基于問題表征理論的生物習(xí)題教學(xué)策略

吳進強

摘要：以高中生生物問題表征的動態(tài)特征研究成果為指導(dǎo)，構(gòu)建生物習(xí)題教學(xué)的三步教學(xué)策略，即課前的自我診斷、課中多形式表征問題解決和課后的變式訓(xùn)練，能夠有效提高習(xí)題教學(xué)的有效性。

關(guān)鍵詞：問題表征習(xí)題教學(xué)

【分類號】G633.7

一.問題的提出

在近期我校的一次高二年理科班學(xué)生期中測試中，選擇題第3題如下：

下圖表示某海域大黃魚種群的增長速率與種群數(shù)量的關(guān)系。有關(guān)分析錯誤的是（ ）

A. 要獲得最大持續(xù)捕撈量，捕撈后大黃魚種群數(shù)量應(yīng)處于b點

B. 用標(biāo)志重捕法調(diào)查種群密度時，若標(biāo)記個體更易被捕食，則調(diào)查值偏高

C. a點時種群的年齡組成是增長型，c點時年齡組成為衰退型

D. c點時種群數(shù)量未達到 K值，其增長速率與a點相同

本題正確答案是C，難度系數(shù)0.7。做錯的學(xué)生絕大多數(shù)選擇D選項，“排除A、B；曲線前半段上升后半段下降，所以認為C正確”，這是錯選的學(xué)生中很有代表性的臨場分析思路，反應(yīng)學(xué)生對問題的表征停留在文字表征和圖示表征等淺層次、基于表面結(jié)構(gòu)特點的外部表征形式。因此，在習(xí)題教學(xué)過程中，如何提高學(xué)生問題的表征水平，對問題的順利正確解決具有重要意義。

二.教學(xué)策略

問題表征是指解題者根據(jù)問題所提供的信息和自身已有的知識經(jīng)驗形成問題空間的過程。高中生物生物問題表征過程符合一般問題解決模式，同時又表現(xiàn)出用于情境表征的時間較長，用于形成思路和數(shù)學(xué)運算的時間較短的特征。因此，生物習(xí)題教學(xué)中應(yīng)著重于引導(dǎo)學(xué)生利用題目條件、問題及自身已有的知識經(jīng)驗，形成問題空間，提高學(xué)生的問題表征能力。

1.課前提供自我診斷表

在實際教學(xué)過程中，許多老師對于測試后的質(zhì)量分析僅停留在錯誤率高低的評價上，認為這樣在試題評講中就能做到有的放矢。但這樣簡單粗放的方式，從教師的角度看，無法真正了解導(dǎo)致學(xué)生答題錯誤的是相關(guān)概念、原理、規(guī)則未掌握，還是問題表征水平低，未能構(gòu)建完整的條件間、條件問題間的關(guān)系，還是學(xué)生的元認知水平制約解題的準(zhǔn)確性；從學(xué)生的角度看，缺乏對自己認知過程的再認知，對于到底是什么原因?qū)е洛e誤答題云里霧里，勢必影響聽課的有效性及元認知能力的發(fā)展。

針對以上問題，可以在試題講評前提供給學(xué)生問題分析表格，表格如下：

這種按部就班的問題分析策略，不僅有利于提高學(xué)生問題表征水平，同時也是對學(xué)生元認知策略的訓(xùn)練，使學(xué)生聽課時更有針對性，有效提升學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心和自我效能感，降低學(xué)生的認知負荷，也遵循了教學(xué)的準(zhǔn)備性原則。同時，使生生交流更有針對性，讓后進生能夠更好地體會學(xué)優(yōu)生的思維過程，更好地借鑒他人的思維成果。

本案例中，學(xué)生在測試后依據(jù)分析表進行剖析時，能夠獨立發(fā)現(xiàn)是因為未能建立起種群增長速率與年齡結(jié)構(gòu)的關(guān)系，也未能建立起條件間的比較關(guān)系，因此導(dǎo)致問題解答錯誤。通過策略訓(xùn)練，能夠有效地幫助學(xué)生建立問題圖式，提高學(xué)生問題表征水平。

2.課中運用多種形式表征問題

從教學(xué)角度看，教師需要考慮認知方式、學(xué)習(xí)風(fēng)格等影響問題表征的因素，不同學(xué)習(xí)風(fēng)格的學(xué)生擅長于不同的表征形式。賀迎飛根據(jù)學(xué)生獲取信息的渠道從視覺型/語言表達型這一維度探索其與生物學(xué)問題表征的關(guān)系，提出視覺型的學(xué)習(xí)者善于記住他們看到的東西，語言表達型的學(xué)習(xí)者則對書面語言和口頭語言非常敏感。姜子云等也在其研究中指出，運用多種表征方式解決問題，可以充分利用個人工作記憶的特點，降低工作記憶的認知負荷。因此，在教學(xué)實踐中，同一問題的解決可以引導(dǎo)學(xué)生盡量用不同的方式進行表征，不僅可以滿足不同學(xué)習(xí)風(fēng)格的學(xué)生的需求，也可以在學(xué)生的長時記憶中形成更多的檢索線索。

例如，針對上題的C項，在明確種群年齡結(jié)構(gòu)類型及種群增長率概念的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)，增長型的種群，其種群增長速率大于0，反過來講，種群增長速率大于0也意味著種群年齡結(jié)構(gòu)為增長型，然后引導(dǎo)學(xué)生將如下種群數(shù)量變化曲線轉(zhuǎn)化為種群增長速率變化曲線及建構(gòu)完整概念圖：

通過文字表征，再通過曲線圖和概念圖進行圖示表征的多種表征形式，逐步讓學(xué)生意識到，種群年齡組成能夠反應(yīng)未來種群的數(shù)量變化情況，深化了知識的概括水平，促使學(xué)生的問題表征水平由文字表征、圖像表征向理論表征發(fā)展，由外部表征向內(nèi)部表征發(fā)展，形成良好的認知結(jié)構(gòu)，提高教學(xué)的有效性。

3.提供變式題促進策略反思

“策略習(xí)得之后，需要讓學(xué)生體驗到策略適當(dāng)應(yīng)用和不適當(dāng)應(yīng)用的條件，使策略學(xué)習(xí)達到反省認知水平，才能使所學(xué)的策略向新情境遷移”，變式題是提供這一方面訓(xùn)練的有效途徑。例如，針對上述選擇題中暴露的問題表征狀況，可以提供以下變式訓(xùn)練：

變式.如圖為某地人口出生率和死亡率的變化曲線。則該種群的年齡組成（ ）

A.由穩(wěn)定型變?yōu)樵鲩L型

B.由衰退型變?yōu)榉€(wěn)定型

C.由增長型變?yōu)榉€(wěn)定型

D.由穩(wěn)定型變?yōu)樗ネ诵?/p>

本題沒有直接出現(xiàn)種群增長速率這一信息，這在學(xué)生進行知識遷移的過程中造成障礙，但能夠促使學(xué)生從條件出發(fā)，發(fā)現(xiàn)起初一段時間種群出生率=死亡率，隨著時間推移，種群出生率上升而死亡率下降，問題是種群的年齡組成將發(fā)生什么變化？從未來種群數(shù)量變化情況與種群年齡組成關(guān)系，使得條件與問題逐漸接近，讓學(xué)生在對比中對自己的認知過程進行反省，不僅有利于策略習(xí)得，同時達到提高學(xué)生元認知水平的目標(biāo)。

參考文獻：

[1]賀迎飛.高中生生物學(xué)問題表征的理論與實踐研究.

[2]姜子云，鄧鑄.問題表征與學(xué)科問題解決的研究現(xiàn)狀及啟示.徐州師范大學(xué)學(xué)報（哲學(xué)社會科學(xué)版），（4）2011.

[3]孫瑞嫻.高中生生物學(xué)問題表征特點的研究.山西師大教育碩士論文?？?（6）2004.