應(yīng)用“問題解決法”解學(xué)生之惑

黃惠濤

問題是創(chuàng)造的先導(dǎo)，是思維的起點，具有問題意識是人創(chuàng)新的前提和基礎(chǔ)。培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力幾乎是我國各科課程標準都明確提出的教學(xué)目標。因此，在生物學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)努力培養(yǎng)學(xué)生的問題意識，訓(xùn)練學(xué)生解決問題的方法。

1 概念界定

1.1 問題解決法

“問題解決法”是一種融合教學(xué)方法與學(xué)習(xí)方法于一體的綜合方法。即以解決問題為主要條件，利用一切推斷原理和各種方法策略進行解決問題的一種方法，在此之中提高學(xué)生的思維能力和學(xué)習(xí)能力，讓學(xué)生的知識體系進一步的得到構(gòu)建，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)造能力。Jackson把問題解決法廣義地定義為在設(shè)問狀態(tài)與解答狀態(tài)的溝谷間架設(shè)橋梁。

1.2 “問題串”教學(xué)法

“問題串”教學(xué)法是圍繞著探究目標，通過設(shè)置一系列有針對性的問題引導(dǎo)學(xué)生反應(yīng)，教師在識別學(xué)生反應(yīng)的基礎(chǔ)上，采取有效指導(dǎo)，促進學(xué)生不斷達成探究目標的一種有效方法。

可見，“問題串”教學(xué)法側(cè)重于教師的問題設(shè)計和引導(dǎo)，以問題的主線貫穿課堂；而問題解決法則側(cè)重于問題的來源與解決，強調(diào)師生、生生的合作和自我探究。“問題串”可以作為“問題解決法”的一種手段和基礎(chǔ)，“問題解決”是“問題串”的延伸和拓展。

2 問題的來源

通常情況下，問題常常由教師提出，以便于達成教師認定的教學(xué)目標。這樣雖然從表面上達到課標的要求，但卻忽視了學(xué)生的內(nèi)心需求和個性理解特征。問題解決法的問題有三個來源：① 根據(jù)課標要求編寫的教材所提出的問題。這往往在旁欄思考、相關(guān)資料或課后練習(xí)中涉及，是學(xué)生必須解決的問題，也是大多數(shù)教師必然關(guān)注的問題。② 教師根據(jù)教學(xué)目標和課堂流程適時提出的問題。這類問題往往作為教師重點關(guān)注的問題，以期引導(dǎo)學(xué)生順應(yīng)課堂教學(xué)思路，達成課堂教學(xué)目標。這種情況下，學(xué)生的思維基本上處于教師的控制之中，學(xué)生也常常處于被追問的狀態(tài)。③ 學(xué)生根據(jù)自身對教材內(nèi)容的理解所提出的問題。這類問題可能天馬行空，可能低級可笑，也可能是教師并不關(guān)注的問題，但這些問題恰恰是學(xué)生內(nèi)心的困惑，是不解決不得心安的障礙。

3 問題解決的策略

3.1 根據(jù)現(xiàn)狀，啟發(fā)學(xué)習(xí)者提出問題

這里的“現(xiàn)狀”是指學(xué)生面臨的教材、教師創(chuàng)設(shè)的情境、師生操作的實驗、學(xué)生的生活實際、生物科學(xué)史實等。面對這些素材，不同的學(xué)生會有不同的問題。教師要求學(xué)生以書面的形式整理出問題，由課代表進行統(tǒng)整，反饋給教師。例如，在學(xué)習(xí)“基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成”一節(jié)內(nèi)容時，學(xué)生通過預(yù)習(xí)，提出了如下問題：

（1） DNA有兩條鏈，每條鏈都是模板鏈嗎？

（2） RNA聚合酶也是蛋白質(zhì)，它是怎么產(chǎn)生的？

（3） mRNA轉(zhuǎn)錄過程中與DNA間堿基結(jié)合又釋放是為了什么？

（4） 轉(zhuǎn)錄時只需要RNA聚合酶這一種酶參與嗎？

（5） rRNA的作用是什么？

（6） RNA是新合成的，那如果原有RNA的話，與之有關(guān)嗎？

（7） 所有生物體內(nèi)都含有RNA嗎？

（8） tRNA只需兩端發(fā)揮作用，為何會折疊成葉形？

（9） 核糖體與RNA的關(guān)系是什么？

（10） A、U、G、C怎么互補配對？

（11） tRNA上的堿基與mRNA上的密碼子如何配對？

（12） 密碼子表中的起始和終止是什么意思？

（13） 合成蛋白質(zhì)的“生產(chǎn)線”和“工人”分別是指什么？

（14） 核糖體讀取mRNA的密碼子時，為什么還要到tRNA上去（已結(jié)合了氨基酸）？

（15） 若提供一段mRNA堿基序列AGCAUGCGUUAA，是AGC、AUG、CGU、UAA對應(yīng)尋找，還是AGC、GCA、CAU……對應(yīng)尋找？

（16） RNA上堿基序列與蛋白質(zhì)氨基酸順序有聯(lián)系嗎？

（17） 形成的多肽鏈是否為蛋白質(zhì)？

（18） 轉(zhuǎn)錄與蛋白質(zhì)的合成有關(guān)系嗎？有先后順序嗎？

（19） DNA中堿基數(shù)量與蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)量之間存在什么關(guān)系？

（20） 原核生物也是這樣進行蛋白質(zhì)合成的嗎？

教學(xué)目標始終是課堂教學(xué)的方向指引，對學(xué)生提出的問題，教師應(yīng)當(dāng)以此為依據(jù)進行統(tǒng)整歸類，并對提問學(xué)生作出相應(yīng)的判斷，以使課堂教學(xué)時引導(dǎo)更準確。

上述案例中，問題5、6超過了目標要求，不需要學(xué)生掌握，教師可以課后單獨與提問學(xué)生交流，助其解惑，并要求學(xué)生首先關(guān)注學(xué)習(xí)目標的要求，在達成的基礎(chǔ)上再深入思考。問題7也與本課主題無關(guān)，但是涉及到學(xué)生對遺傳物質(zhì)的認識，體現(xiàn)了學(xué)生先前知識基礎(chǔ)的薄弱，教師應(yīng)在課前單獨給予解答，以鞏固所學(xué)知識。問題15、19屬于應(yīng)用層次，是解題中常出現(xiàn)的難點問題，課堂教學(xué)時應(yīng)作重點剖析。問題18、20具有相關(guān)性，且是對教材內(nèi)容的補充，說明提問者在思維層面上了一個臺階，可在本課最后作為提升思維進行深入學(xué)習(xí)。其他問題屬于一般知識，在學(xué)習(xí)過程中，通過分析梳理，圖形認識與比較可以輕松解決。

3.2 問題解決的策略

授課過程中，關(guān)注學(xué)生所提出的問題，在理清知識的基礎(chǔ)上，教師應(yīng)當(dāng)有策略地解決學(xué)生所提問題，在解惑的基礎(chǔ)上培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和合作能力。

3.2.1 自我理解與合作解決

通過對教材內(nèi)容的梳理、分析，學(xué)習(xí)者預(yù)習(xí)一般性問題時的困惑能夠及時得到解決。如上述案例中的問題1、2、3、8、10、11、12、13、16、17等。而問題15則需要學(xué)生互相討論，明確首先確定起始密碼子位置，然后才可以每3個堿基作為一個密碼子整體順應(yīng)尋找。

3.2.2 通過比較解決問題

在學(xué)習(xí)“DNA重組技術(shù)的基本工具”時，有學(xué)生提出：DNA連接酶與DNA聚合酶都有形成磷酸二酯鍵的作用，那兩者有何區(qū)別？筆者展示了DNA復(fù)制時的過程圖，讓學(xué)生與重組質(zhì)粒的形成圖相比較，學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)：DNA聚合酶發(fā)揮作用需要模板鏈，需要引物，它是把游離的脫氧核苷酸一個個地連接起來形成片段；而DNA連接酶可以直接連接兩個DNA片段，不需要模板和引物。

3.2.3 通過活動解決問題

對很多生物學(xué)概念的理解，教師的講述和討論難以湊效，可以通過活動體驗讓學(xué)生有更多的感悟。例如學(xué)習(xí)“DNA重組技術(shù)的基本工具”時，有學(xué)生提出：① 基因工程中對目的基因和運載體的切割是否只能使用同一種限制酶？② 限制酶是如何識別和剪切DNA序列的？③ 目的基因插在哪兒都可以嗎？這類問題看上去可以講清，實際上學(xué)生還是在云里霧里。筆者設(shè)計了相關(guān)的活動，改編了教材中“重組DNA分子的模擬操作”，重新設(shè)計了運載體和目的基因的堿基序列，提供了可以切成相同黏性末端的兩種限制酶，結(jié)果在活動中學(xué)生花樣百出。教師要求通過找錯誤，分析討論，進一步明確了學(xué)生對回文序列的認識，確定限制酶的切割位點，明確不能破壞運載體的復(fù)制原點、標記基因等核心部位，必須防止切割部分的自身環(huán)化等，所以應(yīng)當(dāng)根據(jù)需要選擇相應(yīng)的限制酶。

3.2.4 補充背景資料解決問題

教材對生物學(xué)史高度濃縮，不可能面面俱到，也恰恰是因為這樣，給學(xué)生產(chǎn)生了更多想象的空間或思維的難點。例如，在學(xué)習(xí)“孟德爾的雜交實驗”時，學(xué)生問了幾個看似無聊的問題：① 孟德爾為什么會想到用豌豆做實驗？② 孟德爾關(guān)于一對相對性狀的遺傳現(xiàn)象作出了4點假說，這是如何產(chǎn)生的？③ 孟德爾為什么會想到用“假說-演繹法”來解決生物學(xué)問題？④ 達爾文的自然選擇學(xué)說中物種多樣性與融合遺傳的思想相悖，急需科學(xué)的理論支撐，孟德爾發(fā)現(xiàn)了自由組合定律為什么沒有幫助他？……特別是問題②，很多教師也不明所以，常一筆帶過，直接呈現(xiàn)出孟德爾的4點假說，又或者以孟德爾特別聰明打個哈哈，事實上，這都是有原因的。這些解釋自然不能讓學(xué)生釋疑，更不利于學(xué)生思維和興趣的培養(yǎng)。筆者在教學(xué)中，補充了孟德爾時代的科學(xué)背景：大量科學(xué)家在從事雜交實驗，期望找到育種的新品種，用豌豆作實驗，已有奈特發(fā)現(xiàn)了性狀分離的現(xiàn)象，只是他沒有從數(shù)學(xué)的角度進行深入分析，而與之錯過。補充了孟德爾的求學(xué)經(jīng)歷：他大學(xué)期間主攻數(shù)學(xué)和古典哲學(xué)，因而，笛卡爾關(guān)于“假說-演繹法”的哲學(xué)思想雛形為孟德爾的成功打開了一扇窗；進入維也納大學(xué)之后，他又師從著名的數(shù)學(xué)家依汀豪生，打下了深厚的數(shù)學(xué)功底，這使得他在研究過程中，具有強烈的數(shù)學(xué)思想和方法。補充了孟德爾一生工作的身份：他作為修道院的院長，在神學(xué)和科學(xué)之間存在著矛盾，所以他僅僅是在論文中指出通過自由組合的方式，后代可以出現(xiàn)多種多樣的表現(xiàn)型，這似乎是一種暗示，也有不得已的苦衷吧。

3.2.5 通過實驗解決問題

生物學(xué)就是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)。學(xué)生的問題常常可以通過實驗去探究，去發(fā)現(xiàn)新的結(jié)果并提出新的問題，這才是創(chuàng)新的良性循環(huán)。如在學(xué)習(xí)“染色體變異”時，有學(xué)生提出：秋水仙素既能引起基因突變，又能引起染色體變異，這與秋水仙素的濃度有關(guān)，還是與作用時間有關(guān)？這個問題給了實驗很好的契機。筆者鼓勵學(xué)生分組實驗，先設(shè)計實驗方案，因為基因突變難以觀察，建議學(xué)生不妨細化實驗?zāi)康模纾翰煌瑵舛鹊那锼伤貙θ旧w變異的影響。通過顯微觀察，比較實驗結(jié)果，撰寫實驗論文。類似的例子很多，如觀察質(zhì)壁分離現(xiàn)象時，為什么要用洋蔥外表皮？酵母細胞的固定化形成的凝膠珠與酵母菌的活性有關(guān)嗎？……生物學(xué)教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生更多地走進實驗室，提升科學(xué)素養(yǎng)，啟迪創(chuàng)新思維。