探究问题驱动式学习在初中生物教育中的应用与效果

林琴琴

(福建省建瓯市第三中学,福建 南平 353100)

教育的目标之一是培养学生的自主学习能力和问题解决能力.问题驱动式学习(Problem-Based Learning,英文缩写PBL)作为一种基于学生主动提出问题、探索问题解决方法的教育方法应运而生.问题驱动式学习鼓励学生主动参与学习过程,培养他们的问题意识、批判性思维和合作精神.本论文旨在探讨问题驱动式学习在初中生物教育中的应用与效果,以期为改进生物教育提供有益的参考.

1 问题驱动式学习概述

问题驱动式学习作为一种创新的教育方法,其核心思想是通过引导学生提出问题来激发学习的兴趣和主动性.在问题驱动式学习中,学生不再是被动地接受教师传授的知识,而是被鼓励、积极主动地参与学习过程,主动提出问题,并通过独立思考或与同学合作的方式来寻找答案[1].

这种学习方式强调学生的主动性.在问题驱动式学习中,学生变成了知识的建构者和问题的解决者.他们通过提出自己的疑问和问题,推动了知识的获取和建构过程.这种学习方式鼓励学生积极思考、质疑、探索,从而培养了他们的批判性思维和自主学习能力.

问题驱动式学习的核心特点包括学生的问题导向、学生自主性、合作学习和实践导向.学生在学习过程中主动提出问题,这些问题往往涉及真实世界中的挑战和难题.他们不仅仅是为了寻找答案,还需要深入分析问题、积极参与讨论、独立思考,并在实际情境中应用所学知识来解决问题.这种学习方式培养了学生的问题解决能力、团队协作能力以及实际应用能力,使他们更好地适应未来复杂多变的社会环境.

2 问题驱动式学习在初中生物教育中的应用

2.1 学科知识理解

在北师大版生物学七年级上册的“细胞的基本结构和功能”教学中,问题驱动式学习以引发学生对单细胞生物的认识为基础,以下详细描述了学科知识的理解过程:

教师在课堂导入中巧妙地提出问题:“在自然界中,有没有一个细胞所组成的生物呢?”“这些仅仅由一个细胞所组成的生物它们生活在什么地方?这些生命是如何生存的呢?”这些问题将学生引入了对单细胞生物的思考,激发了他们的好奇心和求知欲.

教师进一步对单细胞生物进行了引导性讲解,明确指出这些生物的身体只有一个细胞,因此被称为单细胞生物.这个讲解使学生初步了解了单细胞生物的特点,即个体微小、生活大多在水域环境中,并且全部的生命活动都在一个细胞内完成[2].

随后,教师通过图片和模型展示,向学生介绍单细胞生物的结构,如细胞膜、细胞质、细胞核等.这有助于学生理解单细胞生物是如何完成各项生命活动的.例如,学生了解到草履虫通过纤毛运动、口沟获取食物、消化泡消化食物、伸缩泡排出废物等过程.这些知识的传递让学生更深入地理解了单细胞生物的生存方式和生命活动.

通过问题驱动式学习,学生不仅学习了有关单细胞生物的知识,更重要的是,他们通过思考、观察和讨论,积极参与知识的构建过程.这种学科知识的理解方式使学生不仅记住了信息,还能够理解其背后的原理,培养了深刻的学科理解和批判性思维能力.因此,在初中生物教育中,问题驱动式学习为学科知识的积极理解和应用提供了一种富有活力和有趣的途径.

2.2 问题解决能力培养

在北师大版生物学七年级上册的“细胞的基本结构和功能”教学中,问题驱动式学习有助于培养学生的问题解决能力.

例如,学生可以比较不同单细胞生物的外部结构和形态,例如草履虫、衣藻、眼虫、变形虫的大小、形状、纤毛的分布等.这有助于了解不同单细胞生物的外貌特征;讨论不同单细胞生物的运动方式,他们可以发现草履虫使用纤毛来移动,而其他生物可能采用不同的方式,如滑动、蠕动等,这有助于理解单细胞生物的适应性[3];比较不同单细胞生物获取食物的方式,他们可以探讨口沟的存在,以及如何通过口沟捕获和消化食物,这有助于了解单细胞生物的营养策略;研究不同单细胞生物排除废物的方式,他们可以考虑伸缩泡和其他结构在废物排放中的角色,这有助于理解废物处理的重要性;比较不同单细胞生物的繁殖方式,包括分裂生殖和出芽生殖,他们可以讨论这些方式如何影响种群的增长和遗传多样性;进而帮助学生培养生命观念、科学思维等生物学核心素养.

通过问题驱动式学习,学生不再被动地接受知识,更重要的是,他们积极参与了问题的提出和解决过程.学生通过观察、建模、实验、讨论和引导性讲解,逐渐理解了单细胞生物的特点和生存方式,同时也培养了问题解决能力.这种能力在学生的学术生涯和职业生活中都具有重要价值,因为它不仅有助于学生深刻理解复杂的问题,还使他们能够独立思考、提出解决方案,为未来的学习和工作做好充分准备.因此,问题驱动式学习在初中生物教育中为学生的问题解决能力的培养提供了有力的支持.

3 实证研究与数据分析

为了验证问题驱动式学习在初中生物教育中的效果,笔者进行了一项经过仔细设计的实证研究.这项研究的主要目标是比较问题驱动式学习与传统教学方法在学科成绩、问题解决能力和学科兴趣方面的差异.在这一研究中,笔者选取了一所初中的生物学课程,并将两个班级分为两组,一组采用问题驱动式学习,另一组采用传统教学方法[4].

首先,笔者比较了两个班级在学科成绩方面的表现.问题驱动式学习组的学生平均学科成绩为85分,而传统教学组的平均成绩为72分.通过t检验,得出以下结果:问题驱动式学习组的学科成绩在统计上显著高于传统教学组(p<0.05).这说明问题驱动式学习对提高学生的学科成绩产生了显著的积极影响.

其次,笔者进行了问题解决能力测试,以评估学生的问题解决技能.问题驱动式学习组的学生平均测试分数为90分,而传统教学组的平均测试分数为75分.同样,通过t检验,发现问题驱动式学习组的问题解决能力在统计上显著高于传统教学组(p<0.05).这表明问题驱动式学习有助于提高学生的问题解决技能,使他们更有能力应对复杂的生物学问题.

最后,笔者分析了学科兴趣调查的结果.问题驱动式学习组中,有80%的学生表示对单细胞生物的学科兴趣增加了.而在传统教学组中,只有45%的学生表示兴趣增加.

综合数据分析结果,得出以下结论:

(1)问题驱动式学习在初中生物教育中表现出了显著的优势.学生在学科成绩、问题解决能力和学科兴趣方面都取得了显著的改进.这不仅证明了问题驱动式学习的有效性,还强调了它在初中生物教育中的重要性.

(2)学科成绩和问题解决能力的提高结果是通过统计检验得出的,差异具有统计学意义.这意味着问题驱动式学习不仅在理论上有益,而且在实际应用中也能够显著提升学生的学术水平和问题解决技能.

(3)问题驱动式学习似乎激发了学生对生物学的浓厚兴趣,使他们更愿意深入学习相关内容[5].这种兴趣的培养不仅有助于学生在学校中取得更好的成绩,还为他们未来更进一步深入生物学领域的学术和职业发展打下了坚实的基础.

4 未来展望与挑战

虽然问题驱动式学习在初中生物教育中表现出了显著的优势,但在未来的发展中仍然面临一些挑战和机遇.以下是关于问题驱动式学习未来展望的讨论.

4.1 深化问题驱动式学习的实践

教育者可以进一步深化问题驱动式学习的实践,探索不同学科和不同年龄段学生的教育领域.问题驱动式学习不仅可以在生物学中应用,还可以扩展到其他学科.此外,适应不同年龄段学生的问题驱动式教育方法也需要进一步研究和发展.

4.2 教育技术的整合

随着教育技术的迅速发展,将问题驱动式学习与在线学习平台、虚拟实验室和互动教育工具相结合,可以为学生提供更多学习资源和实践机会.未来,教育者可以积极探索如何充分利用技术来增强问题驱动式学习的效果.

4.3 培养学生的自主学习能力

问题驱动式学习强调学生的主动参与和自主学习.在未来,教育者可以致力于培养学生的自主学习技能,包括信息检索、批判性思维和协作能力[6].这将使学生更具竞争力,能够在不同领域取得成功.

4.4 跨学科教育

问题驱动式学习鼓励学生跨学科思考和解决问题.未来,教育者可以推动跨学科教育的发展,帮助学生将不同学科的知识和技能相互结合,应对复杂的现实挑战.

4.5 评估方法的改进

问题驱动式学习的评估方法需要更多的研究和改进.如何准确评估学生在问题解决、自主学习和合作学习方面的能力仍然是一个挑战.未来,可以开发更多有效的评估工具,以更全面地了解学生的学术表现和发展需求.

5 结束语

问题驱动式学习作为一种创新的教育方法,在初中生物教育中表现出了卓越的效果.它提高了学生的学科成绩,培养了问题解决能力,并激发了学科兴趣.这些结果不仅对教育者具有启发意义,也为学生的未来学术和职业成功提供了重要支持.因此,教育者应积极采用问题驱动式学习方法,以促进学生在生物学教育中的全面发展.