问题解决型教育是以 “发展知识的运用能力”为目标,是一种问题解决、问题定向、以问题为基础的学习。这种学习过程,知识是通过学习者在一定的情景即社会文化背景下,借助他人的帮助,利用必要的学习资料,通过意义构建的方式获得的,因此,它符合建构主义的学习理论及教学原则。现将“细菌培养”一节中的问题解决教学法的应用介绍如下。

1、教学目标和安排

初步掌握细菌培养和接种技术,认识细菌在培养基中的生长现象,培养无菌观念,练习无菌操作技术。

细菌培养是微生物教学中的一项基本技能,这一问题涉及细菌的分布、细菌的营养、细菌的代谢、细菌的生长繁殖等各方面的细菌学基本知识,所以将细菌培养的实验教学安排在细菌学基本知识概述之后,为学生自行设计实验打下理论基础。

2、学习过程

2.1创设情境,引导学生提出问题教师在开设细菌培养实验课之前的一段时间,将煮沸的肉汤倒入无菌的烧杯,冷却后成胶胨状,置自然条件下让其表面受空气细菌污染,生长菌落;另将一份新鲜牛奶倒入无菌烧杯,置自然条件下让其变质。准备好以后,提前一周时间,将两烧杯带入教室,让学生观察肉汤和牛奶感官性状的改变,告诉学生存放一段时间的肉汤和牛奶之所以发生感官性状的改变,主要是因为有了细菌的生长和繁殖。请大家根据这一现象,考虑一个问题:如何培养存在于自然环境和正常人体的细菌?这就是教学设计中所要解决的问题。

学生本来就对看不见的微生物世界充满好奇,这一问题的提出,激起学生极大的探索欲望,个个跃跃欲试,决心通过自己的努力培养出存在自己身上的和身边的细菌。

学生要解决这一问题,必须查阅很多相关的资料,为给学生以指导,又提出以下引导性问题:①细菌在自然界和正常人体是怎样分布的?如何进行采样?②细菌的营养类型有哪些?存在于自然界和正常人体的细菌大多是哪一种营养方式?怎样给细菌配备所需的营养物质?③细菌的生长繁殖需要哪些适宜的条件?如何给细菌提供这些条件?④假如已经配备了细菌生长所需的营养物质,即基础培养基,还想进行细菌的纯种分离或观察细菌,这时要求培养基具有什么样的特性 ?可以向培养基中加入什么样的物质?⑤如何在培养基中进行标本材料的接种?⑥培养基在一定的条件下生长出了细菌,细菌是培养基中的还是标本中的?如何消除培养基中存在细菌的可能性?在实验中又如何排除这种可能性?⑦实验过程中如何控制杂菌污染?如何进行无菌操作?⑧如何观察培养基上生长出的细菌菌落?

2.2成立小组,合作学习问题学生6~7人组成一学习小组,小组成员各方面的条件基本做到组间同质,以便小组之间的讨论与交流。各成员之间既有分工,又有合作,可设立组长、记录员、报告人等,共同负责小组的学习。对以上提出的问题,小组成员要分头查阅资料,包括教科书、图书馆及网络上的资料。对查得的资料在小组内部要进行整理、交流与汇总。教师同时开放实验室,学生在实验设计的过程中,可随时进入实验室观察实验条件,考虑实验方案的可行性。对实验设计的技巧与原理学生往往不能直接获得答案,小组成员要搜集他人的设计经验进行推敲、讨论,最终拿出集体讨论的方案。在学生自学解决问题的过程中,教师扮演学生学习的组织者、参与者、指导者和促进者的角色,在学生遇到困难时,给予个别指导。例如,学生在通过查资料知道如何配备细菌培养所需的基础培养基后,对如何进行细菌的纯种分离和细菌动力观察这一问题不知如何解决,这时提醒大家胶胨状肉汤与液状牛奶生长细菌形状的不同,并让学生想想果胨类食品的特性,很多学生马上联想到可在液体培养基中加入胶胨状的凝固剂。这时告诉学生,实验室提供的凝固剂是琼脂。问题解决的同时也引出新的问题:琼脂是一类什么样的物质?细菌培养中为什么要使用它?对新的问题学生还要继续查找资料。

2.3动手实验,探索解决问题各小组在设计出自己满意的方案后,即可动手实施设计方案。对大部分学生来讲,由于缺乏经验,在实验设计中未免存在欠缺,例如,有的小组没有设立对照,有的小组标本采集时混杂污染,教师发现后先不点破,等出现问题后再与他们一起分析、解决问题。有的小组反复多次后才顺利完成实验。对此,学生感受很深,体会到了自己在实验设计上的不足。在不知不觉中,学生相当于完成了一个小型课题的所有工作,通过这一次实验学到的东西相当于平时的几次、甚至是十几次实验课的内容。这次实验也激发了学生浓厚的实验兴趣,很多学生放弃双休日到实验室加班加点。

2.4小组讨论,总结评价问题当所有小组在实验室实施了自己满意的设计方案,获得一定的实验结果后,在班级再进行小组之间的讨论与总结。各小组选一名代表向全班汇报本组的方案及实验结果,回答老师及其他小组提出的问题。教师对讨论的结果进行总结评价,指出各小组的成绩与不足,最后,根据各小组对引导性问题的回答情况,实验设计的科学性、严密性、可行性、实验动手能力,对实验结果的判断能力,小组成员的合作意识等方面进行综合评分。

3、教学成果

实验证明,问题解决教学方法是一种卓有成效的教学手段,学生通过小组合作式自学活动,最终拿出了解决问题的方案,很多方案设计科学、严密、可行。学生理解了细菌在自然环境中及正常人体的分布特点,掌握了采样的基本方法,知道了细菌培养的基本条件,懂得了实验中设立对照或对比的原则及控制无菌培养的措施,基本达到了知识教学目标及技能目标的要求。问题解决教学方法,把重点放在培养学生掌握解决问题的能力上,而不是单纯地给予知识。在教学过程中,学生是主体,而教师是学生学习的支持者,也就是以学生为中心,不是传统教育中的以教师为中习。学生通过自主学习过程中,要经过研究、判断、反思等复杂的思维活动,发展了学生高层次的思维技能,如此而建构起的知识是自己的、灵活的,是能够在今后的实践中加以运用的,能够达到 “发展知识的运用能力”的教育目标。学生通过自我学习,不仅限于解决所给予的问题,还可能会发现另一些需要学习的新议题,这样就培养了自己发现问题的能力,也就将教学和培养学生的创造力联系起来。学生通过小组合作式的学习,培养了良好的合作意识,能够成为有效的合作者。

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