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高中生物教學(xué)PBL教學(xué)模式應(yīng)用

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高中生物教學(xué)PBL教學(xué)模式應(yīng)用

關(guān)鍵詞:PBL模式;生物教學(xué);生物核心素養(yǎng)

隨著社會的發(fā)展,社會對個人能力和素質(zhì)的要求逐漸變得嚴(yán)苛,相應(yīng)的未來的教育也更加趨向于培養(yǎng)人的核心素養(yǎng)[1]。為了適應(yīng)新時代的要求,“核心素養(yǎng)為宗旨,教學(xué)過程重實(shí)踐”的教學(xué)理念在教育部頒布的新課標(biāo)(2017年版)中明顯強(qiáng)調(diào)[2]。而PBL教學(xué)模式與新課標(biāo)改革的宗旨相同,它是一種以問題為學(xué)習(xí)導(dǎo)向的新型教學(xué)模式,主要通過團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)和小組協(xié)作的方式來發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)[3]。但是目前PBL在高中生物教學(xué)方面的研究較少,并且在教學(xué)中尚未得到推廣[4],所以本文以“基因工程及其應(yīng)用”為例,將pbl教學(xué)法有效地應(yīng)用到高中生物教學(xué)中,一方面能夠引發(fā)教師對新教學(xué)方法的思考,幫助生物教師更好地掌握新的教學(xué)方法,彌補(bǔ)PBL教學(xué)模式在高中生物教學(xué)方面的研究不足;另一方面能夠提高學(xué)生在教學(xué)過程中的參與度,活躍其思維,滿足新課標(biāo)對學(xué)生生物核心素養(yǎng)養(yǎng)成的要求。

一、教學(xué)設(shè)計(jì)

(一)教材分析“基因工程及其應(yīng)用”選自人教版《生物.必修2.遺傳與進(jìn)化》第6章第2節(jié)。本節(jié)首先論述基因工程的原理,讓學(xué)生對基因工程有一個大體的掌握;然后聯(lián)系生活相關(guān)的實(shí)例介紹了基因工程的應(yīng)用;最后討論了轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全性。由于在以后的選修教材中還會繼續(xù)深入學(xué)習(xí)基因工程的相關(guān)知識,因此本節(jié)內(nèi)容是學(xué)習(xí)基因工程相關(guān)內(nèi)容的基礎(chǔ),主要的概念容易被學(xué)生接受和掌握。

(二)學(xué)情分析本節(jié)課的授課對象是已經(jīng)掌握了遺傳與變異基本原理的高二學(xué)生,他們對于微觀知識已經(jīng)具備一定的基礎(chǔ)。但是基因工程的操作水平無法用肉眼直接觀察,因此給抽象思維能力較弱的同學(xué)造成一定程度的學(xué)習(xí)困難。在本節(jié)課中運(yùn)用PBL教學(xué)法能夠很好地讓學(xué)生在自主探究的過程中化抽象為具體,幫助學(xué)生更好地將外顯性知識整合為內(nèi)顯性知識。

(三)教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn):①基因工程的基本原理;②基因工程操作的工具及其特點(diǎn);③基因工程的基本操作步驟及其應(yīng)用。教學(xué)難點(diǎn):①基因工程的基本原理:②基因工程的應(yīng)用及其安全性。

(四)教學(xué)目標(biāo)核心素養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)應(yīng)該結(jié)合課程特點(diǎn)致力于人的全面發(fā)展。①獲得基因工程相關(guān)的基礎(chǔ)知識;②正確選擇與使用和基因工程相關(guān)的工具;③具備一定的收集、鑒別信息的能力;④形成正確的自然觀和科學(xué)觀,初步學(xué)會用所學(xué)的知識解決生活中的實(shí)際問題;⑤了解我國基因工程發(fā)展現(xiàn)狀,養(yǎng)成關(guān)注生活與社會的人文精神。

(五)課前準(zhǔn)備教師準(zhǔn)備:提前準(zhǔn)備本堂課所要用到的課件和教具,根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況對學(xué)生進(jìn)行分組。學(xué)生準(zhǔn)備:根據(jù)自己的興趣和需要收集關(guān)于基因工程的相關(guān)資料,并提前預(yù)習(xí)課本。

二、教學(xué)過程

(一)設(shè)置問題情境,導(dǎo)入新課教師活動一:展示大腸桿菌產(chǎn)生胰島素的圖片,并提出問題:為什么人的胰島素可以由微生物產(chǎn)生?學(xué)生活動一:思考與討論問題,明白通過基因工程等操作手段可以實(shí)現(xiàn)大腸桿菌產(chǎn)生胰島素,同時總結(jié)出基因工程的概念。設(shè)計(jì)意圖:胰島素治療糖尿病是社會關(guān)注的熱點(diǎn)問題,以此來設(shè)置問題,可以引起學(xué)生對問題的關(guān)注,讓他們對課堂教學(xué)充滿新奇感,從而激發(fā)學(xué)生的探索欲。

(二)角色扮演,轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)態(tài)度教師活動二:根據(jù)基因工程概念可知這項(xiàng)工作是在DNA分子水平上進(jìn)行的操作,提出問題:假如你是參與這項(xiàng)工作一名研究者,你會采用什么工具呢?學(xué)生活動二:預(yù)習(xí)課本,明確基因工程采用的三種工具名稱。設(shè)計(jì)意圖:通過轉(zhuǎn)換角色使課堂在情境中擴(kuò)大,改變學(xué)生以前被動學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)習(xí)慣,讓學(xué)生在完成任務(wù)的過程中有效地提升生物核心素養(yǎng)。

(三)合理運(yùn)用教具,積極實(shí)踐探究教師活動三:多媒體展示限制性核酸內(nèi)切酶作用的動態(tài)過程,讓小組學(xué)生利用提前準(zhǔn)備好的具有DNA序列的卡片剪切出目的基因,并提問:①用限制酶切割后形成了什么?有什么特點(diǎn)?②同一種限制酶切斷的兩個DNA產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)相同嗎?如果用不同的限制酶呢?學(xué)生活動三:通過動手實(shí)踐操作與討論問題,小組總結(jié)限制酶的作用特點(diǎn)與作用機(jī)理并派代表回答。設(shè)計(jì)意圖:讓學(xué)生在觀察與討論中解決問題,能夠有效地增強(qiáng)學(xué)生的理性思維能力和科研探究能力,使學(xué)生在學(xué)習(xí)和生活中能夠利用科學(xué)的思維方法認(rèn)識新的事物。教師活動四:補(bǔ)充提問:①被切割后的卡片如何填補(bǔ)完整呢?②在基因工程中,被限制酶切割后并能夠進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對的DNA鏈完整嗎?如果不完整,DNA鏈的缺口是如何縫合的呢?學(xué)生活動四:通過縫合卡片的過程舉一反三,了解DNA連接酶的作用結(jié)果。設(shè)計(jì)意圖:由具體到抽象,加深學(xué)生對DNA連接酶的了解。通過發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)生活中常見的現(xiàn)象來獲取相應(yīng)的生物學(xué)知識,讓學(xué)生明白生物就在身邊,讓學(xué)生樹立自然社會和諧統(tǒng)一的可持續(xù)觀點(diǎn)。

(四)溫故知新,提煉升華教師活動五:根據(jù)學(xué)生回答提問:①DNA連接酶作用部位在哪?作用結(jié)果是什么?②與DNA連接酶名字易混淆的一種酶叫什么呢?它們在功能上有什么異同?學(xué)生活動五:積極思考二者之間的差異并派代表闡述思考過程。設(shè)計(jì)意圖:讓學(xué)生根據(jù)已有的知識經(jīng)驗(yàn)去學(xué)習(xí)探索新知,發(fā)揮學(xué)生主體作用的同時也能夠增強(qiáng)學(xué)生歸納總結(jié)的能力。

(五)展示資料,引導(dǎo)學(xué)習(xí)運(yùn)載體。教師活動六:資料展示:①運(yùn)載體比較的圖片;②大腸桿菌pBR322質(zhì)粒的功能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn);③冬蟲夏草是冬蟲夏草菌寄生于蝠蛾幼蟲形成的。提出問題讓學(xué)生思考:①通過對比能夠找出實(shí)驗(yàn)室最常用的運(yùn)載體是哪些嗎?為什么最常用的大腸桿菌質(zhì)粒是pBR322質(zhì)粒?②目的基因轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中依靠什么工具呢?③寄生通常對宿主有害,運(yùn)載體對受體細(xì)胞有傷害嗎?學(xué)生活動六:對問題進(jìn)行思考,并小組討論總結(jié)出運(yùn)載體的必備條件:①對受體細(xì)胞無害;②有一個或者多個切割位點(diǎn);③有遺傳標(biāo)記基因。設(shè)計(jì)意圖:通過展示符合學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的科學(xué)事實(shí)讓學(xué)生對新知識進(jìn)行自主歸納,體現(xiàn)知識的發(fā)生過程,從中鍛煉學(xué)生的推理歸納能力,讓學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)和生活中用生物學(xué)知識去解釋生活實(shí)際問題。

(六)課堂總結(jié),鞏固新知教師活動三:讓學(xué)生在卡片活動的基礎(chǔ)上繪制大腸桿菌產(chǎn)生胰島素的模式圖。學(xué)生活動三:小組經(jīng)過認(rèn)真的思考與討論,繪制出模式圖。設(shè)計(jì)意圖:小組之間學(xué)生的學(xué)習(xí)程度差異較大,學(xué)生之間的交互活動使各種想法匯集,有利于學(xué)生更快達(dá)到最近發(fā)展區(qū),最終實(shí)現(xiàn)學(xué)生程度達(dá)到基本平衡。學(xué)生通過合作實(shí)現(xiàn)任務(wù)的完成,能夠體驗(yàn)到成就感獲得愉悅感,從而實(shí)現(xiàn)智力因素和非智力因素的和諧發(fā)展。

(七)課堂延伸——關(guān)注社會熱點(diǎn)聯(lián)系生活實(shí)際。教師活動三:資料展示案例:①轉(zhuǎn)基因抗蟲棉;②抗病毒煙草植株;③免疫艾滋病的基因編輯嬰兒。讓學(xué)生辯論轉(zhuǎn)基因食品和轉(zhuǎn)基因生物的安全性。學(xué)生活動三:各抒己見,進(jìn)行開放式辯論設(shè)計(jì)意圖:學(xué)生在探索轉(zhuǎn)基因食品和轉(zhuǎn)基因生物安全性這個問題的過程中,將自然而然地體會到科技造福人類的重要性,幫助學(xué)生形成造福人類的態(tài)度和價值觀,在以后的學(xué)習(xí)與生活中能夠積極地運(yùn)用生物學(xué)的知識和方法去參與社會議題并作出理性判斷。

三、教學(xué)反思

(一)允許學(xué)生各抒己見PBL模式下的生物教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)最顯著的不同在于需要給學(xué)生提供需要解決的問題,讓學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體有目的地去收集資料、不斷思考然后小組討論解決問題。這就可能出現(xiàn)各種意見的激烈碰撞和沖突,因此在教學(xué)中教師應(yīng)鼓勵學(xué)生各抒己見,允許學(xué)生嘗試用各種行之有效的方法探尋真理,以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力和創(chuàng)新精神。

(二)給予教師和學(xué)生足夠時間與空間生物學(xué)是開放性很強(qiáng)的學(xué)科,在高中生物教學(xué)中想要將PBL教學(xué)法運(yùn)用到極致,這對教師和學(xué)生的要求較高,需要教師花費(fèi)很多時間和精力備課,需要學(xué)生抽出有效的時間對問題進(jìn)行思考和研究。然而現(xiàn)在施行的教學(xué)制度是班級授課制,大班課導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)情況參差不齊,教師對每位學(xué)生進(jìn)行全面的點(diǎn)評有一定的難度,也無法全面接收到學(xué)生在學(xué)習(xí)中的問題反饋。因此PBL模式的早日普及需要國家和社會一起努力。

參考文獻(xiàn):

[1]王曉楠.新高考下高中生物學(xué)分層教學(xué)的策略研究[D].開封河南大學(xué),2018.

[2]中華人民共和國教育部.普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:北京人民教育出版社,2017.

[3]顧相伶,付春華,孫漢文,等.醫(yī)用化學(xué)教學(xué)中的PBL教學(xué)法研究[J].新西部,2013(z2):229-229.

[4]何珊珊,崔浩前,鄭若絮.基于小組合作的PBL教學(xué)法在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代交際,2018,476(6):199-200.

作者:范慧玲 劉飛 單位:淮北師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院