人教版高中生物學(xué)教材中的問題設(shè)計及問題解決

盧 媛

（人民教育出版社課程教材研究所 北京 100081）

問題是思維的起點(diǎn)，思維起始于問題。問題能啟發(fā)和激活學(xué)生的思維，成為學(xué)生思維的動力。不論是直接的發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)，還是間接的接受學(xué)習(xí)，幾乎所有的學(xué)習(xí)活動都與各種形式的問題有關(guān)。學(xué)習(xí)過程本身就是發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的過程。問題貫穿學(xué)習(xí)過程的始終，是進(jìn)行教學(xué)的主線和載體，也是推動和促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的動力，使學(xué)生更積極地參與學(xué)習(xí)過程。

問題解決既是一個思維的過程，又是一種高級形式的學(xué)習(xí)活動，是指綜合運(yùn)用不同類型知識尋找問題的答案，以及尋找解決問題的方法的過程。廣義的問題解決既包括對具體問題的解答，也指向加涅學(xué)習(xí)分類中最高層次的智慧技能——高級規(guī)則。問題解決是達(dá)成教學(xué)目標(biāo)的有效途徑，教學(xué)的根本目的是培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力。

人教版高中生物學(xué)教材根據(jù)學(xué)生的知識基礎(chǔ)和思維水平，結(jié)合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律、學(xué)科知識結(jié)構(gòu)、教材內(nèi)容特點(diǎn)，精心設(shè)計了一系列豐富有效的問題貫穿教學(xué)過程，將教學(xué)目標(biāo)轉(zhuǎn)化為問題，以問題的形式呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，以推動有效教學(xué)。教材中的問題普遍存在，分布廣泛，以必修教材為例，主要包括以下內(nèi)容或欄目。

1 引言

引言包括章引言、節(jié)引言或一段開始時提出的問題。課程標(biāo)準(zhǔn)是確定教學(xué)目標(biāo)的主要依據(jù)，教學(xué)目標(biāo)要反映課程標(biāo)準(zhǔn)的要求和指向。問題必須以課程標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)而設(shè)計。在設(shè)計問題時，教材首先準(zhǔn)確把握課程標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容要求，把課程標(biāo)準(zhǔn)分解、轉(zhuǎn)化為具體的、可操作的教學(xué)目標(biāo)。再根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)中對教學(xué)內(nèi)容的目標(biāo)層次要求，精心設(shè)計問題，設(shè)計的問題必須圍繞課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的大概念、重要概念和次位概念，與課程標(biāo)準(zhǔn)的各條內(nèi)容要求相對應(yīng)，使學(xué)生通過思考問題、解決問題、回答問題來達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。

在設(shè)計章引言的問題時，教材首先創(chuàng)設(shè)來源于自然、社會和現(xiàn)實(shí)生活的問題情境，通過情境導(dǎo)入學(xué)習(xí)內(nèi)容，提出本章的中心問題。這些問題聚焦學(xué)生的思維，引導(dǎo)學(xué)生思維的方向，引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動機(jī)，調(diào)動學(xué)生的內(nèi)驅(qū)力和積極性。中心問題通常指向本章的教學(xué)目標(biāo)，對應(yīng)課程標(biāo)準(zhǔn)的大概念（表1）。

表1 教材某些章的中心問題與課程標(biāo)準(zhǔn)大概念的對應(yīng)關(guān)系

中心問題可以是首問，也可以不是。中心問題之后可以有后續(xù)問題，即形成追問。大概念與中心問題之間并不是一一對應(yīng)的關(guān)系。同一個大概念，可以通過幾個中心問題的推進(jìn)循序漸進(jìn)得以實(shí)現(xiàn)。不同章的中心問題之間具有內(nèi)在的邏輯聯(lián)系。

同樣，在設(shè)計節(jié)引言、一段開始時提出的問題時，教材根據(jù)本節(jié)教學(xué)目標(biāo)，對應(yīng)課程標(biāo)準(zhǔn)的重要概念或次位概念來確定（表2）。

表2 教材某些節(jié)的問題與課程標(biāo)準(zhǔn)重要概念或次位概念的對應(yīng)關(guān)系

這些問題有驅(qū)動問題，指在課堂導(dǎo)入或某一個教學(xué)環(huán)節(jié)開始時啟動思考的問題，也有推進(jìn)問題，包括分解的問題、擴(kuò)展的問題、聚焦的問題、深化的問題、歸納的問題、引申的問題、促進(jìn)反思的問題等。問題之間可以有不同的邏輯關(guān)系，如包含關(guān)系、并列關(guān)系、遞進(jìn)關(guān)系、因果關(guān)系等。

2 問題探討

教材中的問題探討結(jié)合生產(chǎn)和生活實(shí)際、科學(xué)史、科學(xué)研究及科技發(fā)展等創(chuàng)設(shè)問題情境，圍繞自然現(xiàn)象、社會現(xiàn)象、生活現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，提出與學(xué)生已有的知識經(jīng)驗(yàn)相聯(lián)系的問題。導(dǎo)入的問題與本節(jié)內(nèi)容密切聯(lián)系，對學(xué)生的學(xué)習(xí)起著定向作用，具有啟發(fā)性、新穎性和思維挑戰(zhàn)性。問題能吸引學(xué)生的注意力，將學(xué)生的注意力集中到特定的事物、現(xiàn)象、原理或?qū)ｎ}上。問題能引起學(xué)生的認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生的好奇心、求知欲和學(xué)習(xí)興趣，引發(fā)學(xué)生積極思維。例如，以下為典型的引發(fā)認(rèn)知沖突的問題：克隆牛與母牛乙的性狀一樣，培養(yǎng)酵母菌通氣和密封的條件，象與鼠相應(yīng)器官或組織的細(xì)胞大小，紅花豌豆與白花豌豆雜交后代顏色，利用已滅絕生物的DNA復(fù)活它們的幻想，水毛茛兩種葉形的差異，先有雞還是先有蛋。

3 問題串

某些教學(xué)內(nèi)容有一定的難度，學(xué)生難以理解和領(lǐng)悟，教材將這些復(fù)雜抽象的內(nèi)容轉(zhuǎn)化成問題串，設(shè)計出一組有層次、有梯度的引導(dǎo)性問題。問題之間具有層次性、連貫性和較強(qiáng)的邏輯關(guān)系，由淺入深、由易到難、層層遞進(jìn)、環(huán)環(huán)相扣，前一個問題的結(jié)論能夠引發(fā)對后一個問題的探究，將學(xué)生的思維逐步引向深入，促進(jìn)學(xué)生深入思考和探究，逐層深入地分析問題、解決問題。例如，水分進(jìn)出細(xì)胞的原理、酶的特性、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)、孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)、DNA是主要的遺傳物質(zhì)、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。

4 探究活動

問題是探究的開端，探究的本質(zhì)是問題解決。科學(xué)探究是以問題為中心，學(xué)生通過主動探究來解決問題的過程。問題應(yīng)根據(jù)教學(xué)目標(biāo)而設(shè)計，具有真實(shí)性、啟發(fā)性和開放性。教材從問題出發(fā)，圍繞有探究價值的問題開展探究活動，使學(xué)生形成強(qiáng)烈的問題意識和探究欲望，體驗(yàn)知識的形成過程，獲取解決問題所需要的知識和技能，掌握科學(xué)方法，促進(jìn)學(xué)生的思維發(fā)展和能力提升。

4.1 探究·實(shí)踐

探究·實(shí)踐包括探究、觀察、實(shí)驗(yàn)、檢測、調(diào)查、模型建構(gòu)等活動，屬于實(shí)證探究型。其中，探究植物細(xì)胞的吸水和失水、影響酶活性的條件、探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式、探究自然選擇對種群基因頻率變化的影響等，屬于完整的探究。該欄目以問題為中心，圍繞問題來展開，即從提出問題開始，之后作出假設(shè)、設(shè)計實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析結(jié)果、得出結(jié)論、表達(dá)和交流、進(jìn)一步探究等。在探究的過程中，學(xué)生要能夠自己發(fā)現(xiàn)、提出問題、解決問題。例如，探究環(huán)境因素對光合作用強(qiáng)度的影響是一個開放性探究，由學(xué)生自己提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計實(shí)驗(yàn)、檢驗(yàn)假設(shè)并得出結(jié)論。在觀察、實(shí)驗(yàn)、檢測、調(diào)查、模型建構(gòu)、模擬實(shí)驗(yàn)的討論部分，都設(shè)置了與教學(xué)內(nèi)容緊密聯(lián)系的問題，而模型建構(gòu)要求設(shè)計和制作某種產(chǎn)品，是一種創(chuàng)造性的問題解決活動。

4.2 思考·討論和思維訓(xùn)練

思考·討論和思維訓(xùn)練包括資料分析、思考、討論、方案設(shè)計等活動，屬于邏輯推理型，主要是間接地使用科學(xué)家的研究結(jié)果以及相關(guān)資料，借助邏輯思維對問題進(jìn)行理論分析。學(xué)生依據(jù)教材提供的資料，通過閱讀、觀察、思考、討論、分析、計算、設(shè)計實(shí)驗(yàn)等多種途徑，進(jìn)行邏輯推理，得出結(jié)論，促進(jìn)學(xué)生積極思考，訓(xùn)練思維品質(zhì)和能力。其中，融合科學(xué)史的有：對細(xì)胞膜成分的探索、關(guān)于酶本質(zhì)的探索、葉綠體的功能、探索光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)、細(xì)胞的全能性、DNA結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建、證明DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)等。

5 習(xí)題

習(xí)題包括節(jié)尾的練習(xí)與應(yīng)用及章末的復(fù)習(xí)與提高，適當(dāng)提供了解決各種不同類型問題的練習(xí)，促進(jìn)學(xué)生對知識的鞏固、理解和運(yùn)用。有些習(xí)題是開放性問題，沒有唯一正確的答案，可以有多種解釋和回答，以培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維和創(chuàng)造性思維；有些習(xí)題創(chuàng)設(shè)了多種來自學(xué)生真實(shí)生活經(jīng)驗(yàn)的情境，引導(dǎo)學(xué)生在情境中運(yùn)用知識解決問題，檢測知識的遷移應(yīng)用；有些習(xí)題要求寫一篇短文或設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，即引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用知識、技能創(chuàng)造新的思維產(chǎn)品。此外，教材每節(jié)的本節(jié)聚焦中的問題，明確指向本節(jié)最主要的教學(xué)目標(biāo)。

問題是“有效教學(xué)的核心”，教師理順教材中問題設(shè)計的思路，厘清問題之間的邏輯聯(lián)系，提煉問題解決的方式，可促進(jìn)對于教材內(nèi)容的準(zhǔn)確理解、把握和挖掘，有助于問題化教學(xué)的有效實(shí)施。