高中生物“問題解決”教學模式的研究

錢益鋒

摘要生物問題解決教學是以問題的設(shè)計和解決為核心的課堂教學模式，闡述構(gòu)建了問題解決教學模型，并結(jié)合自己的教學實踐對該模式進行了初步的分析。

關(guān)鍵詞問題解決“問題解決”模式生物學教學

中圖分類號G633.91

文獻標識碼B

文件編號1003－7586(2012)01－0029－03

1“問題解決”教學模式

1.1“問題解決”教學與“常規(guī)”教學的異同

(1)教學過程不同：

一般公認的“常規(guī)”教學過程是：揭示課題、進行新課、鞏固練習、課堂作業(yè)、課堂小結(jié)。“問題解決”教學過程一般是：呈現(xiàn)情景、提出問題、分析問題、解決問題、問題延伸。

(2)選材不同：

常規(guī)的教學內(nèi)容基本上來自教材。以教材為依托，教師對教學內(nèi)容只是簡單地設(shè)計，是為了讓學生更好地掌握所講的新知識。“問題解決”教學的選材部分來自教材，而更大部分則來自教師的創(chuàng)新，這里教師的創(chuàng)意遠比常規(guī)教學突出。“問題解決”教學是把教材中的知識和生活中的生物知識有機結(jié)合起來的。這就要求教師更關(guān)注生活，更善于發(fā)現(xiàn)問題、思考問題，這對教師的素質(zhì)的要求更高。

(3)教學目標不同：

“常規(guī)”教學的目標主要是知識的傳授，增長知識，更多是結(jié)果性目標，教師從始至終控制整個教學進程。課堂教學中教師也會試圖通過“問題”來組織教學，但這些問題基本上是屬于封閉性的問題，封閉性問題對于學生掌握知識是有利的，但對于學生能力的形成來說其效能是有限的。“問題解決”的教學目標通常是綜合運用所學知識和方法來解決問題，提高能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力、合作精神，這里有結(jié)果性目標，但更重要的是過程性目標。

1.2基于“問題解決”的生物學習模型

“問題解決教學”模式的建構(gòu)是問題解決教學中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。教師要改變自己早已習慣了的“滿堂灌”教法，建構(gòu)具有生物特色的“問題解決”教學模型，進一步研究“問題解決”教學模式在生物教學中的應(yīng)用，讓學生掌握解決問題的方法，培養(yǎng)有創(chuàng)造性的實際問題解決者。筆者在研究了多種“問題解決”教學模式及相關(guān)教育理論基礎(chǔ)上，結(jié)合自身的實踐，構(gòu)建了基于問題解決的生物學習模型(圖1)。

上述模型主要分為五個部分：①創(chuàng)設(shè)情境，感知問題；②表征問題、生成新知；③深入問題、探求方案；④自主探究、問題解決；⑤交流評價，結(jié)論反思。

問題貫穿于整個教與學的過程，用一個處于中心位置的環(huán)狀的五邊形表示，這五個階段是不間斷的活動，即問題的解決并不是問題的終結(jié)，問題隨時可以產(chǎn)生并隨時可以展開，在解決已有問題的基礎(chǔ)上可以產(chǎn)生新的問題，并展開又一輪解決問題的循環(huán)。探究性學習是問題解決活動中最基本的問題解決方式，在解決問題的每一階段都或多或少含有探究性學習的成分，所以用緊貼著五邊形內(nèi)壁的圓，表示探究性學習存在于解決問題的各個階段。知識的意義建構(gòu)是問題解決學習發(fā)生的結(jié)果，在每個階段的探究性學習中都會發(fā)生知識的意義建構(gòu)，即學生在每個階段都會學到相應(yīng)的知識和技能。元認知之所以出現(xiàn)在此學習模型中，是基于這樣的考慮：在問題解決的各個階段，包括在探究性學習和意義建構(gòu)過程中，都離不開元認知的控制，這是學生主動學習的必要條件，將影響著整個問題解決的探究過程，并會影響意義建構(gòu)的最終結(jié)果。

1.3“問題解決”教學過程

第一階段：創(chuàng)設(shè)問題情境，感知問題。

基于“問題解決”的生物學習模式通過創(chuàng)設(shè)恰當?shù)膯栴}情境來促使學生發(fā)現(xiàn)問題，表征問題。問題情境應(yīng)具有三個要素：未知的東西(學習目的，即存在一定的問題)；思維動機(想解決這個問題)；學生的知識能力水平(即覺察到問題但不知如何解決問題)。問題情境中的問題要符合如下要求：①開放性。結(jié)構(gòu)不良的問題通常問題條件和解決問題的需要并不匹配，具有較復(fù)雜的特征，學生可以依據(jù)問題所依存的情境，對其中一些元素提出自己的界定或定義，不僅具有較強的解決問題的動機，對問題的理解和解決的方案都更具開放性。②情境化。問題能夠盡可能地聯(lián)系生活實際，這樣就可以激發(fā)學生的學習興趣。③合適性。問題的提出應(yīng)該處于學生的“最近發(fā)展區(qū)”，使得學生能夠“跳一跳摘到果子”，這樣的問題既不會因為太簡單而不感興趣，也不會因為太難而失去繼續(xù)研究下去的信心。

問題情境的創(chuàng)設(shè)必須基于對學生和教材內(nèi)容的全面分析。教師要分析學生已具備什么知識，不具備什么知識，希望學生通過問題學習到什么知識，即通過問題減少并消除學習目的和現(xiàn)有知識水平之間的差距。對于教材，一般來說，那些遷移能力強的知識點，那些含有科學思想和體現(xiàn)科學探究方法的知識點，在日常生活生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用的知識點都可以設(shè)計在一定的問題情境之中，通過這些問題達到學習目的。在生物教學中，創(chuàng)設(shè)問題情境的途徑有很多，例如：①通過生物實驗創(chuàng)設(shè)問題情境；②結(jié)合生物史創(chuàng)設(shè)問題情境；③通過日常生活生產(chǎn)中的生物實際問題創(chuàng)設(shè)問題情境；④通過學生對某一問題的不同認識創(chuàng)設(shè)問題情境；⑤結(jié)合學生的認知缺陷創(chuàng)設(shè)問題情境。

例如，在“人類的遺傳病與優(yōu)生”一節(jié)的教學中，通過多媒體課件展示一方面地球超載，非洲難民望著骨瘦如柴的孩子和一些患有各種疾病的孩子，再配上環(huán)境污染的畫面，使學生在情景交融中體會到為什么會有這么多種的遺傳疾病，這些遺傳疾病怎么來的。有的學生看到這些畫面后會不由自主地問：怎么會有那么多疾病?又怎么會有那么多人患病?這些病會不會傳染?會不會遺傳?……這些問題能點燃學生求知欲的火把，并推動學生主動地思考，積極深入地研討本節(jié)內(nèi)容，變被動學習為主動學習。精心設(shè)計問題情景，要求教師做到：營造的問題要有價值，要跟本節(jié)課密切聯(lián)系，要符合學生的認知規(guī)律。這樣創(chuàng)設(shè)的問題情景，可激發(fā)學生學習的興趣和動力，使學生從被動學習變?yōu)橹鲃訉W習，并積極深入研究和探討相關(guān)內(nèi)容，那么問題就會迎刃而解。

第二階段：表征問題，生成新知。

表征問題是指學生能夠識別出關(guān)鍵信息，正確理解問題，正確把握問題的含義。學生可以采用劃線、作標記等方法選擇出有用的信息，通過復(fù)述有用的信息達到理解問題的目的。問題表征是對問題本質(zhì)的把握，是對問題的概括化和簡約化，從而在認知結(jié)構(gòu)中清晰地呈現(xiàn)出問題的主干，使復(fù)雜的問題表述簡明化，明確問題的始態(tài)(已知條件)、終態(tài)(要達到的目的)、始態(tài)與終態(tài)之間的障礙。

遺傳學是學生存在問題比較多，心理上也相當畏懼的內(nèi)容。當遇到遺傳問題時，首先要對遺傳問題及其附圖閱讀幾遍，先從整體到局部，再從局部到整體，即先對問題有一個大概的了解，然后再考察各個細節(jié)，最后，對問題建立起一幅比較清晰的圖像。通過一系列的活動，教師引導(dǎo)學生分析判斷遺傳問題中所描述的對象、現(xiàn)象、過程及其聯(lián)系，弄清問題中所涉及的量及其相關(guān)因素，全面系統(tǒng)地把握有關(guān)信息，在頭腦中形成該問題的整體的、動態(tài)的、形象的、清晰的圖景。這是有效的解決遺傳問題的基礎(chǔ)。

學生對問題的表征是否正確影響著整個問題解決的過程，所以教師可以通過強調(diào)問題的重要性、教給學生一定的注意策略和適當?shù)姆答伒却胧﹣泶龠M學生的選擇性注意，以利于學生正確表征問題。

第三階段：深入問題，探求方案。

在對生物問題有一個整體把握的基礎(chǔ)上，探索解決問題的有效方法和途徑，這是科學問題解決的關(guān)鍵。探求方案的主要過程就是利用抽象思維、形象思維、直覺思維等各種思維方法，充分調(diào)動大腦中的認知結(jié)構(gòu)，對問題的求解進行直覺的洞察、深入的分析和豐富的聯(lián)想。問題解決的過程是一個信息加工的過程，這些信息來自兩個方面：一個是來自問題本身，通過明確問題而在大腦中形成清晰的問題圖景；二是來自解題者的認知結(jié)構(gòu)，包括生物概念、生物規(guī)律、生物原則、生物方法、解決問題的技巧等，這些知識、方法、技巧等在大腦中發(fā)生相互聯(lián)結(jié)、相互作用，把同類知識和方法歸為一起，構(gòu)成一個一個的知識單元即“知識組塊”，形成一定的認知結(jié)構(gòu)。如果問題比較復(fù)雜，學生已有的認知結(jié)構(gòu)不能對其同化，這就需要教師對問題進行分解，將總體目標分解為幾個子目標，將研究對象分為若干部分，將研究過程分為若干階段，并分析各個部分及各個階段的特點。同時調(diào)動原有的認知結(jié)構(gòu)，對問題進行分類，確定它是哪一類問題，探求解決問題的方法和途徑。如果這樣還難以確定問題的類型，應(yīng)對問題進行轉(zhuǎn)化和變換，直到找出適當?shù)慕鉀Q方法為止。

第四階段：自主探究，問題解決。

自主探究是展開解題思路、構(gòu)思解題步驟、實施具體運算的過程，是解決生物問題的中心環(huán)節(jié)。對于具體的問題，用什么方法解決，要視具體情況而定。例如在學習了孟德爾的豌豆雜交試驗(二)以后，自由組合定律的實質(zhì)是什么?發(fā)生在細胞分裂的什么時期?在學生閱讀教材、討論的基礎(chǔ)上，教師播放哺乳動物精子形成過程的課件，學生可以清楚地看到在減數(shù)第一次分裂后期，隨著同源染色體移向兩極，等位基因隨之分離，同時由于非同源染色體的自由組合，位于非同源染色體上的非等位基因完成了自由組合，僅用5min就看完了減數(shù)分裂的全過程，學生很快知道了自由組合規(guī)律的實質(zhì)，發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期。筆者進一步追問：如果把“等位基因分離、非同源染色體上的非等位基因自由組合”改為“等位基因分離、非等位基因自由組合”是否正確?學生的思維馬上被激活，在教師的點撥下，借助圖形，學生知道了在同一條染色體上也存在非等位基因，一般不能發(fā)生自由組合，所以“非同源染色體”這幾個字不能省略。上述問題的圓滿解決既用了討論法，也有圖解法，還有多媒體輔助。問題多種多樣，方法千變?nèi)f化，教師可以根據(jù)問題的實際情況確定是獨立思考還是小組討論，是在課堂里完成還是放在課外完成。若這個問題本身容量不是很大，學生只需要經(jīng)過較短的時間的討論和研究就可以得到結(jié)果的就可以放在課內(nèi)解決，如果這個問題本身知識的跨度比較大，學生難以在短時間內(nèi)解決的也可以放在課外，讓學生們查閱資料、充分討論，最終解決問題。

第五階段：交流評價，結(jié)論反思。

解決問題并不是唯一的目的，它只是一個過程，學生將通過問題的解決獲得新的知識，同時也學會了該如何來分析問題和解決問題，此時教師需要做好學習的引導(dǎo)者，進一步促進學生進行探究和思考，發(fā)現(xiàn)學生在解決問題時的困難和障礙，并及時引導(dǎo)、分析、建議和幫助。通過小組交流或全班交流的方式，討論科學探究中所存在的問題、獲得的發(fā)現(xiàn)和改進建議，認真比較各人和各小組的探究和思維過程的優(yōu)缺點，使學生的思維更趨合理和嚴密。

現(xiàn)在的大部分高中學生不能有效地進行討論與反思。教師應(yīng)該指導(dǎo)學生討論反思，并使學生形成善于反思的習慣。

例如，在解決遺傳學計算題時，對習題的反思可從多方面人手。

①解題過程的反思：即解題過程中，自己是否很好地理解了題意?弄清了題干和設(shè)問之間的內(nèi)在聯(lián)系?較快地找到了解題的突破口?在解題過程中曾走過哪些彎路?犯過哪些錯誤?這些問題后來又是怎么改正的?

②解題方法、技能的反思：即解題所使用的方法、技能有沒有廣泛應(yīng)用的價值?其理論和實踐的論據(jù)是什么?如果適當改變題目的條件或結(jié)論，問題將會出現(xiàn)如何變化?有什么規(guī)律?解決這個問題還可用哪些基本方法等等。

③題目立意的反思：通過完成解題，題目的立意是否達到了要求?解決這個問題有什么實際意義?還有哪些問題有待進一步解決?

④對學習環(huán)節(jié)的反思：在學習過程中如預(yù)習、上課、作業(yè)訂正、復(fù)習等，是否存在問題。例如，上課已經(jīng)示范過的解題技能，為什么不能較熟練的應(yīng)用?曾經(jīng)解決過的某一類似問題，現(xiàn)在為何又難以完成?上次不能解決的問題為何現(xiàn)在還是不能夠解決?從中反映出自己的預(yù)習、聽課、作業(yè)訂正、復(fù)習等學習環(huán)節(jié)存在著哪些問題?如何設(shè)法改進?

《學記》中說：“學然后知不足，教然后知困。知不足，然后能自反也；知困，然后能自強也。”任何一個學生，不論其學習能力、起點如何，都有必要通過多種途徑對自己的學習進行反思。反思是認識過程中強化自我意識、進行自我監(jiān)控，自我調(diào)節(jié)的重要形式，經(jīng)常性的反思有助于問題解決能力的提高。

2“問題解決”教學實踐的體會

①觀念要轉(zhuǎn)變。“問題解決”教學是教師幫助學生學會自己思考，屬于開放性教學模式。因此，教師不應(yīng)該總是像教練一樣以正確的示范方式來解決問題，而要學會扮演不同角色，既是示范者、顧問，又是辯論會主席、對話人，學生才是解決問題和推廣問題的主體。

②要注重不同教學方法的整合。問題解決教法并不能包打天下，要注意與其他的方法和途徑結(jié)合起來。

③教學形式、教學手段要多樣化，要充分發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)的作用。

④問題解決教學耗時多、教學進度較慢，學生能力存在差異，容易引發(fā)學生的兩極分化。