初中科學(xué)PBL新課教學(xué)范式的實踐探索

薛仕靜

(浙江省溫州市鹿城區(qū)教育研究院 溫州 325000)

PBL即基于問題的學(xué)習(xí),是當(dāng)前新課改提倡的重要學(xué)習(xí)方式之一。其基本思路是把學(xué)習(xí)置于復(fù)雜的、有意義的問題情境中,通過讓學(xué)習(xí)者合作解決真實的問題,來學(xué)習(xí)隱含于問題背后的科學(xué)知識，形成解決問題的技能和自主學(xué)習(xí)的能力[1]?，F(xiàn)以浙教版初中科學(xué)八(上)第3章第5節(jié)“體溫的控制”的新課教學(xué)為范例，介紹基于PBL的初中科學(xué)新課教學(xué)的設(shè)計與實施(圖1)。

圖1 范式結(jié)構(gòu)

1 聚焦核心的真實問題

課前活動： 測量家庭主要成員(自己和父母)一天的體溫變化。測量時可從腋窩、口腔和直腸3個測量部位中任選一種方式測量，并將測量的方式及體溫填入調(diào)查表中。

設(shè)計意圖： 將教材中測量自己體溫的課內(nèi)活動調(diào)整為上述課前活動，這樣至少有3個優(yōu)點： ①為核心問題的提出創(chuàng)設(shè)真實情境；②確保學(xué)生有充足的時間開展“基于核心問題”的學(xué)習(xí)；③搭建親子活動的平臺，促進學(xué)生與家長的合作交流。

活動1(問題情境)： 展示交流你的調(diào)查結(jié)果，測量部位： 口腔。例如，一位學(xué)生的調(diào)查結(jié)果如表1所示。

表1 家庭主要成員一天體溫變化調(diào)查表

問題1： 從上述的體溫變化調(diào)查結(jié)果中，你能得出哪些結(jié)論？又有哪些困惑？

設(shè)計意圖： 基于表1的真實情境，學(xué)生得出的結(jié)論有： ①正常人的體溫并不是一個固定值，而是一個溫度范圍，一般不超過1℃；②不同年齡人的體溫有差異，一般年輕者高于年老者；③不同性別人的體溫有差異，一般女子高于男子；④同一個人的體溫隨時間的變化也有所不同。而基于這些結(jié)論，學(xué)生又都有“這究竟是為什么”的疑問。其目的既是為了讓學(xué)生深度理解人體恒定的體溫的涵義，又是為了讓學(xué)生在眾多的“為什么”中梳理、歸納出核心的真實問題。

問題2(核心問題)： 人體的體溫是如何保持相對恒定的呢？

設(shè)計意圖： 提出架構(gòu)本節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容的核心問題，具有先行組織者的作用。它既能將學(xué)生的注意力集中在核心內(nèi)容的學(xué)習(xí)，又能為學(xué)生學(xué)習(xí)新知識提供一個必要的結(jié)構(gòu)框架。

2 激活學(xué)生原認(rèn)知

將上述的核心問題又分解成問題①和問題②，并從這兩個問題出發(fā)激活學(xué)生已有的知識經(jīng)驗： ①人體是如何調(diào)節(jié)和控制體溫的？②人體是如何對外界刺激作出反應(yīng)的呢？

設(shè)計意圖： 其目的是為了激活學(xué)生原有的“神經(jīng)調(diào)節(jié)過程”的知識經(jīng)驗，并為學(xué)生自主建構(gòu)新知識搭建腳手架。

問題3： 為什么人的體溫會保持相對恒定？

問題4： 現(xiàn)將一杯37℃的熱水放置在8℃的環(huán)境中一段時間： ①水溫會發(fā)生怎樣的變化？為什么？②你又有什么辦法讓這杯熱水的溫度保持相對穩(wěn)定？

設(shè)計意圖： 其目的是為了激活學(xué)生原有的“散熱途徑”(直接散熱、蒸發(fā)散熱)和“保持水溫不變的方法”(產(chǎn)熱和散熱相對平衡)等知識經(jīng)驗，從而讓學(xué)生理解人體恒定的體溫是機體的產(chǎn)熱和散熱保持相對平衡的結(jié)果，并為學(xué)生自主建構(gòu)新知識搭建腳手架。

3 自主建構(gòu)新知識

問題5： 人體又是如何進行產(chǎn)熱和散熱的？

活動2(閱讀與思考)： 閱讀表2，完成以下任務(wù)： ①人體在安靜和運動狀態(tài)下，主要的產(chǎn)熱器官或組織各是什么？②請用扇形圖或柱狀圖，來表示表2中人體在安靜或運動時各器官或組織的產(chǎn)熱情況。

表2 幾種器官或組織在安靜和活動下的產(chǎn)熱量(%)

設(shè)計意圖： 本活動是讓學(xué)生通過閱讀圖表，自主建構(gòu)新知識，培養(yǎng)學(xué)生閱讀非連續(xù)文本獲取信息的能力，并為后續(xù)解決真實的核心問題提供必備的知識。

活動3(思考與討論)： ①當(dāng)外界溫度低于體溫時，主要通過什么方式向外散熱？②當(dāng)外界溫度等于或超過體溫時，主要通過什么方式向外散熱？

設(shè)計意圖： 人體90%以上的熱量是通過皮膚散發(fā)出去的，當(dāng)外界溫度低于體表溫度時，主要是通過皮膚直接散熱；反之，主要是通過汗液蒸發(fā)散熱。該活動的主要目的是為了讓學(xué)生自主建構(gòu)這些新知識。

活動4(閱讀與思考)： 皮膚直接散熱的多少，取決于皮膚表面與外界環(huán)境之間溫度差。而人體表面的溫度還可通過流經(jīng)皮膚血液的多少來加以調(diào)節(jié)。閱讀圖2，思考： 在低溫或高溫環(huán)境下，人體又是如何調(diào)節(jié)皮膚散熱的呢？

圖2 皮膚血管口徑的調(diào)節(jié)與散熱

設(shè)計意圖： 本活動直接給學(xué)生提供解決活動4所必須的知識儲備，以促使學(xué)生通過讀圖自主提取信息，意義建構(gòu)新知識(如低溫時血管收縮、皮膚血流量減少、皮膚溫度下降、散熱量減少)，并培養(yǎng)學(xué)生分析、比較及閱讀非連續(xù)文本獲取信息的能力。

4 解決核心的真實問題

活動5： 圖3為寒冷冬天人體體溫調(diào)節(jié)過程模式圖。請你將其補充完整。并說說： 人體在寒冷冬天，是如何通過神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)來保持體溫相對恒定的。

圖3 寒冷冬天的體溫調(diào)節(jié)

設(shè)計意圖： 該環(huán)節(jié)主要有2個目的： ①讓學(xué)生認(rèn)識到科學(xué)探究就是發(fā)現(xiàn)問題、分析和解決問題的過程；②讓學(xué)生認(rèn)識到知識的價值，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生用科學(xué)思維解決實際問題的能力。而本活動之所以提供不完整的結(jié)構(gòu)化模式圖，除了要幫助學(xué)生建構(gòu)體溫調(diào)節(jié)的過程模型外，還為了讓學(xué)生能基于原有的知識經(jīng)驗和前面建構(gòu)的新知識，自主解決核心的真實問題，并形成“人體是一個統(tǒng)一整體”的生物學(xué)觀念。

5 遷移解決新的真實問題

活動6： 用所學(xué)的知識解釋： ①在炎熱的夏天，人體是如何通過神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)來保持體溫的相對恒定呢？②在高溫環(huán)境下，人為什么會中暑呢？

設(shè)計意圖： 此環(huán)節(jié)旨在讓學(xué)生利用上述所學(xué)的“體溫調(diào)節(jié)過程模型”來解決新的真實問題，以培養(yǎng)學(xué)生的知識遷移和問題解決的能力。同時，也培養(yǎng)了學(xué)生健康生活的意識與自覺。