以“問題”為核心的探究式生物課堂

張蕾

探究是以問題為線索而展開的，通常的探究式教學(xué)過程可概括為“設(shè)疑，探疑，釋疑”三個前后相繼、互相關(guān)聯(lián)的環(huán)節(jié)。設(shè)疑以發(fā)現(xiàn)問題，探疑以研究問題，釋疑以破解問題，正是探究性教學(xué)的重要特征。這是一個以問題為核心而展開的科學(xué)認(rèn)識過程。

一、以問題為起點展開課題

問題是一切研究的出發(fā)點，它不僅是學(xué)生課堂學(xué)習(xí)活動的起點，也是學(xué)生從生活走向科學(xué)的重要切入點。問題從哪里來呢？對于中學(xué)生來說，從日常生活、自然現(xiàn)象或?qū)嶒灛F(xiàn)象的觀察中發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，是基本的“設(shè)疑”途徑。因此，筆者就曾把“從觀察中發(fā)現(xiàn)問題”作為生長素的發(fā)現(xiàn)課堂教學(xué)的首要環(huán)節(jié)，體現(xiàn)了探究性教學(xué)的“問題性”特征。

提出和發(fā)現(xiàn)問題的最直接辦法就是要求學(xué)生把觀察到的現(xiàn)象采用“問題化”的方式進(jìn)行陳述。例如，教師在運用多媒體動畫向?qū)W生展示了植物向光性生長的現(xiàn)象后，要求學(xué)生就觀察到的現(xiàn)象每人提出一個問題，然后把與本課題有關(guān)的最典型的問題表述為“植物為什么會趨向光生長呢？”由此展開討論。

學(xué)生提出問題的層次往往是各不相同的，當(dāng)學(xué)生把觀察到的現(xiàn)象表述為“玉米為什么會趨向光生長呢？”這一問題后，教師應(yīng)在此基礎(chǔ)上，根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知情況適當(dāng)?shù)丶右灾笇?dǎo)，進(jìn)一步幫助學(xué)生形成一個與課題探究直接有關(guān)的更接近實質(zhì)的科學(xué)問題。

要把發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象演變?yōu)橐粋€科學(xué)問題，是需要對現(xiàn)象作進(jìn)一步的思維加工的。如從觀察中可以發(fā)現(xiàn)，許多植物都具有趨向光生長的性質(zhì)，那么“是否任何植物都具有向光性呢？”這就使問題的著眼點從“個別”推進(jìn)到“一般”；“為什么植物會有向光性呢？”這又使問題由表面層次深入到本質(zhì)層次。這樣的問題就提到點子上了，因為這正是本節(jié)課所要探究的主題。

二、以問題為核心進(jìn)行探究

提出問題的目的是為了探究和解決問題，這就常常需要對問題的答案作出猜想和推測，也就是“從問題中引發(fā)猜想”。猜想并不是胡猜測亂想，猜想是應(yīng)用現(xiàn)有的經(jīng)驗和知識對問題中的事實尋求可能解釋的過程。因此，教師的啟思導(dǎo)學(xué)作用就顯得尤為重要了。例如在生長素的發(fā)現(xiàn)一課中學(xué)生通過啟發(fā)往往提出以下一些問題：為什么玉米會趨向光生長，是否任何植物都有這種性質(zhì)，如果沒有光植物會怎樣生長，一些適宜在陰暗環(huán)境中生長的植物也這樣嗎等，這些都是學(xué)生所涌現(xiàn)出的創(chuàng)造性思維的浪花。此時教師可作這樣的引導(dǎo)：大家都提出了許多問題，同學(xué)們基本上都認(rèn)為這些現(xiàn)象都是由植物的向光性引起的，可以推測，所有的植物都具有向光性。

猜想是對問題結(jié)論的初步推測，這一推測必須是可檢驗的，檢驗的結(jié)果有兩種可能：一是支持假設(shè)，即證實；二是否定假設(shè)，即證偽。實驗觀察事實就是檢驗猜想的依據(jù)。因此，“從猜想中尋找事實”，就成了科學(xué)探究活動的中心環(huán)節(jié)。

要尋找實驗事實，就必須引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗方案，并運用實驗手段收集事實依據(jù)。設(shè)計實驗方案，就是從操作的角度把探究的猜想具體化，程序化。例如，生長素的發(fā)現(xiàn)中所要解決的問題是植物是否具有向光性，可以用對照實驗的方法進(jìn)行實驗，其具體的步驟是：①將植物種子培育成幼苗；②選取生長狀況相似的幼苗分別培養(yǎng)在暗箱及有單側(cè)光照射的暗箱中；③觀察幼苗的生長情況；④記錄幼苗長度的變化，及傾斜方向和角度的變化。

但不是所有生命現(xiàn)象都可以在高中階段通過實驗證實的，這就需要學(xué)生運用自己的知識儲備，通過自身的推理和判斷的能力得出結(jié)論。例如在《遺傳和育種》高三復(fù)習(xí)課中，提出了幫助小豬實現(xiàn)愿望這一設(shè)想之后，學(xué)生們提出了各種設(shè)想，如：基因工程、雜交育種、細(xì)胞融合、誘變育種等。教師在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生討論這些方法是否可行。學(xué)生根據(jù)所學(xué)過的知識展開討論，得出了結(jié)論，例如：雜交育種存在無法客服生殖隔離的困難，誘變育種存在不定向性，動物細(xì)胞融合后無法發(fā)育成完整個體等。這便是通過一系列證偽的過程得出結(jié)論。

總之，探究的目的來自于探究的問題，探究的具體方案和要求則來自根據(jù)探究問題所提出的猜想或假設(shè)?？梢哉f，問題是各個探究環(huán)節(jié)的核心。

三、以問題為歸縮歸納結(jié)論

探究的最終成果是歸納結(jié)論，破釋猜想。即“釋疑”。

“釋疑”的前提是分析論證。這是一個抓住條件與現(xiàn)象之間相互聯(lián)系，尋找因素之間相互關(guān)系特征的過程，也是培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生因果推理能力的過程。教師應(yīng)使學(xué)生懂得，作為原因和結(jié)果的兩個事件是具有必然聯(lián)系的：一個事件A的發(fā)生，將會造成另一個事件B的發(fā)生；另一事件B的發(fā)生，將意味著事件A在起作用。例如實驗事實表明，不受光照的玉米直立生長，受單側(cè)光照的玉米彎向光源生長，由此可推得光對于玉米生長的方向有因果關(guān)系，從而進(jìn)一步歸納出植物具有向光性生長的性質(zhì)的結(jié)論。

“釋疑”的延伸是解釋應(yīng)用，是提出更深層次的問題。筆者在性染色體和伴性遺傳一課中嘗試了如下的“釋疑”歸納結(jié)論的過程。筆者在介紹了性染色體和常染色體的相關(guān)知識，以及色盲的相關(guān)癥狀之后，給出了三個條件：①X染色體上有1098個基因，而Y染色體上僅有大約78個基因；②X染色體的基因中只有54個在對應(yīng)的Y染色體上有相應(yīng)功能；③色盲癥的特點之一是男性患者多于女性患者。通過這三個條件推測：若色盲是由一對基因（Bb）控制的，則這對基因可能位于XY染色體的哪一區(qū)段？一開始學(xué)生根本無所適從，后來先慢慢的分析基因在XY染色體上有幾種分布情況，再通過對每一種分布情況遺傳圖解的分析得出幾種情況分別有什么特點，最終得出結(jié)論色盲基因應(yīng)該位于X染色體的非同源區(qū)段。關(guān)于這一知識點在傳統(tǒng)教學(xué)中教師只需要幾分鐘就可以講解清楚，而筆者卻花了近一節(jié)課的時間，雖然如此同學(xué)們還是為自己通過分析和探索得出結(jié)論的過程倍感興奮。

總之，問題不僅是探究的起點，也是探究的最終歸縮。

綜上所述，高中生物課堂教學(xué)是一個以問題為核心的探究式教學(xué)過程。以問題為起點展開課題，以問題為核心進(jìn)行探究，以問題為歸宿歸納結(jié)論，是這一教學(xué)過程的基本環(huán)節(jié)。讓我們在理論與實踐的結(jié)合中，不斷地探索和研究這一教學(xué)形式。