PBL（Problem-Based-Learning,）模式是基于问题的学习,在复杂的真实问题情境中,以小组为学习单位,在教师引导下合作解决实际问题的教学模式。与直接灌输方式不同,PBL教学能够帮助学生理解知识体系中的概念与原理,有效提高批判性思维能力、自主学习能力以及合作交流能力。其核心理念符合我国新课程改革注重对学生能力培养的要求。本研究旨在构建并验证一种基于PBL,有效且适用于高中生物学实验课堂的教学模式,力求改善学生的学习状况,以提高学生的实验探索能力及综合素养。本研究主要包含两部分:（1）采用文献研究法对PBL模式的相关内容展开研究。结合相关文献梳理了国内外PBL模式的研究现状,阐明PBL模式、PBL教学设计及其理论基础;开展高中生物学实验教学现状调查,了解学生的实验学习情况以及教师对PBL模式的认知、应用程度;针对现状调查的结果,尝试从教学目标、教学内容、问题设置和流程这几个方面综合构建高中生物学实验的PBL教学设计内容,并给出演示实验、验证性实验及探究性实验等三类实验的教学案例。（2）采用实验研究法对PBL模式应用前后学生的学习状况变化展开比较研究。结合学生月考成绩和问卷调查结果,筛选出科学探究能力和月考成绩均无显著性差异的两个班级,分别开展PBL模式教学（实验班）,常规教学（对照班）,建立教学有效性评价标准及工具,在PBL模式教学前后对两个班级学生的课堂教学表现、科学探究能力、学业成绩变化情况进行计算、统计与表征。研究结果表明:（1）PBL模式有利于优化实验课堂教学表现。（2）PBL模式下的实验教学有效促进了学生科学探究能力的养成。（3）PBL模式有助于提高学生学习成绩。（4）PBL实验教学模式在实际教学中具有可行性。可以认为:在高中生物学教学中,PBL模式是一个值得深入研究的有效教学模式,能够作为实验课堂的实用教学方法。