《普通高中生物学课程标准(2017版)》凝练了学科核心素养,并明确要求生物学课程要以提高学生生物学核心素养为宗旨。生物学核心素养是对知识、能力和情感态度价值观三维教学目标的整合和深化,包括生命观念、科学思维、科学探究、社会责任四个要素,每个要素又划分为四级水平。其中科学思维是培养学生生物学核心素养的基础,因此在高中生物教学中有效培养学生的科学思维尤为重要。基于问题的学习(problem-based learning,简称PBL)是一个促进学生科学思维发展的有效途径。PBL教学模式以学生为主体,让学生在真实情境中自主发现和分析问题,通过自主探究和小组合作来解决问题,从而获得问题背后隐含的学科核心知识、建构知识体系。PBL教学模式能够充分调动学生的求知欲,提高学生搜集信息、合作交流、逻辑推理、批判质疑和解决问题的能力。通过查阅和梳理文献,笔者发现国内关于培养学生科学思维的研究还不够全面和系统,将PBL教学模式与科学思维相结合的研究少之又少。因此,本研究在高中生物学教学中运用PBL教学模式,探究PBL教学模式对学生科学思维发展的影响,以期推动相关研究。本研究以PBL教学模式培养学生科学思维素养为主题,进行了理论探究和实验研究。首先,本研究运用文献研究法总结和分析了国内外PBL教学模式和科学思维的研究现状;并在查阅大量国内外文献的基础上,概述了PBL教学模式的涵义、基本特征和实施步骤,阐述了科学思维的内涵、科学思维的方法及其在生物学科中的独特性。其次,以建构主义学习理论、认知主义学习理论、情境学习理论和合作学习理论为依据,分析了PBL教学模式培养学生科学思维的可行性,探讨了运用PBL教学模式培养学生科学思维的策略。在此基础上,笔者选取了人教版高中生物学必修1模块中“细胞膜的结构和功能”、“细胞核的结构和功能”和“细胞的能量‘货币’ATP”三个具有代表性的案例,分析了每节所包含的科学思维,并基于PBL教学模式,进行了培养学生科学思维素养的教学设计。最后,笔者在实习学校选择了两个平行班级进行教学实验,将PBL教学案例应用于实验组,对照组采用传统的教学模式进行教学。在教学实验结束后,通过纸笔测试和访谈来检测两组学生科学思维的发展变化,在定量分析和定性分析的基础上评价教学实践结果。通过对三次同步练习成绩的分析,发现实验组学生的学习成绩明显优于对照组,实验组学生更擅长运用科学思维方法解决问题。访谈结果表明,实验组学生更能尊重事实和证据。因此,在高中生物学教学中运用PBL教学模式在一定程度上能促进学生科学思维的发展。此外,PBL教学模式还有利于激发学生学习生物学的兴趣和热情,提高学生自主学习、搜集资料、合作交流、发现和分析问题的能力。本研究丰富了PBL教学模式在高中生物学科中的应用研究,也为中学生科学思维素养的培养提供了一定的参考。