□吉林省白山市撫松縣第一中學(xué) 李秀萍
在新一輪課程改革的持續(xù)推進(jìn)下,如何以有效的教學(xué)方法落實學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)是高中生物教師需要深入思考的話題。傳統(tǒng)的高中生物教學(xué)往往由教師單純講授理論知識,給學(xué)生灌輸知識,揭示生物概念和原理,導(dǎo)致學(xué)生只能被動接受知識,自主學(xué)習(xí)意識不強。如此教學(xué)難以真正意義上讓學(xué)生掌握生物原理和本質(zhì),也難以深化學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗。
問題式教學(xué)不同于傳統(tǒng)的教學(xué)方式,更加突出學(xué)生的主體地位,能培養(yǎng)學(xué)生良好的思維品質(zhì)。問題式教學(xué)是一種以問題為主線、以學(xué)生為主體、以教師為主導(dǎo)的教學(xué)模式,和傳統(tǒng)的接受式教學(xué)模式相比,問題式教學(xué)更加有助于培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力與應(yīng)用能力。因此,在高中生物課堂教學(xué)中,教師應(yīng)以問題為核心引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行分析和思考,在全面提升學(xué)生生物綜合分析能力的同時,更有效地實現(xiàn)生物教學(xué)改革創(chuàng)新的目標(biāo)。
問題式教學(xué)要求有效提問,要求教師清楚明了、有目的有組織地提出簡短、發(fā)人深省的問題,以引起學(xué)生的積極反應(yīng)和回答,促使學(xué)生取得進(jìn)步和發(fā)展。
從問題設(shè)計角度分析,問題式教學(xué)是在充分分析學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)生學(xué)情的基礎(chǔ)上設(shè)計的、針對最重要和最基本的中心教學(xué)內(nèi)容的、充分利用和把握學(xué)習(xí)環(huán)境的問題;從問題表述方式角度分析,表述的問題便于教師陳述、便于學(xué)生理解的問題;從問題內(nèi)容角度分析,問題教學(xué)法能夠幫助學(xué)生不斷建立和補充知識框架,構(gòu)建相對完整的知識體系。
問題式教學(xué)具有諸多功能。從學(xué)生的角度分析,問題式教學(xué)能夠幫助學(xué)生高效理解科學(xué)知識,掌握科學(xué)探究的技能與方法,發(fā)展科學(xué)思維,樹立科學(xué)的情感、態(tài)度和價值觀;從教師的角度分析,問題式教學(xué)既節(jié)約了教學(xué)時間,又能積累教學(xué)經(jīng)驗。
教學(xué)和學(xué)習(xí)往往伴隨著問題而進(jìn)行,從教學(xué)目的來看,問題的作用可以分為以下四個方面。
一是激發(fā)興趣,吸引學(xué)生的注意力。當(dāng)學(xué)生對所學(xué)知識感到乏味或注意力不夠集中的時候,提問有助于吸引學(xué)生的注意,有趣的問題還能引導(dǎo)學(xué)生積極參與課堂學(xué)習(xí),使學(xué)生保持積極的學(xué)習(xí)狀態(tài)。例如,在“合理營養(yǎng)”相關(guān)內(nèi)容教學(xué)時,教師可以提出問題:“同學(xué)們有沒有按時吃早餐?每餐有沒有合理搭配?是否經(jīng)常食用膨化食品、高油高熱量食物?”以問題吸引學(xué)生的注意力。
二是幫助學(xué)生深入理解知識。有些知識內(nèi)容比較復(fù)雜,邏輯性比較強,有效的問題能引導(dǎo)學(xué)生回顧已有的知識,梳理所學(xué)新知,并建立新舊知識之間的聯(lián)系。
三是鞏固、診斷和督學(xué)。提問可以為學(xué)生提供練習(xí)和反饋的機(jī)會,鞏固所學(xué)的知識和技能,診斷學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài),督促學(xué)生調(diào)整學(xué)習(xí)狀態(tài),進(jìn)而提升其學(xué)習(xí)效果。
四是讓學(xué)生體驗成功的快樂。有些學(xué)生表現(xiàn)積極,反應(yīng)速度快,善于表現(xiàn),參與度高;有的學(xué)生沉默寡言,不愛表現(xiàn)。教師應(yīng)根據(jù)這兩類學(xué)生設(shè)置有目的性的問題,有針對性地設(shè)問,讓所有學(xué)生都能體驗成功的快樂。
問題應(yīng)指向具體的教學(xué)目標(biāo),這樣的問題才是有效的問題。例如,在“基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成”教學(xué)時,教學(xué)目標(biāo)中應(yīng)有這樣一條——說明基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。如果教師將該目標(biāo)直接告訴學(xué)生,則難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力和熱情,若換成下面的方式,教學(xué)效果可能會有所改變。具體而言,教師基于“基因→mRNA →蛋白質(zhì)”提問:“翻譯的實質(zhì)是將mRNA 中的堿基序列譯為蛋白質(zhì)的氨基酸序列,組成mRNA 的4 種堿基與組成人體蛋白質(zhì)的21 種氨基酸的對應(yīng)關(guān)系是怎樣的?”以問題驅(qū)動教學(xué)進(jìn)行。
要解決上述問題,教師需要將上述問題分解成一些容易解決的、具體的小問題。(1)幾個堿基決定1個氨基酸?(2)1 個mRNA 分子翻譯出來的蛋白質(zhì)分子含多少個氨基酸?堿基與氨基酸之間的對應(yīng)關(guān)系是怎樣的?(3)堿基是如何決定哪種氨基酸的?小問題是日常教學(xué)中常見的問題,大問題指向教學(xué)目標(biāo),是本節(jié)課要解決的重點問題,是驅(qū)動教學(xué)發(fā)展的方向指標(biāo)。解決這些小問題,大問題即驅(qū)動策略中的問題才能真正解決。
教學(xué)過程中會涉及一系列問題,這些問題之間是否具有層層遞進(jìn)的邏輯關(guān)系,這關(guān)系到知識內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系,也關(guān)系到學(xué)生理解知識的系統(tǒng)性。問題的邏輯性可以讓教學(xué)有遞進(jìn)式、有條理性地推進(jìn),也讓學(xué)生的思維具有連續(xù)性,使其學(xué)起來更輕松、更清晰。問題具有較強的邏輯層次性,前面的問題是后面的問題的基礎(chǔ),只有解決了前面的問題,后面的問題才有提出的必要和解決的可能,將這些問題解答完,學(xué)習(xí)任務(wù)也可以順利完成。
例如,在“光合作用與能量轉(zhuǎn)化”教學(xué)時,教師以“火星移民”進(jìn)行課前導(dǎo)入,提出“能否用人工光合作用系統(tǒng)代替綠色植物”的問題,以問題串的形式引導(dǎo)學(xué)生分析人工光合作用系統(tǒng)每個模塊的劃分依據(jù)及原理。(1)為什么要設(shè)計大面積的太陽能板?(2)為何要利用太陽能發(fā)電?(3)能量轉(zhuǎn)換裝置中具體發(fā)生了何種變化?(4)模塊3 為何設(shè)置了一個酶系統(tǒng)?(5)整個模塊3 為何是一個循環(huán)裝置?(6)為什么要設(shè)計模塊2——能量流通裝置?
通過一系列問題的引導(dǎo),讓學(xué)生基于證據(jù)支持或反駁現(xiàn)有觀點并提出疑問、收集證據(jù)、論證自己的觀點,不斷完善光合作用流程,并深入理解光合作用的過程。
問題具有驅(qū)動作用,說明提出的問題不能過于簡單,應(yīng)具有一定的思維含量,不經(jīng)過認(rèn)真思考就不能作答。比如,針對某個觀點、某個事實或某個判斷問學(xué)生“對不對”“是不是”“行不行”“能不能”等類似的問題,這種簡單的問題是不假思索的,沒有分析、推理、判斷的思維過程,是一種無效的反應(yīng),如“細(xì)胞的生活需要物質(zhì)和能量,對不對?”這一問題。與此相反,如果問題非常復(fù)雜,課前導(dǎo)入階段即提出“蛋白質(zhì)為什么是生命活動的承擔(dān)者?”這樣的問題,學(xué)生會無從回答,因為蛋白質(zhì)包含太多內(nèi)容,需要從多方面進(jìn)行考慮,不是用簡單是與否、對與錯就能回答的。
根據(jù)布魯納的“腳手架”理念和維果斯基的“最近發(fā)展區(qū)”理論,當(dāng)孩子開始學(xué)習(xí)新的概念時,他們需要來自教師或其他成人的主動支持。一開始,他們依賴于成人的支持,但逐漸地在學(xué)習(xí)過程中獲得新技能、新知識,會變得越來越獨立,因而這種支持也會逐漸降低。
例如,在“氨基酸的結(jié)構(gòu)”教學(xué)時,如果教師把精力放在學(xué)生不清楚的氨基和羧基的組成、結(jié)構(gòu)和功能上,會導(dǎo)致學(xué)生由于化學(xué)知識的局限而投入大量的時間和精力,學(xué)起來非常困難,容易產(chǎn)生畏難情緒。但如果教師將氨基和羧基作為一個整體的結(jié)構(gòu)告訴學(xué)生,并從字面意思理解這兩個基團(tuán)的特征,則會變得容易一些,此時學(xué)生才會把注意力放在氨基酸的結(jié)構(gòu)特點上,才能順利達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。
在高中生物教學(xué)中,問題式教學(xué)的應(yīng)用建立在學(xué)生的興趣基礎(chǔ)上,換言之,只有對生物知識有濃厚的學(xué)習(xí)興趣,學(xué)生才會積極參與問題的思考。如此情形下,教師需要了解高中學(xué)生的思維方式和認(rèn)知規(guī)律,根據(jù)問題式教學(xué)的原則,創(chuàng)設(shè)合理的問題情境,以契合學(xué)生思維方式和認(rèn)知規(guī)律。
例如,在人教版必修二“基因和染色體的關(guān)系”中“減數(shù)分裂”教學(xué)時,教師可以實行問題驅(qū)動教學(xué),以學(xué)生學(xué)習(xí)過的有絲分裂知識為著手點,對相關(guān)的問題情境進(jìn)行創(chuàng)設(shè),基于舊知識引入新知識。教師可以使用多媒體設(shè)備,播放有絲分裂的Flash 動畫,加強學(xué)生引導(dǎo),使其在認(rèn)真觀看動畫的同時細(xì)致觀察染色體的分裂;引發(fā)學(xué)生思考,使其回顧所學(xué)知識提出問題。比如,教師可以設(shè)問細(xì)胞分裂有哪些分類和方式?在有絲分裂中,染色體在不同時期有哪些形態(tài)特征?有絲分裂在各時期中,有多少染色體數(shù)、染色單體數(shù)、DNA 數(shù)?能否繪制相關(guān)的曲線圖?減數(shù)分裂和有絲分裂是細(xì)胞分裂的主要類型,學(xué)生能在直觀的問題情境中豐富自身的知識儲備,積累生物學(xué)習(xí)經(jīng)驗,自動在新知識的學(xué)習(xí)中遷移有絲分裂的學(xué)習(xí)經(jīng)歷。這樣可以系統(tǒng)化學(xué)習(xí)生物知識,完成關(guān)鍵性問題的探究,達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)。
在高中生物教學(xué)中,學(xué)生只有濃厚的學(xué)習(xí)興趣還不夠,還需要具有強烈的、持續(xù)的內(nèi)在動因,有直面困難和克服困難的意志品質(zhì),能夠自主解決問題。對此,教師可以使用問題驅(qū)動教學(xué)法,引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突,使其在調(diào)動求知欲和靈動思維中學(xué)習(xí)知識、探究問題,進(jìn)而提升解題能力。
例如,在“細(xì)胞的能量‘貨幣’ATP”教學(xué)時,ATP是典型的教學(xué)難點,因為過于抽象,導(dǎo)致學(xué)生無法深刻理解和記憶。若教師仍然使用直接提問的方式讓學(xué)生學(xué)習(xí),顯然難以提高教學(xué)效率。此時,教師應(yīng)分析本節(jié)課的核心概念,分析與該概念相關(guān)的故事,如囊螢映雪,通過螢火蟲發(fā)光這一生物現(xiàn)象激活學(xué)生思維,實施問題驅(qū)動教學(xué),使其深入探究思考。教師詢問學(xué)生:“螢火蟲發(fā)光的能量是哪里來的?如何產(chǎn)生的?”加強和學(xué)生之間的互動,以問題式教學(xué)讓學(xué)生了解ATP,以類比比喻的方式將ATP 比作“現(xiàn)金”,糖類為“存折”,引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突,使其思考要想存折有效,需要怎么做。這種結(jié)合生活實際的案例,可以讓學(xué)生明白ATP 和糖類的關(guān)系,基于認(rèn)知沖突了解細(xì)胞能量轉(zhuǎn)化過程,深化認(rèn)知的同時搭建基礎(chǔ)的生物知識支架。
問題式教學(xué)需要始終堅持以學(xué)生為主體的原則,讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)活動的“主人”,增強學(xué)生的問題意識,提升學(xué)生的思維活力,從而提升教師“教”、學(xué)生“學(xué)”的質(zhì)效。教師應(yīng)該轉(zhuǎn)變教學(xué)方法,不再單純地采取教師提問、學(xué)生回答的模式,而是讓學(xué)生自己學(xué)習(xí)、自己提問并自己分析解決,增強其問題意識,在豐富的學(xué)習(xí)體驗中塑造良好的思維品質(zhì)。
例如,在“基因表達(dá)與性狀的關(guān)系”教學(xué)時,首先,教師可以利用多媒體展示鐮刀型細(xì)胞貧血癥、囊性纖維病的病因圖解,指導(dǎo)學(xué)生細(xì)致觀察鐮刀型細(xì)胞貧血癥和囊性纖維病的病因,以課題和主要知識為結(jié)合點思考基因?qū)π誀畹目刂?。其次,教師將學(xué)生進(jìn)行小組劃分,使其以小組形式提出問題、篩選問題、設(shè)計關(guān)鍵性問題并制作小組問題清單,借助提煉后的問題深化自身認(rèn)知,理解核心內(nèi)容,揭示生物學(xué)的本質(zhì)。再次,教師要求每個小組對自己小組的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行匯報和展示,詳細(xì)介紹問題和生物知識之間的關(guān)聯(lián),說明選擇此問題的原因后陳述這些問題對自己的啟示。最后,教師評價學(xué)生的成果,以學(xué)生的問題清單為前提對教材和資料進(jìn)行全新拓展,從不同角度創(chuàng)新思路,讓學(xué)生自主解決問題,提升其自主探究的驅(qū)動力,進(jìn)而保障教學(xué)的有效性。
在高中生物問題式教學(xué)中,教師需為學(xué)生提供多方面的指導(dǎo),以幫助學(xué)生解決問題,及時糾偏。
例如,在“生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)”教學(xué)時,學(xué)生根據(jù)教師創(chuàng)設(shè)的問題情境分析“大氣中二氧化碳和生產(chǎn)者之間進(jìn)出的方式”“生態(tài)系統(tǒng)中碳從生產(chǎn)者到消費者是通過什么途徑實現(xiàn)”等問題,和同組學(xué)生合作探究,簡單繪制碳循環(huán)的過程示意圖,將圖示與教材內(nèi)容結(jié)合,在合作探究中說明自己的意見想法,分析解決問題,并在整合所有想法和觀點后梳理內(nèi)容,搭建生物知識架構(gòu)。
再例如,在“DNA 是主要的遺傳物質(zhì)”教學(xué)時,教師可以以春季流行的諾如病毒為情境要素引入復(fù)習(xí)課,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注本節(jié)課的核心問題——諾如病毒的遺傳物質(zhì)是什么?根據(jù)格里菲斯、艾弗里、赫爾希和蔡斯的實驗提出相關(guān)主張,讓學(xué)生從資料、課本中找出不同意某種主張的確切證據(jù),最終探討得出DNA 是遺傳物質(zhì)的主張。有的學(xué)生質(zhì)疑,以煙草花葉病毒為證據(jù),提出RNA 是主要遺傳物質(zhì)的新主張。此時,教師再將問題回歸到探究諾如病毒的遺傳物質(zhì)上,做到前后呼應(yīng),使一個情境貫穿始終,讓學(xué)生在具體情境中解決問題,提升思維品質(zhì)。
為了有效推進(jìn)“三新”背景下的高中生物教學(xué),教師應(yīng)聚焦大概念核心問題,由此開展問題式教學(xué)。
例如,在遺傳與進(jìn)化模塊的第3 單元教學(xué)時,該模塊的大概念為“自然界中常見的變異有基因突變、染色體變異和基因重組,這些變異是可以遺傳的,并應(yīng)用于現(xiàn)實生產(chǎn)生活中?!痹搯卧拇蟾拍顬椤盎蛲蛔兛赡軐?dǎo)致其所編碼的蛋白質(zhì)及相應(yīng)細(xì)胞功能發(fā)生改變,某些基因突變能導(dǎo)致細(xì)胞分裂失控甚至發(fā)生癌變。某些化學(xué)物質(zhì)、射線以及病毒可能提高基因突變的概率?!睘榱烁玫芈鋵嵈蟾拍詈诵膯栴}教學(xué),并落實核心素養(yǎng)教學(xué)目標(biāo),在提出問題環(huán)節(jié)時,教師可以將與癌癥相關(guān)的新聞報道視頻作為新課導(dǎo)入資源,由此引出本節(jié)課的核心問題——建構(gòu)模型,探究基因突變的方式;基于資料和生活經(jīng)驗,闡述基因突變的原因、特點及意義。
為了解決上述核心問題,教師依次設(shè)計以下三個學(xué)生活動:(1)以男女綜合發(fā)病率均較高的結(jié)腸癌為例,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行圖文分析,探討細(xì)胞癌變的原因和癌細(xì)胞的特點。(2)引導(dǎo)學(xué)生分析學(xué)案中正常基因和突變后的5 個異?;蛑袎A基對的變化及其表達(dá)的蛋白質(zhì)中氨基酸的變化。(3)通過生生、師生交流,加深基因突變概念的理解。
總而言之,在高中生物問題式教學(xué)中,學(xué)生是學(xué)習(xí)主體,問題是主線和驅(qū)動力則。教師應(yīng)該基于目標(biāo)性、主體性、邏輯性等原則創(chuàng)設(shè)問題,以激活學(xué)生的思維,助力其自主或合學(xué)思考問題、解決問題,增強問題意識,提升生物素養(yǎng)。