論高中生物“問題提出型”課堂教學(xué)的構(gòu)建

摘 要 “提出問題”是科學(xué)探究的核心要素，是目前的“問題解決型”課堂教學(xué)無法實現(xiàn)的。系統(tǒng)闡述了問題產(chǎn)生的途徑，在此基礎(chǔ)上分析歸納了影響學(xué)生“提出問題”的因素，進而有針對性地提出了構(gòu)建“問題提出型”課堂教學(xué)的策略。

關(guān)鍵詞 高中生物 問題提出 教學(xué)策略 生物學(xué)教學(xué)

中圖分類號 G633.391 文獻標(biāo)志碼 B

“問題提出型”課堂教學(xué)是以培養(yǎng)學(xué)生提出問題為主的，不同于傳統(tǒng)的以學(xué)生解決問題為主的“問題解決型”課堂教學(xué)。《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗）》要求培養(yǎng)學(xué)生“通過觀察或從現(xiàn)實生活中提出與生物學(xué)相關(guān)的、可以探究的問題”的能力。但在目前的生物學(xué)課堂教學(xué)中，教師比較注重設(shè)置高質(zhì)量的問題或問題串驅(qū)動學(xué)生開展探究性教學(xué)，而忽視如何引導(dǎo)學(xué)生提出問題。現(xiàn)在的課堂一般是教師問得精彩，學(xué)生討論得熱烈，圓滿地解決了教師提出的問題。其實，教師都明白“提出問題”比“解決問題”更重要，問題的提出是科學(xué)的起點，是知識的生長點，是學(xué)生主動求知的開端。培養(yǎng)學(xué)生“提出問題”的能力能促進學(xué)生知識的生成與建構(gòu)，是培養(yǎng)學(xué)生核心科學(xué)素養(yǎng)重要內(nèi)容?！皢栴}解決型”課堂教學(xué)形成的原因在于教師不了解問題產(chǎn)生的途徑，不清楚學(xué)生“提出問題”的能力構(gòu)成要素，從而影響了教師對課堂教學(xué)策略的選擇，因而難以開展“問題提出型”課堂教學(xué)。

1 問題產(chǎn)生的途徑

1.1 解釋自然現(xiàn)象過程中與已有認知圖式的矛盾

用已有的認知圖式解釋自然現(xiàn)象的過程中產(chǎn)生的矛盾是思維與現(xiàn)實的碰撞，容易產(chǎn)生問題的火花。例如，由于細胞在高滲環(huán)境中失水，在低滲環(huán)境中吸水，因此，人們一直認為水分子通過細胞膜是自由擴散的。但在后來的研究中發(fā)現(xiàn)細胞膜的主要成分是蛋白質(zhì)和磷脂，磷脂構(gòu)成了細胞膜的基本支架，而水分子與脂質(zhì)不溶，理應(yīng)很難通過脂溶性的磷脂雙分子層，這就造成了已有的認知圖式（脂雙層的細胞膜骨架）難以解釋自然現(xiàn)象（水分子易于通過細胞膜）。于是，問題產(chǎn)生了：“水分子究竟是如何通過細胞膜的？”這才有了阿格雷對水通道蛋白的發(fā)現(xiàn)。在用已有認知圖式解釋自然現(xiàn)象的過程中，教師應(yīng)要求學(xué)生有理性分析的思維、實事求是的態(tài)度，敢于質(zhì)疑已有觀點，否則問題會被忽視。

1.2 對自然現(xiàn)象與實驗實踐現(xiàn)象的“尋根問底”

很多科學(xué)發(fā)現(xiàn)都源于對自然現(xiàn)象的“尋根問底”?？茖W(xué)家對生命現(xiàn)象的探索往往會從三個層面上提出問題：① “是什么”，這是對生物學(xué)現(xiàn)象的描述，用來闡明一個生物學(xué)事實或描述一個實驗結(jié)果；② “怎么樣”，這是實驗操作階段，通過人為的改變實驗條件，預(yù)期或證實生物學(xué)現(xiàn)象；③ “為什么”，是生物學(xué)原理的探索階段，是對生命本質(zhì)的思考，科學(xué)家通常通過提出假設(shè)來解釋生物學(xué)現(xiàn)象，然后用實驗論證解釋的正確與否。

例如在“生長素發(fā)現(xiàn)”中，科學(xué)家通過“什么是向光性”“單側(cè)光怎樣引起植物向光彎曲生長”“單側(cè)光為什么會引起植物向光彎曲生長”3個問題闡明了植物的向光性及其原理。然后再進一步通過“生長素是什么”“生長素是怎樣促進植物生長的”“為什么生長素能促進植物生長”探索了生長素的作用機理。由此可以看出，“是什么”“怎么樣”和“為什么”的3個問題在探索生命現(xiàn)象的過程中可以不斷往復(fù)循環(huán)，推動科學(xué)研究不斷逼近生命本質(zhì)。

1.3 從科研文獻資料中獲取

1.3.1 科研文獻資料中陳述的問題

在科研文獻資料中遺留著大量未解決的問題。因此，通過閱讀前人的研究，可以知道很多未知的東西。例如艾弗里研究了格里菲思的肺炎雙球菌活體轉(zhuǎn)化實驗，提出了格里菲思未解決的問題——轉(zhuǎn)化因子是什么。生物學(xué)文獻資料中存在著大量的理論模型與假說，這些往往是問題的來源。

1.3.2 對科研文獻資料的歸納和分析

通過對科研文獻資料進行列表分析、知識框架圖的構(gòu)建等，可以提出一些有價值的科學(xué)問題。如在學(xué)習(xí)了“自由組合定律”后，分析孟德爾的假設(shè)，學(xué)生知道，孟德爾闡述的是控制兩對相對性狀的兩對等位基因互不干擾、獨立分配時的遺傳現(xiàn)象，即意味著這兩對等位基因分別位于兩對同源染色體上，且兩對等位基因之間不存在相互作用。據(jù)此，教師可以引導(dǎo)學(xué)生列表分析兩對等位基因之間存在各種關(guān)系時的遺傳情況，從而提出有價值的問題（表1）。

1.3.3 對科研文獻資料的質(zhì)疑

科學(xué)問題來自于懷疑精神。對已有的生物學(xué)知識和觀點的質(zhì)疑推動著科學(xué)不斷地在糾錯中成長完善。如在對“遺傳物質(zhì)是什么”的探索過程中，在20世紀(jì)20年代，基于人們對蛋白質(zhì)的認識水平，人們認為：蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)。到了30年代，開始有少數(shù)科學(xué)家對此表示懷疑，認為DNA是遺傳物質(zhì)。于是，科學(xué)家開始尋找DNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù)。

1.4 來自于人際間的知識交流

科學(xué)問題可以在人際間的知識交流中產(chǎn)生。通過交流，會不斷地受到啟發(fā)，從而提出自己獨特的見解。例如科學(xué)家在研究了常染色體上的基因的遺傳方式后，同樣可以受到啟發(fā)產(chǎn)生問題：“如果這對等位基因在性染色體上，會出現(xiàn)什么樣的遺傳現(xiàn)象？”

1.5 來自于社會、生活的需求

科學(xué)的發(fā)現(xiàn)與研究離不開社會的需要，知識是在解決現(xiàn)實生活、生產(chǎn)中的實際問題過程中產(chǎn)生與生長的。例如屠呦呦對瘧疾的研究；對酶的研究最初也起源于19世紀(jì)50年代法國葡萄酒變酸的問題。

2 影響學(xué)生“提出問題”的因素

2.1 學(xué)生的動力因素

興趣和求知欲是學(xué)習(xí)的心理動機，支配著學(xué)生不斷提出問題、探索新知、探索真理。高中生對生物學(xué)習(xí)的興趣發(fā)展大致有四個層面：

① 直覺興趣，他們對呈現(xiàn)出來的生命現(xiàn)象或生物學(xué)實驗現(xiàn)象（包括演示實驗、模擬實驗）充滿好奇；

② 操作興趣，他們會對觀察到的生命現(xiàn)象動手操作，用以驗證或探究，大部分學(xué)生一上實驗課就情緒高漲；

③ 因果認識的興趣，他們不僅僅滿足于實驗操作，而傾向于對生命現(xiàn)象原因或機理的探索，渴望理解生命本質(zhì)；

④ 概括認識的興趣，受個別生命現(xiàn)象的因果聯(lián)系的啟發(fā)，去探索其他的生命現(xiàn)象，總結(jié)歸納包容性更大的一般性規(guī)律。

因此，在生物學(xué)教學(xué)中，教師要遵循學(xué)生興趣發(fā)展的層次來設(shè)計教學(xué)。首先，教師要從從學(xué)生的直接興趣入手，從認識生命現(xiàn)象本身的興趣開始，創(chuàng)設(shè)真實的生物學(xué)情境，激發(fā)學(xué)生的好奇心；然后，讓學(xué)生動手操作來體驗生物學(xué)現(xiàn)象的形成過程，即調(diào)動學(xué)生的操作興趣，誘導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生探究生命現(xiàn)象形成原因的欲望，也就是因果認識的興趣；最終，使學(xué)生在好奇心和求知欲的驅(qū)使下，能夠積極主動地提出問題并探求問題的解決。

2.2 學(xué)生“提出問題”的能力結(jié)構(gòu)

學(xué)生“提出問題”的能力結(jié)構(gòu)主要包括學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)、認知技能與思維策略三方面。學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)是“提出問題”的前提。這里的知識結(jié)構(gòu)包括學(xué)生已掌握的生物學(xué)知識（包括生物學(xué)概念、原理、生物學(xué)實驗知識、生產(chǎn)生活實踐知識等）與其他的學(xué)科知識。問題來源于學(xué)生已有的知識結(jié)構(gòu)與生命現(xiàn)象之間的矛盾，驅(qū)動著學(xué)生由已知知識向未知知識的探究。豐富的知識能引發(fā)學(xué)生從不同的角度去分析生命現(xiàn)象，有利于問題的提出。例如“水通道蛋白”的發(fā)現(xiàn)中，如果學(xué)生利用化學(xué)學(xué)科相關(guān)的知識，分析水分子進出細胞膜的生命現(xiàn)象，就能提出“水分子是如何通過細胞膜”的問題。

認知技能包括觀察技能、實驗操作技能。生命科學(xué)是實驗科學(xué)，生命本質(zhì)的探索離不開實驗與觀察。因此，在生命科學(xué)領(lǐng)域中，實驗觀察是提出問題的最重要、最基本的一種途徑。觀察和實驗技能是最基本的認知技能。

思維策略是對信息進行加工的思維方法，可促使學(xué)生通過觀察、分析具體的生物學(xué)情境，檢索并提取已有的知識結(jié)構(gòu)，選擇一定的思維方法去思考問題。例如，學(xué)生在學(xué)完以DNA作為遺傳物質(zhì)的生物體內(nèi)的遺傳信息的傳遞后，通過列表分析，選擇類比的思維，提出“在以RNA作為遺傳物質(zhì)的生物體內(nèi)遺傳信息是如何傳遞”的問題（表2）。

2.3 學(xué)生的情感、態(tài)度與價值觀

科學(xué)源于生產(chǎn)、生活實踐，又應(yīng)用于生產(chǎn)、生活實踐。這要求學(xué)生關(guān)注生活、關(guān)注社會、關(guān)愛他人。只有這樣，學(xué)生才具有使命感、社會責(zé)任感，才會關(guān)注社會生活中的生活學(xué)問題。只有具有強烈的使命感和社會責(zé)任感，學(xué)生才會實事求是，勇于質(zhì)疑。通過關(guān)注困撓人類的瘧疾，才有了青蒿素的發(fā)現(xiàn)與提取；關(guān)注“惡苗病”，才有了赤霉素的發(fā)現(xiàn)。

學(xué)生“提出問題”的能力是能通過學(xué)習(xí)活動中培養(yǎng)起來的。因此，教師的課堂組織策略、教學(xué)設(shè)計、教學(xué)策略的選擇，及對學(xué)生所提問題的評價等都會影響學(xué)生“提出問題”的能力的發(fā)展。具體關(guān)系總結(jié)如圖1所示。

3 構(gòu)建“問題提出型”課堂教學(xué)的策略

3.1 創(chuàng)設(shè)和諧教學(xué)氛圍，精心保護學(xué)生的好奇心

美國心理學(xué)家羅克斯認為：“成功的教學(xué)依賴于一種真誠的尊重和信任的師生關(guān)系，依賴于一種和諧安全的課堂氣氛。”因此，在課堂教學(xué)的組織策略上，教師必須要創(chuàng)設(shè)和諧民主的教學(xué)氛圍，使學(xué)生敢于展現(xiàn)自我。在這種氛圍下，學(xué)生的好奇心才會被點燃。例如將雙縮脲試劑放入蛋白質(zhì)溶液中呈現(xiàn)紫色，學(xué)生會好奇：為什么會呈現(xiàn)紫色？

3.2 強調(diào)問題意識，激發(fā)學(xué)生的提問動機

通過對科學(xué)家“提出問題”的歷史事件進行教學(xué)編輯，讓學(xué)生了解科學(xué)發(fā)現(xiàn)始于問題，問題的提出促成了知識的生成與建構(gòu)，從而使學(xué)生樹立問題意識，明確提出問題的重要性。例如，科學(xué)家在利用噬菌體作為實驗材料證明了DNA是遺傳物質(zhì)后，美國學(xué)者庫蘭特對RNA病毒的遺傳物質(zhì)產(chǎn)生了疑問，最終利用煙草花葉病毒的重建實驗證明了在RNA病毒中，RNA是遺傳物質(zhì)的論點。又如科學(xué)家在揭示酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)后，切赫和奧特曼產(chǎn)生了疑問：“是不是所有的酶都是蛋白質(zhì)？”最終通過實驗完善了對酶的化學(xué)本質(zhì)的定義。

3.3 關(guān)注知識結(jié)構(gòu)的開放性，促使學(xué)生問題的生成

“提出問題”的能力與知識結(jié)構(gòu)的合理建構(gòu)有關(guān)。教師習(xí)慣于向?qū)W生展示封閉式的知識結(jié)構(gòu)體系，這不利于學(xué)生問題的生成。在生物學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生將知識系統(tǒng)化和概括化，特別應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)起有序而開放的知識結(jié)構(gòu)，促使學(xué)生提出問題。例如在學(xué)習(xí)了“生物體中的遺傳信息流，克里克歸納出了中心法則，并對其進行了補充”這些內(nèi)容后，教師可以讓學(xué)生進一步完善知識結(jié)構(gòu)，如在中心法則的基礎(chǔ)上，補充DNA、RNA、蛋白質(zhì)等的功能，并借鑒克里克對中心法則的補充引導(dǎo)學(xué)生提出下列問題：① DNA和RNA均能復(fù)制，蛋白質(zhì)在某些情況下能不能復(fù)制？② 蛋白質(zhì)能調(diào)控DNA的復(fù)制、RNA的轉(zhuǎn)錄和翻譯，那么RNA能否調(diào)控DNA的復(fù)制、RNA的轉(zhuǎn)錄與翻譯？③ 有些蛋白質(zhì)和RNA能作為催化劑，有些DNA是否也能起催化作用？這樣從而建立起開放型的中心法則的知識結(jié)構(gòu)（圖2）。

3.4 注重思維方法的教學(xué)，使學(xué)生善于“提出問題”

有了良好的學(xué)習(xí)氛圍、強烈的提問動機與有序開放的知識結(jié)構(gòu)后，學(xué)生可能仍然提不出問題，仍然無法從已知走向未知，究其原因是沒有掌握“提出問題”的思維方法。因此，在生物學(xué)教學(xué)中滲透“提出問題”的思維方法是極其重要的。“提出問題”的思維方法有很多：逆向思維法、類比聯(lián)想法、追因索果法、條件改變法、比較歸納法等等。下面就在“提出問題”過程中最普遍的重要思維方法作簡單介紹。

3.4.1 逆向思維法

從生物學(xué)問題的相反方面進行思考與探索，從而提出問題的一種質(zhì)疑方法。例如孟德爾研究“分離定律”，研究的是“顆粒遺傳”，提出了體細胞中存在的兩個等位基因是各自獨立、互不混雜的。學(xué)完“分離定律”后，教師可以讓學(xué)生解釋自然界中的生命現(xiàn)象：紅花與白花雜交，其后代開出粉紅色的花。從而誘導(dǎo)學(xué)生從分離定律的對立面思考，進而提出問題：如果這對等位基因是相互作用的，可不可以解釋這種遺傳現(xiàn)象？

3.4.2 類比聯(lián)想法

通過類比聯(lián)想也是生物科學(xué)研究中常用的“提出問題”的思維方法。它是根據(jù)兩種事物在某些特征上的相似性，作出相似的假設(shè)。例如受“植物是由細胞構(gòu)成”的啟發(fā)提出“動物是不是也由細胞構(gòu)成”的問題；根據(jù)噬菌體（DNA病毒）的遺傳物質(zhì)是DNA，提出“煙草花葉病毒（RNA病毒）的遺傳物質(zhì)是不是RNA”的問題。

3.4.3 追因索果法

教師利用學(xué)生的好奇心與求知欲，引導(dǎo)學(xué)生對生命現(xiàn)象進行“是什么”“怎么樣”和“為什么”的提問，從而不斷促進學(xué)生對生命本質(zhì)的思考，使學(xué)生不斷生成和建構(gòu)認知結(jié)構(gòu)。例如光合作用的發(fā)現(xiàn)過程中，科學(xué)家是緊緊圍繞著以下問題展開研究的：植物生長發(fā)育所需要的物質(zhì)是什么，從哪里來？如果沒有光，植物的生長將會怎么樣？為什么植物的生長需要光照？……

3.5 合理評價，激勵學(xué)生提出可以探究的科學(xué)問題

教師需要“善待”學(xué)生提出的問題，應(yīng)該對學(xué)生敢于提出問題及時給以肯定，強化他們的提問動機。評價問題的三個標(biāo)準(zhǔn)：① 問題提出的知識結(jié)構(gòu)的綜合性（單一知識、單一學(xué)科知識？多學(xué)科知識？）；② 問題的深刻性（屬于感知水平？操作水平？指向生命機理？知識或技能應(yīng)用水平？）；③ 問題表述的明確性與具體性。當(dāng)然，學(xué)生提出問題時采用的思維方法也可以用于評價問題的價值。再讓學(xué)生對照評價標(biāo)準(zhǔn)進行自評、他評等，使學(xué)生學(xué)會提出“可以探究的科學(xué)問題”！

4 總結(jié)

由于教育的綜合性，教師在選擇某一材料展開教學(xué)時，可以從不同的側(cè)面來培養(yǎng)學(xué)生“提出問題”的能力。例如教師在利用科學(xué)發(fā)現(xiàn)史進行教學(xué)時，既可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機，又可以進行知識結(jié)構(gòu)、認知技能、思維方法等“提出問題”的能力結(jié)構(gòu)的培養(yǎng)，還能對學(xué)生進行情感、態(tài)度與價值觀的養(yǎng)成教育。

培養(yǎng)學(xué)生“提出問題”的能力，提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，使生物學(xué)教學(xué)由“問題解決型”走向“問題提出型”是當(dāng)今教育的需求！

參考文獻：

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[2] 夏凌翔，鄭涌.高中生學(xué)科興趣的變化歷程及原因的初步研究[J].四川心理科學(xué)，1999（02）：9-11.