第七节 PBL教学策略

1、 PBL教学策略概述

我们先来看一个例子：在《保护我们共同的家园》（人教版必修三第六章第 2 节）这一内容中，一位老师的教学思路是这样的：①首先通过多媒体演示黄土高原的前后风景对照：展示一些已经灭绝或濒临灭绝的动植物，提出问题：为什么古代的黄土高原富饶丰美，有诸多动植物，而现在却是千沟万壑，满目疮痍，动植物消失或即将消失？②然后指导学生小组分工，与小组成员一起通过网络搜集、实地考察、专家走访等多种渠道搜集、调查和统计相关的资料。③之后通过对获取的资料及数据进行分析，得到相关的结果，解决最开始提出的问题。④最后撰写调查报告并汇报，小组之间进行交流。

从这个例子中，同学们发现这位教师的设计思路有什么特点吗？这位教师不是要求学生坐在教室里面听课，而是提供问题情境，让学生进行课外调查，小组合作完成任务，同时教师不是通过考试来评定学生的成绩，而是要求学生写报告，或创作其他可评价的作品。这种把学习的过程放置到复杂、有意义的真实问题情境中，通过学生之间互相讨论、互相合作来解决该问题，最终培养学生自主学习、合作学习、终生学习的能力的教学策略就是我们今天要学习的 PBL 教学策略。

PBL 全称“Problem-Based Learning”，是“基于问题的学习”的一种教学策略，最初起源于医学教育领域，之后越来越多地被其他教育领域所采用，如商业教育、建筑教育、工程教育、法律教育、社会工作教育等等，同时也日益受到中小学教育的重视，并逐渐在中小学教育中得到应用。20 世纪 80、90 年代 PBL 教学模式在北美及欧洲迅速地发展起来，目前已成为国际上公认的效率高效果好的一种教学方法。九十年代开始，我国教育研究工作者大量介绍国外该领域的研究，并尝试探索如何将其引入到我国的基础教育教学实践之中。

2、PBL 教学策略的特点

（1）问题性。PBL 教学策略以问题作为学习的起点，它激起并使学生保持学习兴趣，学生们不断地思考、分析，力求发现问题的关键所在，不断地加深对问题的理解，努力寻求多种解决办法。一个总的问题里面往往包含许多子问题，学生要在解决若干个子问题的基础上，最终使总的问题得到解决。问题的提出到问题的解决过程构成了一个相对完整的学习单元。

如本节课开始提到的《保护我们共同的家园》的例子中，以“黄土高原为什么变得满目疮痍”作为问题起点，而这个问题又包含“环境污染主要有哪些方面？这些污染是如如何造成的？我们可以采取什么样的方法来治理这些污染？森林对保护和改善环境有哪些作用呢？我们应该怎样来保护森林？”等一系列子问题，通过这些子问题的逐一解决，最终使总问题得到解决。

（2）情境性。基于问题的学习中的问题并不是直接呈现出来，而是蕴含在特定的情境中，而情境往往与日常生活现象、事实或者需要解决的问题密切联系的。

如《保护我们共同的家园》案例中，以与学生生活环境密切联系的“黄土高原环境变化”作为问题情境，真实且有意义，能够充分调动学生学习的兴趣和探究欲望。

（3）自主性。与传统学习相反，基于问题的学习能大大提高学生学习的自主性。在《环境和保护》案例中，学生在问题的驱动下，小组讨论分析问题、搜集资源、确定解决方案。由于学生是带着疑惑和好奇不断寻找知识、寻求答案，因此他们能主动充分调动已有的知识和技能来完成这一任务。整个过程教师作为其中的一员参与交流，适时引导，充分发挥学生的主体作用。

（4）探究性。在PBL教学中，学生通过小组讨论拟定解决方案并加以实施。学生可通过社会调查、上网、到图书馆查阅资料、向老师和有关人员讨教等方法达到目的；也可设计实验来验证自己的观点。老师在这一过程中不介入学生的探究，但尽可能为学生进行实践探究提供方便。鼓励学生进行多次尝试，使学生在不断地探究摸索中充实、完善自己，同时培养学生的动手实践能力，创新能力。

（5）合作性。基于问题的学习强调合作学习，这是由问题的性质决定的。学生需要在教师的指引下，以小组为单位，以解决问题为目标，分工合作。学生之间不断地交流，在讨论中激发思维的火花，加快解决问题的步伐。当问题涉及到不同学科时，还需要请教不同学科的同学，寻求校外的专家、机构的帮助等等。

说了这么多 PBL 教学策略的特点，那么，在新课程理念下的中学生物学教学中，教师运用 PBL 策略有哪些优势呢？通过 PBL 教学策略的特点，我们可以很明显的看到，PBL 教学策略可以营造轻松、主动的学习氛围，让学生能够畅所欲言，容易获得其他同学和老师的信息；学生能够暴露更多相关问题，在讨论中加深对问题的理解、不断发现新问题，解答新问题，使学习过程缩短，加深印象；另外还可以夯实理论、拓展能力（如文献检索、查阅资料的能力等），在有效达成教学目标，获得更好教学效果的同时，为今后教学工作打下良好基础。

3、PBL 教学策略的教学设计

我们以人教版高中生物必修一第五章第四节“能量之源——光与光合作用”为例来讲解一下 PBL 策略的教学设计中具体每一步该如何操作。

（1）学习内容分析

   学习内容的分析是教学设计的首要环节。这一环节的重中之重是对生物学的内容结构进行选取和整合。在设计内容结构时，教师可以把学科的基本结构按照内在逻辑关系链接在一起，组成一个具有开放性的学科基本结构网，为学生搭建“先行组织者”，使学生能够对课程内容有一个全局的、宏观的、简约的认识。同时为学生进一步分析解决复杂的问题提供知识结构上的指导和帮助。

在选择学习内容时有几点需要注意，首先是实际性，如果我们要选择 PBL策略进行教学，我们所选择的学习内容需要是日常生活中常见的实际问题，是与我们的实际生活密切相关的。另外，还需要注意实践性，学习的内容是学生可以从事观察、实验、调查等活动来完成的。还有可行性，也就是学习内容能够在已有教学条件下进行，既要符合学生的心理认知，又要符合教学实施当地的实际情况，保证这个内容是能在教学过程中完成的。最后还有开放性，也就是内容不拘泥于教材，可以延伸到课外知识。

    在“能量之源——光与光合作用”这一节课中我们可以这样来分析：本节内容是人教版必修一“分子与细胞”模块第五章第四节的内容。包括两部分：第一部分为捕获光能的色素和结构，第二部分是光合作用的原理和应用。本节内容不仅和初中教材中有关光合作用的基础知识密切相关，而且在高中教材中也起着承上启下的作用：一方面通过本节内容的学习，可以进一步理解在第三章中为什么把叶绿体比作“养料制造车间”和“能量转换站”，另一方本节内容也为必修 3中生态系统的物质循环和能量流动、选修3中生态工程等内容的学习打下基础。

（2）学习者分析

对学习者的分析可以根据其学习准备和学习风格进行，教师应该着重分析学生的一般特征、学生的知识、能力、态度方面的储备以及学生学习风格的差异等。

在“能量之源——光与光合作用”这一节为例，我们可以这样来分析：学生在初中生物已经学过光合作用的有关知识；在高中生物第一册第 3 章中又学习了叶绿体的显微结构及其功能，以及第 4 章的《细胞的能量“通货”──ATP》一节知道光合作用是合成 ATP 重要途径之一，至此，学生已经具备进一步学习叶绿体的亚显微结构和光合作用原理的知识基础和兴趣。在实验操作方面，学生已经能进行研磨、过滤等操作，但纸层析法是首次进行，需老师仔细指导。由于学生缺乏对基粒（类囊体）微观结构的直观认识，本节课又涉及到物理（光学）、化学知识，对于理解色素吸收色光，掌握有关化学试剂的使用方法与技巧，可能存在一定的难度。

（3）制订学习目标

在学习目标的制定方面，我们主要是依据课程标准和学生可拓展性的知识内容来制定学生的学习目标。学生除了要达到相应的知识目标以外，还应包括以下几个方面的内容：解决实际生活中与生物有关的问题的技能、建构灵活的生物知识基础、形成高层次思维和批判性思维的能力、成为自主学习者和合作学习者、形成科学精神和科学方法、提高社会责任感；健全人生价值观等主要内容、培养问题意识和创新精神、逐步形成终生学习的能力。

“能量之源——光与光合作用”这一节内容制订这样的学习目标：

1.说出绿叶中色素的种类和作用；阐述叶绿体的结构和功能。

2.掌握绿叶中色素的提取和分离的方法及操作技巧；通过实验及相关科学方法的学习，学会基础的实验操作能力、初步的研究能力和运用相关学科知识解决生物学问题的能力。

3.通过光合作用发现史的学习，体会科学家们科研过程，并养成质疑、求实、创新及勇于实践的科学精神和科学态度；通过了解光合作用原理在农业生产上的应用，认识生物科学的价值。

（4）教学过程设计

进行了学习内容分析、学习者分析并制订了学习目标以后，选择 PBL 策略来设计教学过程还要按照以下几个步骤来进行：

①创设问题情境：第一个环节是创设问题情境，这是教学过程设计的首要环节，也是核心环节。基于问题的学习的本质在于为学生呈现真实的、有意义的问题情境，并以此作为学生调查和探究的出发点，PBL 不是围绕具体学科知识和技能来组织教学，而是提供真实的生活情境，这样问题不会只有单一的答案，学生要争先恐后地提出不同的解决方法。

一个好的问题情境至少要满足五条重要标准。第一，问题应该是真实的。问题应该与学生现实世界的经验紧密联系在一起，而不是与具体的学科原理相联系。第二，问题应该比较模糊，且能造成一种神秘或使人困惑的感觉。模糊的问题就不会只有一个简单的答案，它通常要求学生提出多个可供选择的解决方案，且每个方案都有自己的优势和劣势。同时，这又为对话和争论提供了素材。第三，问题对学生来说应该有意义，应该适合学生的智力发展水平。第四，问题范围应该足够宽泛，以允许教师完成教学目标，但是也要有必要的限制，以使课程在规定的时间、空间和有限的资源内切实可行。最后，一个好的问题应该能使学生从团体的努力中获益，而不是受到团体的阻碍。

   创设情境有三种不同的方法。第一：从已知引向未知，以旧知为基础

构建新知；第二：关注学生的生活经验，特别是他们最熟悉的社会生活、生产和发展中的许多有关的问题。最后，我们可以选取科学史上的重要事例来创设情境。

针对《能量之源——光与光合作用》的内容，教师可以创设以下问题情境：绿色植物光合作用是绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水合成为有机物、光能转化为化学能储存在有机物中，并释放氧气的过程。光合作用释放的氧气使还原性大气变为氧化性大气，有氧呼吸成为可能。当前，世界（包括我国）面临的一个重要难题是粮食问题，还有部分国家和地区未解决温饱问题。所以提高粮食产量是当务之急。在农业生产上（如农作物的温室/大棚栽培等）通过提高光合作用速率，可以促进有机物的积累而提高农作物的产量。那么，为了提高农作物的光合作用速率，可采取哪些措施（即影响光合作用的主要环境因素）呢？

②确定问题、分析问题：这一环节旨在界定问题、对问题进行深

入分析后找出问题的本质，在此基础上确定学习目标。具体分几步走：

第一在教师的引导下，学生仔细阅读问题情境并加以分析，小组讨论最终找出问题的本质。第二根据问题的本质，教师协助学生调动其已有的知识储备，根据教材和老师提供的信息，学生在小组内进行讨论，探究初步拟定总知识目标。第三全班讨论，确立总问题目标，此时的总目标是动态发展的，在解决问题的过程中若发现了新问题，可加以补充。第四分解总问题目标，将子问题目标合理分配到不同的课时中，使解决问题的过程更加条理化、有序化。

这时候，教师创设问题情境后，可再引导学生确定问题，分析问题：叶片叶肉细胞中叶绿体的结构是如何与其功能相适应的？什么是光合作用？它的实质是什么？有哪些生理意义？叶绿体中可以完成如下所示主要过程：光能→化学能；产生氧气；CO2→C6H12O6。这些过程是如何进行的？它们的进行需要哪些条件？影响它们进行的主要环境因素有哪些？

③搜集资源、建立学习路径：在上一步确定子目标后，这一步的任务就是解决问题的具体操作了，在这个过程中学生需要搜集有关资源并建立对应的学习路径，教师此时应充当组织者、引导者和协调者的角色。

首先，是搜集资源阶段，确定子问题目标后，学生需要找到解决问题所需要的资源，这些资源可由教师提供、也可由学生分工合作自行搜集。学生可用的资源主要来自学校图书馆、网络平台、社会专家人士等。注意，这里的资源搜集是为了更好地建立学习路径，在之后解决问题的过程中，需要不断补充资源。同时，小组成员需要对所搜集到的信息进行分类、整理、分析。接着，组内成员再一次讨论，确定学习路径。具体为：小组讨论、拟定方案——小组分工合作、实施方案——得出结论、完善方案。期间，小组成员进行类似科学家的探究活动，组内成员应分工明确，各执其责。这个环节不要求严格按照顺序来，究竟是先搜集资

源还是先建立学习路径因人而异，最终目的都是为了解决问题。

针对上面提到的《能量之源——光与光合作用》这节课，确定问题后，教师引导学生阅读教材、印发资料的相关内容，并让学生到图书馆、上网等查找相关的一些知识。针对以上问题整理、理解相关知识。小组讨论后，确定进行实验并拟定实验方案：

（1）叶片横切临时装片制作并观察叶片结构及叶绿体。

（2）叶绿体中色素的提取和分离实验。

（3）实验设计：利用真空渗入法排除叶肉细胞间隙的空气，充以水分，使叶片沉入水中。在光合作用的过程中，植物吸收 CO2 放出 O2，由于 O2 在水中的溶解度很小，而在细胞间隙积累，结果使原来下沉的叶片上浮，根据上浮所需时间的长短，即能比较光合作用的强弱。根据上面所给的信息，设计“探究影响光合作用速率的主要环境因素”的实验。

这一过程可以总结为：提出设计方案，讨论、实验、观察、记录与结果分析并得出结论。

④解决问题。经过以上一番探究后，这时候问题的结论已经基本

成型了。这时候，教师应当引导学生进行成果的展示、组间进行比较学习，引导小组进行方案的修订和完善。最终师生共同总结，形成一个比较合理的结论。

针对上面提到的《能量之源——光与光合作用》这节课，实验完成后，小组可利用课外时间，课内—课外结合起来完成问题的解决，考察了解当地农作物栽培的情况，尤其是为提高农作物产量而采取的措施。由教师引导学生进行成果展示：假设你是一名农业技术人员，请你写出一份指导农民采取哪些措施（环境因素）来提高农作物的光合作用速率，从而提高农作物产量的建议报告（报告中要包括措施及采取这些措施的理由）。

⑤拓展延伸。在解决了问题之后，拓展延伸可以作为“问题解决”

教学的进一步升华，这一步可以由教师来创设悬念，也可以由学生针对问题情境中的新问题、新知识进一步探究而提出新的、合乎情理的问题。

针对上面提到的《能量之源——光与光合作用》这节课，教师可与学生一起总结知识：

（1）列表比较：光反应和暗反应的区别与联系。

（2）建立光合作用的概念图。

（5）评价

在整个 PBL 教学策略的教学设计模式中，最后一个环节是评价。有关 PBL教学策略的评价有几个原则，包括：主体性、合作性、过程性、有效性以及发展性。评价方式要将自评、互评、教师评价相结合，以形成性评价为主，总结性评价为辅。评价的内容我们要考虑到学生的参与态度、思维能力、问题解决能力以及小组成员之间的合作能力。另外，我们常用的评价方法有课堂练习、教学测验、作品展示、调查问卷、评价量表、学习档案袋、概念图和学习契约等。

影响 PBL教学策略的因素有哪些呢？主要有以下几种：学生的自主性、教师的指导作用、教学内容的选择、教学资源的准备、教学方法与条件。

4、运用 PBL 策略进行教学时应注意的问题

（1）首先是教师角色的定位。同学们还记得上节课“能量之源——光与光合作用”的案例吗？在此案例中，教师首先以粮食问题（提高农作物光合作用速率）创设了一个很好的问题情境，之后引导学生分析情境、小组讨论，组织、协调学生搜集资源，建立学习路径，引导学生成果展示等等。整个过程中，我们可以清晰看到，这位教师与传统课堂的老师是很大不同的，他从“教教材”转变为“用教材”、从“分析教材”转变为“研究教材”、从注意的重心和知识的源头转向学生获得知识的指导者或教练。他将教师的角色不再定位成课堂的主导者、教授者，而是组织者、引导者和协调者，教师的成功定位，大大促进了本课堂教学的良好完成。同时在 PBL 策略中，教师不仅仅是课堂的组织者、学习的参与者，当学生遇到瓶颈时，还需要给予信息上、情感上的帮助，做个

情感支持者和信息的咨询者。此外，教师需要提高自身的综合素养，加强与其他教师的合作，提高合作能力，为 PBL 教学的顺利开展做铺垫。

其次要注意引导学生树立主体意识。因为受传统教学模式的影响，所以学生可能存在这样的问题，比如：重知识而轻能力；懒于动脑思考；不敢、不善提问；对教师依赖性很强等。基于问题的学习与学生的学习习惯是相辅相成的，两者相互促进。一方面，教师要转变学生的学习观念，正确引导学生树立主体意识、加强自主学习、合作学习的能力；另一方面，基于问题的学习能促进学生学习习惯的转变，真正成为学习的主人。在“光与光合作用”案例中，我们可以看到学生的主体意识得到了极大的发挥。从确定问题、分析问题、搜集资源到解决问题的整个过程中，学生都在积极调动自己的知识储备，合理分工合作，户内户外探究实践，参与度极高，成为学习的主人。

最后，要合理规划时间，为学生提供方便。“光与光合作用”案例中，教师就是引导学生阅读教材、印发资料的相关内容，并指导学生到图书馆、上网等查找相关的一些知识，多方位的为学生提供方便，并没有完全撒手不管。理论上学生可以通过图书馆、网络、做实验等途径获取资源，但实际上由于学生的作业量大、平时没有主动搜集信息的习惯等，在解决问题的过程中会遇到很多困难，所以教师不能撒手不管，应该培养学生时间规划的能力、搜集资源的能力、寻求帮助的能力，从各个方面给予支持。