基于生物學(xué)科核心素養(yǎng)的“問題串”構(gòu)建

摘 要：通過對(duì)高中生物課堂中典型“問題串”設(shè)計(jì)實(shí)例的分析，體現(xiàn)“問題串”設(shè)計(jì)的生活化、精細(xì)化、梯度化和開放化的特點(diǎn)，彰顯其在培養(yǎng)生物學(xué)科核心素養(yǎng)中的功能。

關(guān)鍵詞：學(xué)科核心素養(yǎng);問題串;設(shè)計(jì)

所謂“問題串”，是指在一定的學(xué)習(xí)范圍或主題內(nèi)，圍繞某一中心問題，按照一定邏輯結(jié)構(gòu)精心設(shè)計(jì)的一組彼此關(guān)聯(lián)的多個(gè)問題（一般在3個(gè)以上）。好的“問題串”設(shè)計(jì)，應(yīng)該能夠運(yùn)用科學(xué)的思維方法去解決實(shí)際問題;好的“問題串”設(shè)計(jì)，應(yīng)該能夠誘導(dǎo)學(xué)生積極地進(jìn)行科學(xué)探究;好的“問題串”設(shè)計(jì)，應(yīng)該能夠幫助學(xué)生形成生命意識(shí)和生命觀念;好的“問題串”設(shè)計(jì)，應(yīng)該能夠讓學(xué)生做出理性的解釋和判斷，努力擔(dān)當(dāng)社會(huì)責(zé)任。筆者在調(diào)研高中生物課堂的過程中，發(fā)現(xiàn)了大量精彩的“問題串”設(shè)計(jì)，現(xiàn)歸納如下，與同行分享。

一、順應(yīng)科學(xué)思維的“問題串”梯度化構(gòu)建

科學(xué)思維是指尊重事實(shí)和證據(jù)，崇尚嚴(yán)謹(jǐn)和務(wù)實(shí)的求知態(tài)度，運(yùn)用科學(xué)的思維方法認(rèn)識(shí)事物、解決實(shí)際問題的思維習(xí)慣能力?！皢栴}串”的設(shè)計(jì)應(yīng)該依據(jù)學(xué)生的思維品質(zhì)，將問題由淺入深，層層遞進(jìn)，便于學(xué)生對(duì)其分析與綜合、比較與歸納、抽象與概括，進(jìn)而具體化和系統(tǒng)化。

【案例1】：在教學(xué)《基因的分離定律》（蘇教版必修二）這節(jié)課時(shí)，有的老師設(shè)計(jì)了以下“問題串”：

問題1：孟德爾研究的生物是什么？為什么孟德爾利用該實(shí)驗(yàn)材料能夠獲得成功？

生：實(shí)驗(yàn)生物是豌豆，因?yàn)橥愣故菄?yán)格自花授粉植物，自然情況下一般都是純種;另外，豌豆相對(duì)性狀有明顯差異，容易被觀察。

問題2：既然豌豆是自花授粉植物，孟德爾又是如何做的雜交實(shí)驗(yàn)？

生：孟德爾在豌豆花蕾期的母本去雄蕊，然后套袋，最后在成熟的雌蕊上，撒上父本的花粉，套上紙袋。

問題3：簡(jiǎn)要描述孟德爾雜交和自交實(shí)驗(yàn)的基本過程和基本結(jié)果？

生：孟德爾讓紫花豌豆和白花豌豆雜交，紫花豌豆無論作母本還是作父本，雜交后代均為紫花豌豆;后代的紫花豌豆自花授粉（自交）產(chǎn)生的后代有紫花和白花，紫花和白花的比約為3∶1。

問題4：請(qǐng)同學(xué)們嘗試著用遺傳學(xué)符號(hào)解釋第一代為什么都是紫花，如果你是孟德爾，如何作出一些假設(shè)？

生：紫花和白花親本因?yàn)樗鼈円灿须p親，所以它們的遺傳因子是成對(duì)存在的，紫花親本含有顯性遺傳因子AA，白花親本含有隱性遺傳因子aa。親本通過減數(shù)分裂將含有一半遺傳因子A和a，通過精子和卵子傳給第一代，第一代遺傳因子為Aa，因?yàn)樗酗@性遺傳因子A，所以是紫花。

問題5：請(qǐng)同學(xué)們嘗試著用遺傳學(xué)符號(hào)解釋第二代為什么有紫花和白花，且紫花和白花比值約為3∶1。如果你是孟德爾，如何作出一些假設(shè)？

生：雜種第一代Aa自花授粉時(shí)，減數(shù)分裂會(huì)產(chǎn)生精子和卵子都為A和a，A∶a=1∶1。在自花授粉時(shí)精卵隨機(jī)受精，所以第二代會(huì)有AA∶Aa∶aa=1∶2∶1，所以紫花和白花的數(shù)量比約為3∶1。

基因的分離定律在高中生物中既是重點(diǎn)又是難點(diǎn)，對(duì)于此類大問題的梯度化處理，能夠讓學(xué)生由表及里地解決此類問題。這樣既活躍了學(xué)生的思維廣度，又加深了學(xué)生思維的深度和靈活度。創(chuàng)設(shè)有梯度的“問題串”既是突破“重難點(diǎn)”的有效措施，又是訓(xùn)練學(xué)生思維、將學(xué)生引向深度學(xué)習(xí)的有效途徑。

二、易于科學(xué)探究的“問題串”生活化構(gòu)建

科學(xué)探究是指能夠發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界中的生物學(xué)問題，針對(duì)特定的生物學(xué)現(xiàn)象，進(jìn)行觀察、提問、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、方案實(shí)施以及對(duì)結(jié)果的交流和討論能力?！皢栴}串”的設(shè)計(jì)首先能夠誘導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生對(duì)生命現(xiàn)象的好奇心和求知欲，激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究的動(dòng)力。

【案例2】：在教學(xué)《染色體變異在育種上的應(yīng)用》（蘇教版必修二）這節(jié)課時(shí)，老師引入的“問題串”如下：

問題1：同學(xué)們，在PPT中老師給大家展示了一塊地的西瓜，如果老師不告訴大家它們是無籽西瓜，相信沒有幾個(gè)同學(xué)能看出來。哪位同學(xué)能告訴老師怎么辨別它們？

生1：老師，我知道，我的辦法就是切開吃，觀察一下它是否有籽，另外，它吃起來比普通西瓜更甜（其他同學(xué)哄堂大笑）。

問題2：嗯，這位同學(xué)是個(gè)不錯(cuò)的“吃貨”！沒錯(cuò)，無籽西瓜比普通西瓜含糖量高，吃起來更甜。哪位同學(xué)不吃就能辨別它是不是無籽西瓜呢？

生2：無籽西瓜比普通西瓜植株莖稈粗壯，葉片、果實(shí)和種子較大。（生自發(fā)鼓掌）

問題3：這位同學(xué)肯定課前做了預(yù)習(xí)，但回答中犯了一個(gè)嚴(yán)重的錯(cuò)誤，有同學(xué)聽出來了嗎？

生3：無籽西瓜哪來的種子??！

問題4：對(duì)的，無籽西瓜肯定沒有種子的，它沒有種子又是通過什么技術(shù)手段培育出來的呢？請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本積極思維模塊，探究三倍體西瓜為什么沒有種子。

在現(xiàn)實(shí)生活中，學(xué)生會(huì)觀察到許多諸如無籽西瓜一樣的生命現(xiàn)象。如果教師能基于學(xué)生真實(shí)的生活情景來設(shè)計(jì)“問題串”，學(xué)生的好奇心和求知欲就會(huì)很容易被激發(fā)出來，那么對(duì)于造成這些生命現(xiàn)象背后的原因，學(xué)生必定會(huì)積極努力地去探究。

三、適合生命觀念的“問題串”精細(xì)化構(gòu)建

生命觀念是指對(duì)觀察到的生命現(xiàn)象以及相互關(guān)系或特性進(jìn)行解釋后的抽象，是經(jīng)過實(shí)證后的觀點(diǎn)，是能夠理解和解釋生物學(xué)相關(guān)事件和現(xiàn)象的意識(shí)、觀點(diǎn)和思想方法。生命觀念的形成必須依賴于生物學(xué)概念的建立，無論是大概念，還是次位概念，都需要將“問題串”設(shè)計(jì)精細(xì)，以利于這些概念的慢慢生成。

【案例3】：在學(xué)習(xí)《光合作用的過程》（蘇教版必修一）這節(jié)課時(shí)，有老師設(shè)計(jì)了如下的“問題串”：

問題1：光合作用分為哪兩個(gè)階段？你判斷的依據(jù)是什么？

生：根據(jù)需不需要光分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)。

問題2：請(qǐng)以方程式的形式寫出光反應(yīng)和暗反應(yīng)的物質(zhì)變化和能量變化。

生：光反應(yīng)：物質(zhì)變化：（1）水的光解2H2O→4[H]+O2

（2）ATP的形成 ADP+Pi+能量→ATP

能量變化：光能→活躍的化學(xué)能

暗反應(yīng)：物質(zhì)變化：（1）CO2的固定 CO2+C5→2C3

（2）C3還原 2C3+[H]+ATP→葡萄糖+C5+ADP+Pi+H2O

能量變化：活躍的化學(xué)能→穩(wěn)定的化學(xué)能

問題3：光反應(yīng)和暗反應(yīng)發(fā)生的場(chǎng)所分別在哪里？為什么？

生：葉綠體類囊體薄膜和葉綠體基質(zhì)。因?yàn)樵谌~綠體類囊體膜上有光合色素能吸收光能，也有一些參與光反應(yīng)的酶;在葉綠體基質(zhì)中含有和暗反應(yīng)相關(guān)的酶。

問題4：比較光反應(yīng)和暗反應(yīng)的過程，回答光反應(yīng)和暗反應(yīng)之間是什么關(guān)系？

生：光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供了[H]和ATP。

生命觀念主要包括：系統(tǒng)觀、生態(tài)觀、進(jìn)化觀，覆蓋幾乎所有的主要概念。光合作用既是生物學(xué)科中最為重要的大概念之一，也是最為精巧的代謝活動(dòng)之一。對(duì)于這么精巧的過程，這個(gè)問題串設(shè)計(jì)得比較精細(xì)，問題2旨在讓學(xué)生明白物質(zhì)和能量觀，問題3讓學(xué)生感悟形成結(jié)構(gòu)與功能觀，問題4旨在養(yǎng)成系統(tǒng)觀。

四、指向社會(huì)責(zé)任的“問題串”開放化構(gòu)建

社會(huì)責(zé)任是指基于生物的認(rèn)識(shí)，參與個(gè)人和社會(huì)事物的討論，做出理性解釋和判斷，解決生產(chǎn)生活問題的擔(dān)當(dāng)和能力。社會(huì)責(zé)任應(yīng)該是生物核心素養(yǎng)的最高層次，課堂中的終極目標(biāo)也在于此。

【案例4】：在學(xué)習(xí)《轉(zhuǎn)基因生物安全性問題》（蘇教版選修三）時(shí)，有老師設(shè)計(jì)了3個(gè)問題：

問題1：請(qǐng)同學(xué)們列舉和展示生活中你遇到的轉(zhuǎn)基因的生物、食品。

問題2：組內(nèi)根據(jù)大家列舉的這些轉(zhuǎn)基因相關(guān)的生物，討論轉(zhuǎn)基因生物是否安全？認(rèn)為安全的同學(xué)為正方組，認(rèn)為不安全的為反方組，各自闡述自己的理由。

問題3：寫一篇能解決轉(zhuǎn)基因生物安全性的科學(xué)小論文。

第一個(gè)問題通過學(xué)生收集生活中的生物現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生產(chǎn)生活問題;第二個(gè)問題旨在培養(yǎng)學(xué)生的口頭表達(dá)能力，讓學(xué)生通過辯論來思考問題，對(duì)這些問題做出理性的判斷和分析;第三個(gè)問題讓學(xué)生通過反思，歸納總結(jié)，創(chuàng)新地設(shè)計(jì)出解決問題的方法。三個(gè)開放化問題的設(shè)計(jì)使學(xué)生經(jīng)歷了一個(gè)內(nèi)悟、內(nèi)省的過程，既加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，又幫助學(xué)生逐步養(yǎng)成獨(dú)立發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的思維習(xí)慣。采用“舊題新問、不拘泥于教材、條件不確定、答案不唯一”等原則設(shè)計(jì)出開放性的“問題串”，在啟迪學(xué)生創(chuàng)新思維方面有很大的作用。這不僅可以激發(fā)學(xué)生的問題意識(shí)，拓展學(xué)生思維的深度和廣度，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，而且可以把一節(jié)課再次推向高潮，對(duì)教學(xué)的有效性起到畫龍點(diǎn)睛的作用，為學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

“教育就是喚醒”，讓學(xué)生形成“保護(hù)自己獨(dú)立思考權(quán)利”的意識(shí)。如果我們?cè)诮虒W(xué)過程中多思考、多發(fā)現(xiàn)、多創(chuàng)造，一定會(huì)構(gòu)建出比以上案例更適合的“問題串”來喚醒學(xué)生，我們的教學(xué)便會(huì)朝著夸美紐斯曾經(jīng)向往的境界更進(jìn)一步——“使教師因此而少教，但是學(xué)生可以多學(xué);學(xué)校因此可以少些喧囂、厭惡和無益的勞苦，而獨(dú)具閑暇、快樂及堅(jiān)實(shí)的進(jìn)步”。

參考文獻(xiàn)：

[1]汪忠.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書：生物：必修1分子與細(xì)胞[M].南京：江蘇鳳凰教育出版社，2016：75-76.

[2]汪忠.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書：生物：必修2分子與細(xì)胞[M].南京：江蘇鳳凰教育出版社，2016：27-29.

[3]汪忠.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書：生物：選修3現(xiàn)代生物科技專題[M].南京：江蘇鳳凰教育出版社，2016：28-30.

作者簡(jiǎn)介：仇敬運(yùn)（1973—），男，江蘇豐縣人，漢族，研究生，中學(xué)一級(jí)教師，研究方向：生物學(xué)教育。