在线教学中PBL教学法在生物教学中的实践与探索

朱海敏

摘 要：在新型冠状病毒性肺炎疫情防控期间，各级各类学校积极响应教育部“停课不停学”号召，开展线上教学。疫情防控期间在线教学的主要类型有资源视频供给、文本资源供给两大类。在线教学类型单一，容易引起学生的视觉疲劳，导致学生在课程的教学中参与度不高，对知识点的掌握不足，严重影响课堂的教学质量。文章以《DNA的复制》一课为例，将问题导向学习法（Problem-based learning，PBL）应用于生物在线教学实践中，分别从课前准备、教学过程和课后评价三个方面进行探索实践，提出在居家学习阶段生物教学活动PBL教学法策略。

关键词：问题导向学习;PBL教学法;生物教学;在线教学

问题导向学习（Problem-based learning），简称PBL，是一种以问题为中心而进行的开放性和探索性学习，又可称为基于问题的学习方法，于1969年由加拿大麦克马斯特大学的神经病学教授Barrows首次创立。问题导向学习法以自主学习为主要内容，使学生对学习过程不断反思，提高自我思考能力。将问题导向学习法应用到生物教学中，能够使学生更加融入课堂，从被动接受知识转变为积极主动探寻问题的答案，达到深刻领会并掌握学习知识的目的，有助于培养学生创新能力和独立解决实际问题的能力。

一、生物学科的特点

生物学科是以概念为核心，具有理性、直观的特点，通过实验的形式展现生物学中的许多结论和规律。高中生物是一门结合文理的综合学科，就是我们常说的“理科中的文科”。也就是说，生物是兼具文理科特性的一门科学，教师在教授该门学科时，在帮助学生掌握相关概念、理论的基础上，也要掌握相应的实验过程及结果。

二、疫情期间生物教学活动面临的挑战

（一）教学资源的限制

生物学科是一门实验科学，在学校教学中可利用丰富的教学资源，教师既可以通过演示性实验、验证性实验、探索性实验等实验手段，也可以通过教学模具、模型展示帮助学生理解和掌握相关的概念和知识。在疫情期间，在传统的大规模线上教学中，学生仅能从视频中获取知识。但由于有些知识点涉及相关模型、反应以及过程变化等，仅通过视频课程学习，学生难以理解，达不到相应的教学效果。

（二）教学方式的限制

疫情防控期间，在线教学与傳统面授课程存在空间、时间的差异。教师仅能通过语音和视频与学生交流，难以通过眼神或肢体语言与学生进行高效的互动，课程讲授的生动性不足，以及缺乏对学生学习过程的监督，这并不利于课堂教学与学生学习。

（三）学习氛围各异

良好、不受干扰的学习氛围有助于学生进行高质量的交流，从而显著提升教学效果。然而由于地理位置、家庭环境、经济条件的不同，学生拥有的学习空间、学习环境、电子设备和网络支持条件各异，这些都将影响学生居家学习的效果。

三、疫情防控期间开展PBL教学活动的策略和方案

（一）教师对《DNA的复制》课程的定位

结合我校的教学实际以及高中一年级学生的学情分析，教师在教学活动中进行了PBL教学方式探索。本课程在腾讯课堂、QQ群、问卷星等平台开展，以《DNA的复制》课程为例开展教学活动。本节课内容来源于人教版高中生物必修2第3章第三节，通过DNA的结构信息具体阐明DNA复制和传递遗传信息的过程及原理，较为系统地阐述遗传学的基本理论。通过PBL教学方法引导学生高效学习此课时内容，使学生更好地掌握有丝分裂、减数分裂、遗传规律等遗传学的基础知识，这对于学生理解遗传的本质起到至关重要的作用，为后面学生掌握基因突变、基因重组等相关的知识打下基础。选学内容“DNA复制方式的发现”有助于学生进行科学的思考和科学的研究，提升学生分析和解决问题的能力。因此，本节内容虽然不在知识层面上做重点学习的要求，但仍能将其作为探究学习的重点之一。由于DNA复制的过程具有微观、动态、连续、抽象的特点，是教学重点和难点，因此本课时将采用PBL教学方式对该过程进行重点探讨。PBL教学方式的实施方案如图1所示。

（二）教学目标

1. 知道DNA复制的内涵及其在遗传上的意义。（生命观念）

2. 通过科学史经典实验，了解假说演绎法的探究过程，能够进行演绎推理及预测实验结果，提高分析问题、解决问题的能力。（科学探究、科学思维）

3. 能简述DNA复制的过程，并分析、归纳出DNA复制过程的特点。（生命观念、科学思维）

（三）组织小组

线上课程在腾讯课堂进行，课前教师根据学生的情况，可将班级分为6个小组，每组6—8人。小组讨论可借助QQ群和腾讯会议进行，分组确定后，在每组挑选一位协调人，统筹、协调监测项目的具体实施。

（四）小组讨论探究

1. 课前准备的讨论学习

指导教师在课前布置任务：每个学生自制DNA模型，小组内部推选一份优秀作品。小组成员间可在小组群里相互讨论如何制作DNA模型。

2. 课堂中的讨论学习

在学习DNA复制的过程，教师提出一系列环环相扣的问题，如：DNA的复制发生在什么时候？在哪里进行？需要什么条件？步骤是怎样的？通过把问题转变成表格，让学生带着这些问题自学，小组成员利用QQ群简单讨论，然后请学生代表发言。

3. 师生讨论

在教学过程中通过创设问题情境、提出问题和解决问题，建立起一个自然流畅、逻辑清晰的教学过程。基于问题的学习方法激发了学生的学习兴趣，引导学生积极参与教学过程。比如在学习运用演绎推理分析实验过程及预期实验结果时，启发学生思考：假如DNA是以半保留方式复制，那么哪个演绎推理过程图是正确的？各代DNA离心的结果是怎样的？假如DNA是以全保留方式复制，那么又应该是哪个演绎推理过程图？各代DNA离心的结果又是怎样的？通过对比性问题的提出，促进学生学习的主观能动性，发展学生严谨的分析能力和批判性思维能力，为学生铺设符合知识规律的思维轨道，提高课堂效率。

4. 课后作业的讨论学习

针对本节内容的知识点，根据每组的掌握情况，分析重要知识点、次要知识点，巩固本节内容的知识结构。

5. 课后测试

通过问卷星对DNA分子复制的过程及特点、DNA分子的半保留复制的有关计算两个知识点进行测试。

四、课堂效果分析

课后通过问卷星对《DNA的复制》一课中的DNA分子复制的过程及特点、DNA分子的半保留复制的有关计算两个知识点进行测试考核，检测学生的掌握情况。结果如下图2所示，图中A班采用PBL教学方式，B班采用传统的教学方式，从图可知A班学生的正确率显著高于B班。

五、总结

通过在《DNA的复制》教学活动中进行PBL教学法的实践和探索，使学生从被动地接受知识转变为积极主动探寻问题的答案，高效地达到深刻领会并掌握所学知识的目的，培养学生的批判性思维，养成独立思考的习惯。PBL教学法在居家学习阶段生物教学活动中的应用为现有教学活动提供了新的策略。

参考文献：

[1]周睿.问题式学习的案例研究与思考[J].中国电化教育，2009（04）.

[2]袁保红，石瑛等.教师在PBL授课模式中承担的角色[J].教育教学论坛，2017（17）.

[3]谢伟君.高中生物教学与学生核心素养的培养[J].中学课程辅导（教师通讯），2018（01）.

[4]陈明辉.浅谈初高中生物实验教学的衔接[J].高考，2018（24）.

[5]牛亚玲.新课标下高中生物教学的反思[J].科技视界，2013（31）.

[6]于佳洋.高中生物学科核心素养下的教学设计分析——以《DNA分子的结构》一课为例[J].中国校外教育，2017（17）.