基于PBL教学理念的高中生物学单元教学设计

肖炎凤

［摘 要］PBL教学理念主张采用问题式教学模式，通过创设情境来提出问题、分析问题，进而引导学生解决问题，使学生在解决问题的过程中学习和掌握相关知识、提升核心素养。文章以“遗传的分子基础”为例，探讨如何基于PBL教学理念有效设计高中生物学单元教学，进而为培养学生的生物学学科核心素养提供一定的参考。

［关键词］PBL教学理念；高中生物学；单元教学；设计

［中图分类号］    G633.91        ［文献标识码］    A        ［文章编号］    1674-6058（2023）14-0085-03

随着科技与经济的快速发展，新时代对提高全体国民素质和人才培养质量提出了新的更高的要求。《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》中强调高中生物学课程要以提高学生生物学学科核心素养为宗旨。而核心素养是学生在解决问题的过程中所表现出来的综合能力。PBL（Problem-Based-Learning）教学理念主张采用问题式教学模式，通过创设情境来提出问题、分析问题，进而引导学生解决问题，使学生在解决问题的过程中掌握相关知识、提升核心素养。单元教学要求教师打破各个课时之间的割裂关系，从全局、宏观的视角去分析知识的内在逻辑关系以及核心要素，进而进行教学设计，使得学生能够获得整体的、具有内在联系的知识，最终提升核心素养。PBL教学的关键是以问题为导向引导学生学习，而单元教学的主要特征是整体性，因此，PBL教学与单元教学相融合，不仅能有效激发学生的求知欲，促进学生自主探究，而且有助于学生构建完整的知识体系，提升学生的核心素养。本文以“遗传的分子基础”为例，探讨如何基于PBL教学理念有效设计高中生物学单元教学。

一、基于PBL教学理念的单元教学设计

（一）单元教学的原则及环节

（1）单元教学的原则。教师在开展单元教学时应当遵循四个原则：一是完整性原则。该原则是单元教学的首要原则，具体体现在教学目标与教学环节的完整性上。二是层次性原则。一个完整的教学单元所包含的知识点较多，要想清晰、简单明了地呈现这些知识点，就需要教师在进行单元教学设计时注重层次性，层层递进地呈现知识点，让前一课时为后一课时的学习做好铺垫。三是实用性原则。教师在进行单元教学设计时要遵循实用性原则，基于现有的时间、条件，充分考虑学生当前的认知发展水平设置实用性强的教学内容。四是结果可评性原则。单元教学的评价可采用学生互评和教師评价两种形式，使其为教学实践活动提供有益的反馈，为优化教学提供依据。

（2）单元教学的环节。教师在进行单元教学设计时，至少要涵盖以下几个环节：其一，明晰学习需要。教师根据学生当前的认知发展水平与课程标准，站在整体的角度把控课程，做到以学生为中心，充分考虑学生学习教材基本知识应对考试的需要，以及学生终身发展的需要。其二，划分学习单元。教师应当围绕一定的主题划分学习单元。需要注意的是，单元教学中的“单元”与教材中的“单元”是存在一定差别的，具体而言，单元教学中的“单元”是基于教材单元围绕某一主题的学习需要，通过梳理和整合教材单元内容，进而形成的符合学生学习需要的教学内容。因此，教师在划分学习单元时，不仅要充分考虑学生的学习需要以及单元学习的目的，还要选择所需设计的单元教学任务，分析和掌握学生当前的认知发展水平，分析学科内容，力争达到内容和思维逻辑循序渐进。其三，制订单元目标。教师在制订单元目标时既要注重可达性与可评性，又要综合考虑课程标准对学生的相关培养要求。其四，教学实践。教学实践是单元教学的关键环节。教师在该环节中应规划好实践内容，精心安排教学实践活动，提高教学的有效性。其五，效果评价。通过评价单元教学的实施效果，进而预测学生通过单元学习能达到的发展水平，为学生的后续学习奠定基础。

（二）单元教学的设计

在基于PBL教学理念的单元教学中，教师应对教学内容进行组合和重构，加强核心素养、模块内容与主题学习内容之间的联系。教师根据学生现有情况及思维能力水平，创设问题情境，形成问题链，进而让学生从中提炼大概念、核心问题，进而构建完整的知识体系，并在解决问题的过程中逐步掌握知识以及提升核心素养。在PBL教学理念下，教师在进行单元教学时要做好以下几点：其一，聚焦核心知识。核心知识具有关键性引领作用，能够对学生的学习起到一定的带动作用，这就要求教师在设计单元教学时聚焦核心知识。教师基于PBL教学理念开展单元教学时，通过问题的形式来呈现核心知识，有助于学生理解和把握核心知识。其二，渗透核心素养。核心素养不仅是学生应具备的适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，而且也是新时代教育的目标和方向。通过PBL教学模式将核心素养渗透到单元教学的全过程，可在教授学生知识的同时培养学生的核心素养。其三，构建知识框架。在PBL教学理念下，教师在开展单元教学时，应通过问题的形式引导学生构建完整的知识框架，帮助学生系统掌握各个知识点及其逻辑关系，进一步加深学生对核心知识以及相关知识的理解，进而提升学生的知识迁移及运用能力。其四，有效设置问题。在PBL教学理念下，单元教学要有效设置问题。教师可有效设置问题引导学生思考，激发学生对问题的好奇心与探究欲望，让学生在解决问题的过程中增强自信心，进而形成良性循环，使得学生更愿意参加教学活动，这对于提高单元教学的有效性大有裨益。其五，创设有趣情境。PBL教学理念下的单元教学要想达到预期效果，需要教师创设有趣的情境，进一步有效激发学生的参与热情。

二、基于PBL教学理念的高中生物学单元教学设计案例

本文以“遗传的分子基础”作为单元教学案例，并结合“基因的本质”和“基因的表达”（人教版高中生物学必修2的第三章、第四章）内容，设计基于PBL教学理念的高中生物学单元教学。

（一）明确单元主题，划分单元内容

“遗传的分子基础”和“基因的本质”“基因的表达”这两章的内容相对应。这两章的知识点比较丰富，且大多数是微观层面的知识，较为抽象。这两章的内容具有较强的逻辑性与连贯性，回答了“基因是什么”“基因具有怎样的结构与功能”等诸多问题，且这些问题具有层次性与逻辑性。而传统的课时教学将这些具有逻辑关系的知识点割裂开来，使得学生难以构建系统、完整的知识体系。基于此，筆者根据“亲代传递给子代的遗传信息编码在DNA分子上”，把“基因的本质”和“基因的表达”这两章的内容进行有效整合，进而构建“遗传的分子基础”单元，基于PBL教学理念，进行了有效的单元教学设计。

（二）确定教学目标，明确教学方向

单元教学的目标主要围绕以下四个维度来确定：其一，生命观念。通过构建DNA双螺旋结构模型，来对DNA分子是遗传物质所具有的特征进行阐述，学习DNA通过复制、转录、翻译等过程来实现遗传信息的传递与表达，进而形成结构与功能相适应的观念。同时，通过学习DNA的复制、转录与翻译等过程，认识到物质、能量与信息变化的统一性，初步形成物质与能量观。另外，在分析基因、性状与环境之间的关系的过程中，逐渐形成进化与适应观。其二，科学探究。通过分析证明DNA是遗传物质的实验，掌握科学探究的基本方法。同时，在解决真实情境问题的过程中进一步增强探究自然现象的求知欲。其三，科学思维。在分析证明DNA是遗传物质的实验以及证明DNA的复制是半保留复制的实验的过程中，培养分析与解决问题的能力，使学生掌握演绎推理的方法；在学习DNA复制、转录与翻译的过程中，初步培养比较、归纳等科学思维；亲历DNA双螺旋结构模型的构建过程，初步掌握用模型与建模的方法来解决问题。其四，社会责任。学习了DNA是主要的遗传物质后，能够解释与判断日常生活中简单的遗传现象；能够通过对所搜集的DNA分子结构模型建立过程中的相关资料的讨论，切身体会科学探究的曲折，进而培养执着的探究精神。

（三）构建知识框架，设计问题体系

通过梳理教材内容，构建如图1所示的单元知识框架，然后设计核心问题：（1）遗传物质是什么？（2） DNA的结构是怎样的？（3） DNA是如何传递遗传信息的？（4）子代在获得亲代遗传信息后是如何来表达的？

要有效解决这四个核心问题，还需要进一步将其分解为框架问题与具体问题（见图2）。

核心问题“遗传物质是什么？”对应了教材中三部分的内容，分别是遗传物质的早期推测、证明DNA是遗传物质的实验以及对DNA是主要遗传物质的解释。在分解核心问题的过程中，所遵循的思路是：基于早期人们对遗传物质的认识来分析遗传物质应该具有的特征；虽然通过阅读教材，学生已经知道DNA是遗传物质，但是他们不知道科学家是如何证明DNA是遗传物质的，进而引出框架问题2“科学家是如何证明DNA是遗传物质的？”，再通过分析三个经典实验就能清晰认识到DNA确实是遗传物质；接下来，进一步追问是否一切生物的遗传物质都是DNA，即提出框架问题3，然后再把这个问题细分为两个具体问题逐一解答。按照这样的思路将其他三个核心问题进行分解，分别展开教学。

（四）根据问题体系设计单元教学

在PBL教学理念下，“遗传的分子基础”单元教学采用的是“总—分—总”的思路，即从单元大问题开始，通过一系列的学习活动再回到单元大问题，具体如图3所示。

首先，单元导入。创设情境，提出单元大问题，引导学生通过小组合作来分析单元大问题，并将其分解为对应本单元核心知识的核心问题，使学生清楚认识本单元的知识框架。其次，分课时解决问题。通过课时教学来解决分解的具体问题、框架问题、核心问题，在这一过程中促进学生掌握知识、发展能力。最后，单元总结。重现单元情境，引导学生应用所学知识解决单元大问题，帮助学生构建单元知识体系，并有效检测学生的学习效果。

综上可知，基于PBL教学理念有效设计高中生物学单元教学，能够增强学生的问题意识，提升学生分析问题和解决问题的能力。在具体的教学实践中，教师要注重对问题情境的创设，所创设的问题情境，不仅能提升学生的课堂参与度，而且能让学生基于问题情境进一步去提出问题和分析问题。同时，教师还要注重师生角色的转换，需告别传统的“教师讲、学生听”的教学模式，鼓励学生主动分析问题及解决问题。教师在践行PBL教学理念时，要尊重学生的主体地位，调动学生参与课堂活动的积极性，激发学生的学习兴趣，最终达到提升学生的核心素养的目的。

［   参   考   文   献   ］

［1］  裴婕，陈世媛，余春梅.PBL教学法在高中生物教学中的应用：以“基因工程”为例［J］.西部素质教育，2022（14）：179-182.

［2］  张祥.指向深度学习的高中生物单元教学设计：以“遗传信息及其传递和表达的规律”单元为例［J］.基础教育课程，2021（14）：60-66.

［3］  范慧玲，刘飞.PBL教学模式在高中生物教学中的应用：以“基因工程及其应用”为例［J］.科学咨询（教育科研），2020（9）：51-52.

［4］  王敏.基于问题导向引领深度学习：以人教版高中生物教学为例［J］.高考，2021（36）：112-114.

（责任编辑 黄春香）