用問題引領(lǐng)科學(xué)思維訓(xùn)練的嘗試*

李永加

（吉林省蛟河市第一中學(xué)校 吉林蛟河 132500）

科學(xué)思維是生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的要素之一，是形成生命觀念的重要途徑。生物學(xué)中的許多重要概念和規(guī)律都是科學(xué)思維的產(chǎn)物,而科學(xué)思維的形成，需要在問題的不斷提出和解決中完成，因此，課堂教學(xué)中進(jìn)行適時(shí)、適量、適度的問題串設(shè)計(jì)，可有效培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維。問題串是呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的邏輯順序和學(xué)生認(rèn)知能力的發(fā)展順序的“問題連續(xù)體”［1］，所設(shè)計(jì)的問題是環(huán)環(huán)相扣的，前一問題是后一問題的前提和基礎(chǔ)，后一問題是前一問題的延續(xù)、補(bǔ)充和拓展。教師通過連環(huán)式提問,能使學(xué)生的科學(xué)思維能力和品質(zhì)不斷提升和發(fā)展。

1 問題串的呈現(xiàn)方式、方法及案例

1.1 激發(fā)興趣的問題串 利用學(xué)生的強(qiáng)烈求知欲，以其熟悉的生物學(xué)事實(shí)或現(xiàn)象進(jìn)行連環(huán)提問，當(dāng)興趣被充分地激發(fā)后,學(xué)生帶著愉悅的情緒進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，能主動(dòng)接受和處理有關(guān)信息，探求新知。例如，在“免疫學(xué)的應(yīng)用——疫苗”的教學(xué)中，為激發(fā)興趣可設(shè)計(jì)如下問題：①只有被狂犬咬傷，才可能患狂犬病嗎？②若預(yù)防被狂犬咬傷，應(yīng)注射什么藥物？③若已確定被狂犬咬傷，如何處理？④狂犬疫苗中，發(fā)揮免疫學(xué)作用的是什么？再如，有關(guān)“神經(jīng)調(diào)節(jié)——反射”的教學(xué)內(nèi)容中，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣可設(shè)計(jì)如下問題：①高位截癱的人是否有膝跳反射、排尿反射等反射活動(dòng)？②嬰幼兒為什么會(huì)尿床，為什么長大后知道去廁所排尿？③排尿反射是條件反射還是非條件反射？④吹口哨使嬰兒排尿，是條件反射還是非條件反射？④總結(jié)：條件反射與非條件反射（在刺激信號的形式上、參與的神經(jīng)中樞等方面）主要區(qū)別有哪些？結(jié)合學(xué)生熟悉的生物學(xué)事實(shí)或現(xiàn)象進(jìn)行連環(huán)提問,可充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)、討論、探索的積極性，提升科學(xué)思維。

1.2 引導(dǎo)探究的問題串 教材和教學(xué)設(shè)計(jì)給予探究活動(dòng)的支撐過多,學(xué)生在有限的知識學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，沒有更多的機(jī)會(huì)思考討論，沒有機(jī)會(huì)親歷實(shí)驗(yàn)觀察和發(fā)現(xiàn)新問題的過程,沒有機(jī)會(huì)探尋真正未知的問題,所以很難達(dá)到理性思維和學(xué)科方法訓(xùn)練的目的［2］。鑒于此，為確保探究的興趣和探究內(nèi)驅(qū)力,教師可設(shè)計(jì)具有一定深度和遞進(jìn)性的問題，由表及里、層層深入地啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、交流和解決問題,讓學(xué)生的思維過程在探究活動(dòng)中得以充分展示，培養(yǎng)學(xué)生分析、綜合、評價(jià)和創(chuàng)新的高階思維能力。鼓勵(lì)學(xué)生提出與教材不同的新思路、新設(shè)計(jì)、新方法，引發(fā)學(xué)生提出新問題，保持學(xué)生的創(chuàng)新熱情［3］，讓學(xué)生頭腦中的知識脈絡(luò)在問題解決中逐漸清晰。例如在學(xué)習(xí)“探索生長素類似物促進(jìn)插條生根的最適濃度”實(shí)驗(yàn)時(shí)，可設(shè)計(jì)一系列引導(dǎo)探究的問題：①本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理是什么？②選材時(shí)應(yīng)注意什么？③實(shí)驗(yàn)的自變量、因變量是什么，主要的無關(guān)變量有哪些？④該實(shí)驗(yàn)為什么要進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)，預(yù)實(shí)驗(yàn)?zāi)軠p少誤差嗎？⑤該實(shí)驗(yàn)的對照組如何設(shè)置,預(yù)實(shí)驗(yàn)和正式實(shí)驗(yàn)都需要設(shè)置對照組嗎？⑥用生長素類似物處理插條的方法有哪些，有何區(qū)別？⑦該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果能否體現(xiàn)生長素類似物的作用特性？⑧所研究的生長素類似物促進(jìn)植物生根的最適濃度,會(huì)因?yàn)榧竟?jié)的變化和枝條的老幼而有差異嗎？⑨該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的過程中遵循了哪些原則？讓學(xué)生從科學(xué)發(fā)現(xiàn)與探索的角度進(jìn)行研究,能充分調(diào)動(dòng)其參與學(xué)習(xí)的積極性，使之能觸類旁通、舉一反三，從而更好地提升問題求解、決策、批判性思維、創(chuàng)造性思維等高階思維能力。

1.3 突破難點(diǎn)的問題串 問題的設(shè)計(jì)圍繞重難點(diǎn)展開，教師要抓住教學(xué)的重難點(diǎn)層層設(shè)問，逐層發(fā)問，化難為易，使學(xué)生理解教材的深層內(nèi)涵，厘清知識發(fā)生的本原，把握教材中最主要、最本質(zhì)的內(nèi)容，從而達(dá)到激發(fā)學(xué)生探究熱情、提高學(xué)生邏輯思維能力的目的。只有這樣，才能幫助學(xué)生突破難點(diǎn),直達(dá)知識內(nèi)容的本質(zhì)。例如，“染色體數(shù)目變異”是教學(xué)中的難點(diǎn)，其中“三倍體無子西瓜的培育過程”是難中之難，突破該難點(diǎn)可設(shè)計(jì)如下問題串：①為什么以一定濃度的秋水仙素溶液滴在二倍體西瓜幼苗的芽尖？②秋水仙素的作用是什么？③獲得的四倍體西瓜為何要與二倍體雜交？④為什么要用二倍體西瓜的花粉刺激三倍體？⑤三倍體西瓜為什么沒有種子？⑥三倍體西瓜是否可能有種子（繪制細(xì)胞分裂圖像加以說明）？⑦每年制種非常麻煩，是否有別的替代方法？⑧三倍體無子西瓜培育的遺傳學(xué)原理是什么？⑨培育過程中，最初為什么用四倍體作母本,四倍體作父本能否培育成功（可作為課后作業(yè)，查閱相關(guān)資料，嘗試進(jìn)行解釋）？這樣的問題能使學(xué)生沿著臺階步步深入，達(dá)到對知識深入、深刻的理解。問題設(shè)計(jì)緊扣教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn),重視學(xué)生對知識點(diǎn)的理解與運(yùn)用。當(dāng)學(xué)生思維受阻時(shí)，連環(huán)提問能給學(xué)生思維引導(dǎo)，帶來恍然大悟的感覺。如此可有效剖析重點(diǎn)和突破難點(diǎn)。

1.4 鞏固復(fù)習(xí)的問題串 復(fù)習(xí)教學(xué)注重的是綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決具體問題,并在問題解決過程中提升學(xué)生思維能力和理解水平。要使復(fù)習(xí)課高效且精彩,問題的設(shè)置很重要。教師要深入研究，把握教材核心，在復(fù)習(xí)內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)、易錯(cuò)及易混處或延伸處設(shè)置連環(huán)問題,再現(xiàn)知識的形成過程，引導(dǎo)學(xué)生思考、分析與探索。在復(fù)習(xí)課中要將開發(fā)學(xué)生的智力、培養(yǎng)學(xué)生的思維能力作為主要任務(wù)，可適當(dāng)運(yùn)用連環(huán)式提問。例如，在進(jìn)行“隔離與物種的形成”的復(fù)習(xí)教學(xué)時(shí)，可設(shè)計(jì)：①什么是物種？②馬和驢是否為同一物種？③馬和驢交配產(chǎn)生的后代騾子是否為新物種？④一定自然區(qū)域的所有騾子是不是種群？⑤物種形成的必要條件是什么？⑥什么是隔離？⑦地理隔離和生殖隔離的區(qū)別？⑧新物種形成的標(biāo)志是什么？通過環(huán)環(huán)相扣的問題厘清“隔離”“物種”等概念及其聯(lián)系，建立并強(qiáng)化生命觀念，進(jìn)而提高復(fù)習(xí)教學(xué)的效率。

2 關(guān)于“用問題引領(lǐng)科學(xué)思維訓(xùn)練”的幾點(diǎn)教學(xué)建議

2.1 基于學(xué)情分析，對問題串的設(shè)計(jì)須準(zhǔn)確定位 學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者積極構(gòu)建知識和經(jīng)驗(yàn)的過程，即通過新經(jīng)驗(yàn)與原有知識和經(jīng)驗(yàn)的反復(fù)雙向互動(dòng)以充實(shí)、豐富和轉(zhuǎn)化其知識和經(jīng)驗(yàn)，從而提高能力。因此,教師設(shè)計(jì)問題串應(yīng)在充分分析學(xué)情的基礎(chǔ)上準(zhǔn)確定位,即問題的設(shè)計(jì)既要保證問題具有思維價(jià)值，又要控制好難度。只有在學(xué)生現(xiàn)有知識、經(jīng)驗(yàn)和能力的基礎(chǔ)上,貼近學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容設(shè)計(jì)問題,才能有效促進(jìn)新知識的吸收,提高教學(xué)效率。太難的問題會(huì)讓學(xué)生感到無助，會(huì)失去探索的熱情，太容易的問題會(huì)讓學(xué)生感到無聊，會(huì)失去探索的興趣。因此，教師備課時(shí)應(yīng)根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容，并結(jié)合實(shí)際學(xué)情設(shè)計(jì)問題串，這有利于引導(dǎo)學(xué)生的思維，提高學(xué)生的思維能力。

2.2 注重邏輯關(guān)聯(lián)，設(shè)計(jì)的問題要具有層次和梯度 生物學(xué)課程中的科學(xué)思維，要以生物學(xué)事實(shí)、概念為基礎(chǔ)，生物學(xué)概念是思維的細(xì)胞。在思維過程中，抽象與概括、歸納與演繹、分析與綜合，又彼此關(guān)聯(lián)［4］。因此，學(xué)生對問題的理解是基于多種思維方式的漸進(jìn)過程。教師在了解學(xué)生的知識水平和思維能力的前提下而運(yùn)用問題串進(jìn)行教學(xué)，本質(zhì)上是引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)帶著問題思考,從淺至深構(gòu)建知識體系的過程。其設(shè)計(jì)應(yīng)以教學(xué)目標(biāo)為基礎(chǔ)，使每個(gè)問題都成為學(xué)生思維的階梯。根據(jù)知識之間的內(nèi)在聯(lián)系,將一些有一定思維價(jià)值的內(nèi)容設(shè)計(jì)成一套層次化、分級化的問題，能將學(xué)生的思維逐步引向一個(gè)新的高度。引導(dǎo)學(xué)生多角度發(fā)散思考，以嚴(yán)密的思維形成結(jié)論，既可培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力,又發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維,以科學(xué)思維、科學(xué)探究的途徑樹立正確的生命觀念。這就要求教師對學(xué)生提出的問題應(yīng)當(dāng)是循序漸進(jìn)的、有層次的和逐步深化的。通過這種方式，可促使學(xué)生關(guān)注某一主題，并逐步開展深入的探究活動(dòng)。課堂的問題設(shè)置應(yīng)體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的邏輯順序和學(xué)生認(rèn)知能力的發(fā)展順序，因此，問題的難度、深度和廣度應(yīng)以適當(dāng)?shù)乃俣惹斑M(jìn),問題的設(shè)置既要關(guān)注橫向擴(kuò)展，又要重視深度挖掘，使學(xué)生完成由知之甚少到漸多、從知之尚淺到漸深的轉(zhuǎn)變。

2.3 加強(qiáng)任務(wù)驅(qū)動(dòng)，提供交流、討論的時(shí)間和空間 著名教育專家朱正威先生在“生物教學(xué)論壇”（2007年）在線研討中曾指出：將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容組成問題串的形式是任務(wù)驅(qū)動(dòng)式的教學(xué)，應(yīng)該提倡。但其也有缺點(diǎn)，特別是問題過細(xì)，學(xué)生思考的余地不大。有些內(nèi)容變成若干問題可分組討論，然后再交流，讓學(xué)生的自主性更大些。因此，運(yùn)用問題串應(yīng)考慮與分組討論、合作探究、互動(dòng)交流等方式的結(jié)合，以保證學(xué)習(xí)任務(wù)有充足的驅(qū)動(dòng)力，有效、高效地驅(qū)動(dòng)思考。

思考是頓悟的前提,也是學(xué)生感受知識形成的思維過程。連環(huán)式發(fā)問的內(nèi)容具有豐富的知識信息量，學(xué)生自主解決問題需要足夠的時(shí)間。環(huán)環(huán)相扣的各個(gè)環(huán)節(jié)既要保證思維價(jià)值,也要保證問題的提出要面向全體學(xué)生,尊重和兼顧學(xué)生的個(gè)體差異，讓每位學(xué)生都有相應(yīng)的收獲。在學(xué)生充分思考之后，對于難度較大的問題，教師可進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶崾?、點(diǎn)撥，啟發(fā)學(xué)生思維。同時(shí)，也要盡可能為學(xué)生提供表達(dá)見解的機(jī)會(huì)和時(shí)間,讓學(xué)生在思維碰撞的過程中頓悟。此外，運(yùn)用問題串進(jìn)行教學(xué)不該是“滿堂問”，也不該是過于細(xì)致地問，而應(yīng)該是適時(shí)、適量、適度地問。

2.4 關(guān)注動(dòng)態(tài)生成，有效利用預(yù)設(shè)之外的教學(xué)資源 科學(xué)思維強(qiáng)調(diào)認(rèn)知方式,還包含有激發(fā)學(xué)生“崇尚真知，追求科學(xué)知識”的認(rèn)知?jiǎng)訖C(jī)［5］。學(xué)生基于這種認(rèn)知?jiǎng)訖C(jī)下的積極思考,在連環(huán)式問題的提出和解決過程中,必然會(huì)出現(xiàn)各種質(zhì)疑或?qū)ν粏栴}的不同見解。在師生互動(dòng)交流時(shí)，會(huì)有超出預(yù)設(shè)之外的生成性課程資源。例如師生在教學(xué)過程中由于自身的理解而產(chǎn)生的新知識，新的體驗(yàn)，情感、態(tài)度和價(jià)值觀的矛盾沖突等都可成為教學(xué)素材。生成性資源是課堂教學(xué)的寶貴財(cái)富，對之加以合理的使用,有利于加深學(xué)生對知識的深刻理解和熟練運(yùn)用,有利于創(chuàng)設(shè)學(xué)生持續(xù)性思考和探索的教學(xué)氛圍,有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和質(zhì)疑精神。

此外,利用問題串還可增強(qiáng)學(xué)生對知識信息的記憶效果。學(xué)習(xí)的本質(zhì)是在特定環(huán)境下，生活經(jīng)驗(yàn)帶來的神經(jīng)通路改變?；蛘哒f，學(xué)習(xí)是人腦中命題網(wǎng)絡(luò)的重構(gòu)，記憶則是重構(gòu)的命題網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)［6］。高中生物學(xué)教材中也指出,學(xué)習(xí)是神經(jīng)系統(tǒng)不斷地接受刺激，獲得新的行為、習(xí)慣和經(jīng)驗(yàn)積累的過程。記憶則是將獲得的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行貯存和再現(xiàn)。學(xué)習(xí)和記憶相互聯(lián)系，不可分割。問題串可提高知識信息的刺激強(qiáng)度和刺激頻率,進(jìn)而提升知識信息的學(xué)習(xí)和記憶效果。在環(huán)環(huán)相扣的問題連續(xù)刺激下，學(xué)生形成長期記憶，甚至是永久記憶。

3 結(jié)語

課堂教學(xué)中適時(shí)、適量、適度的連環(huán)式提問，可激趣引導(dǎo)、互動(dòng)深究、比較拓展,在基于層次性、漸進(jìn)性、啟發(fā)性、適時(shí)性等課堂提問的原則下，會(huì)有效推進(jìn)課堂教學(xué)。當(dāng)然，問題串只是科學(xué)思維訓(xùn)練方法中的一種,課堂教學(xué)中有效提問的方法繁多，正所謂“教學(xué)有法而教無定法”，沒有最好的方式,只有更適合的方式。無論是以趣設(shè)問，還是以疑設(shè)問，或是以需設(shè)問，其目的都是增強(qiáng)思維活動(dòng)的情境化程度,促使學(xué)生積極參與教學(xué)活動(dòng),激發(fā)學(xué)生的靈感,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立思考，強(qiáng)化學(xué)生對知識的領(lǐng)悟和理解，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維，進(jìn)而達(dá)成預(yù)期的教育教學(xué)目標(biāo)。