摘 要: 在高中生物教學中訓練學生的思維方法與教材內容相結合,能使學生在解決具體的或個別的問題時分別獲得實際解決問題技巧,并讓學生將習得的技能在類似的問題中遷移,可以達到較好的訓練效果。
關鍵詞: 高中生物教學 問題解決 策略
高中生物教學中的問題解決策略,主要針對提高學生運用所學生物學知識來解題的能力。加涅在《學習的條件》中提出了學的八種類型,將“問題解決”(Problem Solving)作為學習的最高形式。問題解決是先前習得的概念、公式、定理、原理的運用過程,但絕不是先前習得知識和能力的簡單重復,而是更高級、更復雜的心理過程,是構建個體思維新過程的智慧技能。它不但能加深學生對知識的理解鞏固,而且能提高學生的運用能力,是創新思維培養的主陣地。
問題解決就是運用一系列認知操作,掃除障礙,從而將初始狀態轉化為目標狀態的過程。一般分四步:①確定問題表征;②設計解題計劃;③執行解題計劃;④監控。
綜合運用所學知識,解決與生物學有關的實際問題,培養學生解決問題的能力一直是生物教學的重要目標。高中生物學教學新大綱中對生物學知識的應用要求又有所提高,并要求教師在教學中給予充分的重視。由于練習題可以向學生提供一個貼近真實的問題情境,使學生學到的知識得到恰當應用。因此,它成為訓練學生解決實際問題能力的模擬戰場,成為學生運用知識的主要形式。研究生物學解題策略,提高學生解題效率,引導學生在常規解題中學習創造性解題的方法,才能真正提高學生解決問題的能力,真正減輕學生負擔。
根據問題解決的一般過程可將生物學解題過程分為:審題、形成解題策略、解題策略的執行與監控、回顧總結四個階段。
1.審題
審題,即對題目內容的分析理解。關鍵是明確兩點:已知條件和問題要求的答案。對于問題要求答案,題目一般有明確指示。但題目中的已知條件卻以各種形式出現,可能是數據,可能隱藏在文字敘述當中,也可能隱含在生物學術語和習語中。因此審題是件細致的工作,審好題是順利解決問題的第一步。同時也能培養學生嚴謹、周密的思維習慣。審題的具體策略主要有:
①簡化策略。即刪去阻礙思維的無關枝節及修飾,使問題的條件和題目要求簡明化。可以在讀題過程中直接將關鍵詞語、數字等劃下來,以便在思考過程中隨時注意。對比較復雜的題目還可以在草稿上將各種條件和問題寫下來,既可以減輕記憶負擔,又使目標、條件一目了然。例:某生物組織中提取的DNA成分中,鳥嘌呤和胞嘧啶的和占全部堿基含量的46%。已知其中一條鏈的堿基中28%是腺嘌呤,22%是胞嘧啶。求全部堿基中腺嘌呤占( )%,另一條鏈的堿基中腺嘌呤占( )%。
已知:G+C=46%鏈,①中A1=28%,C1=22%鏈,②未知求A=?A2=?
②圖解策略。即將問題以圖表的形式呈現出來,使問題具體化、直觀化,從而有利于問題的解決。形象直觀,利于思考是圖表的主要特點。另外,圖表的概括性也很強。用一個簡單的圖表就可以把復雜的問題情境表示出來。因此,對于較復雜的問題,充分利用各種形式的圖表來幫助思考,有利于問題的解決。例如:遺傳學圖解經常被用于遺傳學問題的解決,它可以使交錯復雜的遺傳學關系形象清晰地展示出來,有助于學生把握問題的關鍵。
2.形成解題策略
即找出目標與條件的聯系。對于學生來說,就是要找出與本題目標、條件相關的概念、規律、原理、公式,以及相關的解題經驗。因此形成有效解題策略最重要的一個策略是:聯想轉換策略。即由問題情景聯想到性質相同或相似的知識、經驗,或者是將一個陌生的問題轉換成一個熟悉的問題。例如:與人體唾液腺合成與分泌唾液淀粉酶的有關的細胞器是:A中心體和內質網B內質網和葉綠體C中心體和高爾基體D核糖體和高爾基體。解題思路:首先明確唾液淀粉酶的主要成分是蛋白質,而蛋白質的合成場所是核糖體,進一步加工轉運的場所是高爾基體,因此與唾液淀粉酶的合成與分泌有關的細胞器應是答案D。
當然,在進行聯想和轉換時,我們可采用順推思維或逆推思維,并且同一問題也可能有多種轉換的途徑。何者最優,應根據學生的思維特點、解題的復雜度、所用時間,創新性等綜合考慮。順利實現聯想轉換還取決于學生對知識點間的內在聯系的掌握程度和相關解題經驗的積累。熟練掌握相關概念、原理、規律,以及經驗豐富的學生更容易找到有效的解題途徑。
3.執行監控策略
在執行階段,策略的熟練程度,在很大程度上取決于基礎知識和技能的熟練程度。例如:遺傳學中有一大類關于基因型、表現型出現機率的計算或推斷題,熟練掌握了各基因型、表現型比例關系的學生做題時速度要快。因此通過多練習,使常用知識、技能、規律達到自動化的程度,有利于解題速率的提高。
在解題過程中,應對自己的解題的思維過程有明確、清晰的認識與評價。要善于“捕獲”導向解題目標的種種瞬間信息。當問題出現多種解時,應結合問題迅速作出肯定或否定,進一步優化思路。問題解決的順利進行在很大程度上依賴于問題執行情況的監控與調整。
4.回顧與總結策略
解題后許多學生能做到檢驗解題過程、核對答案。但解題后的工作不僅僅是通過回顧,提高一道題的正確率,更重要的任務是總結解題規律,逐漸提高問題解決能力。心理學中大量研究有力地證明,我們在學習經驗上的改進,主要是有意識地評價的結果。因此,回顧主要是對解題過程和答案作一個核對評價。例如:審題有無遺漏?求解的每一步是否有錯誤?是否所有的問題都作了解答?答案是否完整、準確?總結主要是對整個解題過程作一個反思。思考一下這道題屬于哪種類型?解題時用了什么方法?解這類題有什么規律?它由哪些基礎知識構成?還有其它解法嗎?這樣不僅對問題本身理解更加深刻,而且提高了探索問題的能力和發散性思維能力。
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