL 教学模式流程图

一、学习单元主题的选择

“猪肉为什么腐败”单元主题源于初中生物学十大主题中的“生物的多样性”和“生物技术”，是根据学科课程标准，理清教学内容编排结构和内在联系的基础上，结合学生核心素养的发展阶段，对人教版八年级上册第五单元第四章“细菌和真菌的分布”“细菌”“细菌和真菌在生物圈中的作用”“人类对细菌和真菌的利用”等内容的重新梳理和整合。

PBL 教学模式中，一个单元是以解决某个Problem（问题或项目）为驱动目标，由多个彼此相关的学习内容或学习活动组成的。这里的“单元”是指教学单元或学习单位，是以大概念（重要概念）为核心，站在学科整体角度规划和设定的“学习主题单元”，而不是“知识内容单元”。

二、核心素养导向的单元目标确定

学科教育要提升高度和内涵，实现对人的真正回归。［3］学习目标设定应立足宏观的课程目标，从微观的课时目标延伸到中观的单元目标，要从三维目标走向核心素养。

基于核心素养导向，本单元的学习目标确定为：比较不同生物细胞，归纳细菌的形态和结构，推测细菌的营养方式，形成结构和功能观；再现科学史，认同问题意识和技术支持对科学发展的推动意义；亲历实验方案制定，评价经典实验，培养批判性思维和探究能力；通过模型描述细菌的生殖方式，利用适应的观点分析细菌的生活条件和食物的保存方法；参与肺炎、新冠肺炎等社会热点的讨论，学会理性辩证地看待问题，养成卫生习惯。

三、教学过程

1.创设情境引出问题

本节的情境创设，教师通过展台展示保鲜盒内的一块腐败猪肉，并打开盒子，学生立即能够观察到猪肉的变质，并闻到腐肉的臭味。由此，引出单元主题——猪肉为什么腐败？

设计意图：问题是PBL 教学的起点，是教学中除了教师和学生以外的第三要素。真实情景的创设不仅是学生学习兴趣的出发点，更是引导解决真实问题的动力来源。本单元将“猪肉为什么腐败？”这一熟悉的问题贯穿教学全过程，使学习变得生活化，更有实践性，也有利于学生理解概念，提高解决实际问题的能力。

2.问题的分层和细化

在“猪肉为什么腐败？”单元主题下，教师引导学生细化问题，每个问题都直接导向概念的学习和建构，如图2。

图2 PBL 教学问题分层细化示意图

设计意图：将一个问题细化成若干小问题进行探究，符合青少年的认知规律；另一方面，从小概念建构成大概念，并形成观念，也增加了学习的“深度”和“广度”。

3.学习活动解决问题（第一课时）

问题一：猪肉里的细菌从何而来？

活动设计：设计和评价实验方案，探究细菌的来源。根据资料提出细菌来源的两种不同观点，即自然发生和本身就存在于空气，经小组讨论作出实验假设，设计对照实验方案，观看斯帕兰扎尼实验和巴斯德鹅颈瓶实验等科学经典视频，引导观察、分析和评价，并进行表达交流，从中得出结论：细菌是自然存在于空气中的，不是在猪肉中自然发生的。

设计意图：亲历科学探究过程，在与科学家对话和思维碰撞中，分析、解决问题，培养批判性思维和科学探究能力。

问题二：细菌的真面目如何？猪肉为什么变臭？

活动设计：揭开细菌的神秘面纱，分析猪肉变臭的原因。学生根据收集的资料，还原细菌的发现历程；观看细菌培养的过程，了解微生物培养的一般方法；将猪肉中细菌形态与列文虎克显微镜下的细菌进行比较，归纳出细菌的三种形态；对照细菌结构示意图，小组合作制作细菌模型，归纳出细菌的基本结构；通过细胞比较，结合生活经验，推测细菌的营养方式，揭示了猪肉为什么腐败变臭的原因。

设计意图：挖掘课程资源，通过科学史、模型和建模，利用归纳和概括，揭示事物的本质，渗透结构和功能观、进化和适应观等生命观念的培育。

问题三：猪肉为什么短时间就会腐败？

活动设计：趣味故事和数学模型，演绎细菌的繁殖方式。利用视频资料，演示猪肉中细菌的繁殖过程，通过“国王和棋手对弈”的趣味故事引出技能训练：假设这块肉原来只有1 个细菌，20 分钟分裂一次，计算3 天后猪肉里有多少细菌？学生通过计算演绎出细菌繁殖速度的数学模型，感受细菌繁殖能力之强和速度之快。

设计意图：通过技能训练和数学模型感受细菌的繁殖特征，增强卫生意识。

4.问题的延展

在完成第一课时的学习内容后，教师进行归纳和总结，为后续学习设置了悬念，延展出了新的问题：什么方法可以让猪肉保存的长久？细菌使猪肉腐败对生物圈有什么意义？细菌能使人得肺炎、结核病等，如何看待细菌和抗生素？

设计意图：对本节问题的延展，成为下个PBL 教学的起点，在激发学生新的学习兴趣点的同时，还扩展了概念外延，使学生的知识网络更加广阔。

四、持续性评价和反馈

PBL 教学中，教师除了要重视单元主题选择、学习目标确定、学习活动设计等环节，还要关注学习的效果，即学习层级目标的达成情况。通过多样化的、可视化的、持续性的教学评价，达成“教、学、评”的一致性，以学科核心素养为导向的培养目标才能真正落地。本单元教学中，教师开展了多样性、持续性的评价。比如，通过课堂观察，对学生细菌科学史资料收集、经典实验的讨论发言进行了激励性评价；对不同学习小组的探究实验方案设计进行分层评分；通过设计“细菌分布为什么如此广泛？”等问题对学习效果进行当堂反馈；布置“你对肺炎和新冠肺炎的认识”等课后作业，进一步检测学生在实际生活中的知识迁移和分析、解决问题的能力。

PBL 教学以特定情境下的问题为起点，教学活动围绕“提出问题—细化问题—分析问题—解决问题—延展问题”而展开，学生在解决真实而又有挑战性的问题过程中，充分调动各种思维，小组成员学会信息共享、合作探究和自我激励，高质高效地完成了项目任务。它突出以学生发展为中心的理念，学生是教学活动设计的参与者，是问题的提出者、解决方案的制定者和问题的终结者，教师的角色由传统的“传教士”变成了课堂活动的“主持人”或是项目的“合伙人”。其教学的意义在于通过解决真实情境下的实际问题，让学生习得生物学知识并上升为生命观念，科学思维和终身学习能力得以发展。综上所述，PBL教学模式符合中学生物学课程所倡导基本理念和课程目标要求，并且在学习起点、学习主体、学习方式和学习目标上与深度学习的基本要素高度融合，利用该模式进行初中生物学教学，是实现学生深度学习进而发展学科核心素养的有效途径。