應用“問題解決法”解學生之惑

黃惠濤

問題是創造的先導，是思維的起點，具有問題意識是人創新的前提和基礎。培養學生解決問題的能力幾乎是我國各科課程標準都明確提出的教學目標。因此，在生物學教學中，教師應當努力培養學生的問題意識，訓練學生解決問題的方法。

1 概念界定

1.1 問題解決法

“問題解決法”是一種融合教學方法與學習方法于一體的綜合方法。即以解決問題為主要條件，利用一切推斷原理和各種方法策略進行解決問題的一種方法，在此之中提高學生的思維能力和學習能力，讓學生的知識體系進一步的得到構建，培養學生的創新能力和創造能力。Jackson把問題解決法廣義地定義為在設問狀態與解答狀態的溝谷間架設橋梁。

1.2 “問題串”教學法

“問題串”教學法是圍繞著探究目標，通過設置一系列有針對性的問題引導學生反應，教師在識別學生反應的基礎上，采取有效指導，促進學生不斷達成探究目標的一種有效方法。

可見，“問題串”教學法側重于教師的問題設計和引導，以問題的主線貫穿課堂；而問題解決法則側重于問題的來源與解決，強調師生、生生的合作和自我探究。“問題串”可以作為“問題解決法”的一種手段和基礎，“問題解決”是“問題串”的延伸和拓展。

2 問題的來源

通常情況下，問題常常由教師提出，以便于達成教師認定的教學目標。這樣雖然從表面上達到課標的要求，但卻忽視了學生的內心需求和個性理解特征。問題解決法的問題有三個來源：① 根據課標要求編寫的教材所提出的問題。這往往在旁欄思考、相關資料或課后練習中涉及，是學生必須解決的問題，也是大多數教師必然關注的問題。② 教師根據教學目標和課堂流程適時提出的問題。這類問題往往作為教師重點關注的問題，以期引導學生順應課堂教學思路，達成課堂教學目標。這種情況下，學生的思維基本上處于教師的控制之中，學生也常常處于被追問的狀態。③ 學生根據自身對教材內容的理解所提出的問題。這類問題可能天馬行空，可能低級可笑，也可能是教師并不關注的問題，但這些問題恰恰是學生內心的困惑，是不解決不得心安的障礙。

3 問題解決的策略

3.1 根據現狀，啟發學習者提出問題

這里的“現狀”是指學生面臨的教材、教師創設的情境、師生操作的實驗、學生的生活實際、生物科學史實等。面對這些素材，不同的學生會有不同的問題。教師要求學生以書面的形式整理出問題，由課代表進行統整，反饋給教師。例如，在學習“基因指導蛋白質合成”一節內容時，學生通過預習，提出了如下問題：

（1） DNA有兩條鏈，每條鏈都是模板鏈嗎？

（2） RNA聚合酶也是蛋白質，它是怎么產生的？

（3） mRNA轉錄過程中與DNA間堿基結合又釋放是為了什么？

（4） 轉錄時只需要RNA聚合酶這一種酶參與嗎？

（5） rRNA的作用是什么？

（6） RNA是新合成的，那如果原有RNA的話，與之有關嗎？

（7） 所有生物體內都含有RNA嗎？

（8） tRNA只需兩端發揮作用，為何會折疊成葉形？

（9） 核糖體與RNA的關系是什么？

（10） A、U、G、C怎么互補配對？

（11） tRNA上的堿基與mRNA上的密碼子如何配對？

（12） 密碼子表中的起始和終止是什么意思？

（13） 合成蛋白質的“生產線”和“工人”分別是指什么？

（14） 核糖體讀取mRNA的密碼子時，為什么還要到tRNA上去（已結合了氨基酸）？

（15） 若提供一段mRNA堿基序列AGCAUGCGUUAA，是AGC、AUG、CGU、UAA對應尋找，還是AGC、GCA、CAU……對應尋找？

（16） RNA上堿基序列與蛋白質氨基酸順序有聯系嗎？

（17） 形成的多肽鏈是否為蛋白質？

（18） 轉錄與蛋白質的合成有關系嗎？有先后順序嗎？

（19） DNA中堿基數量與蛋白質中氨基酸數量之間存在什么關系？

（20） 原核生物也是這樣進行蛋白質合成的嗎？

教學目標始終是課堂教學的方向指引，對學生提出的問題，教師應當以此為依據進行統整歸類，并對提問學生作出相應的判斷，以使課堂教學時引導更準確。

上述案例中，問題5、6超過了目標要求，不需要學生掌握，教師可以課后單獨與提問學生交流，助其解惑，并要求學生首先關注學習目標的要求，在達成的基礎上再深入思考。問題7也與本課主題無關，但是涉及到學生對遺傳物質的認識，體現了學生先前知識基礎的薄弱，教師應在課前單獨給予解答，以鞏固所學知識。問題15、19屬于應用層次，是解題中常出現的難點問題，課堂教學時應作重點剖析。問題18、20具有相關性，且是對教材內容的補充，說明提問者在思維層面上了一個臺階，可在本課最后作為提升思維進行深入學習。其他問題屬于一般知識，在學習過程中，通過分析梳理，圖形認識與比較可以輕松解決。

3.2 問題解決的策略

授課過程中，關注學生所提出的問題，在理清知識的基礎上，教師應當有策略地解決學生所提問題，在解惑的基礎上培養學生的創新精神和合作能力。

3.2.1 自我理解與合作解決

通過對教材內容的梳理、分析，學習者預習一般性問題時的困惑能夠及時得到解決。如上述案例中的問題1、2、3、8、10、11、12、13、16、17等。而問題15則需要學生互相討論，明確首先確定起始密碼子位置，然后才可以每3個堿基作為一個密碼子整體順應尋找。

3.2.2 通過比較解決問題

在學習“DNA重組技術的基本工具”時，有學生提出：DNA連接酶與DNA聚合酶都有形成磷酸二酯鍵的作用，那兩者有何區別？筆者展示了DNA復制時的過程圖，讓學生與重組質粒的形成圖相比較，學生自己發現：DNA聚合酶發揮作用需要模板鏈，需要引物，它是把游離的脫氧核苷酸一個個地連接起來形成片段；而DNA連接酶可以直接連接兩個DNA片段，不需要模板和引物。

3.2.3 通過活動解決問題

對很多生物學概念的理解，教師的講述和討論難以湊效，可以通過活動體驗讓學生有更多的感悟。例如學習“DNA重組技術的基本工具”時，有學生提出：① 基因工程中對目的基因和運載體的切割是否只能使用同一種限制酶？② 限制酶是如何識別和剪切DNA序列的？③ 目的基因插在哪兒都可以嗎？這類問題看上去可以講清，實際上學生還是在云里霧里。筆者設計了相關的活動，改編了教材中“重組DNA分子的模擬操作”，重新設計了運載體和目的基因的堿基序列，提供了可以切成相同黏性末端的兩種限制酶，結果在活動中學生花樣百出。教師要求通過找錯誤，分析討論，進一步明確了學生對回文序列的認識，確定限制酶的切割位點，明確不能破壞運載體的復制原點、標記基因等核心部位，必須防止切割部分的自身環化等，所以應當根據需要選擇相應的限制酶。

3.2.4 補充背景資料解決問題

教材對生物學史高度濃縮，不可能面面俱到，也恰恰是因為這樣，給學生產生了更多想象的空間或思維的難點。例如，在學習“孟德爾的雜交實驗”時，學生問了幾個看似無聊的問題：① 孟德爾為什么會想到用豌豆做實驗？② 孟德爾關于一對相對性狀的遺傳現象作出了4點假說，這是如何產生的？③ 孟德爾為什么會想到用“假說-演繹法”來解決生物學問題？④ 達爾文的自然選擇學說中物種多樣性與融合遺傳的思想相悖，急需科學的理論支撐，孟德爾發現了自由組合定律為什么沒有幫助他？……特別是問題②，很多教師也不明所以，常一筆帶過，直接呈現出孟德爾的4點假說，又或者以孟德爾特別聰明打個哈哈，事實上，這都是有原因的。這些解釋自然不能讓學生釋疑，更不利于學生思維和興趣的培養。筆者在教學中，補充了孟德爾時代的科學背景：大量科學家在從事雜交實驗，期望找到育種的新品種，用豌豆作實驗，已有奈特發現了性狀分離的現象，只是他沒有從數學的角度進行深入分析，而與之錯過。補充了孟德爾的求學經歷：他大學期間主攻數學和古典哲學，因而，笛卡爾關于“假說-演繹法”的哲學思想雛形為孟德爾的成功打開了一扇窗；進入維也納大學之后，他又師從著名的數學家依汀豪生，打下了深厚的數學功底，這使得他在研究過程中，具有強烈的數學思想和方法。補充了孟德爾一生工作的身份：他作為修道院的院長，在神學和科學之間存在著矛盾，所以他僅僅是在論文中指出通過自由組合的方式，后代可以出現多種多樣的表現型，這似乎是一種暗示，也有不得已的苦衷吧。

3.2.5 通過實驗解決問題

生物學就是一門以實驗為基礎的科學。學生的問題常常可以通過實驗去探究，去發現新的結果并提出新的問題，這才是創新的良性循環。如在學習“染色體變異”時，有學生提出：秋水仙素既能引起基因突變，又能引起染色體變異，這與秋水仙素的濃度有關，還是與作用時間有關？這個問題給了實驗很好的契機。筆者鼓勵學生分組實驗，先設計實驗方案，因為基因突變難以觀察，建議學生不妨細化實驗目的，如：不同濃度的秋水仙素對染色體變異的影響。通過顯微觀察，比較實驗結果，撰寫實驗論文。類似的例子很多，如觀察質壁分離現象時，為什么要用洋蔥外表皮？酵母細胞的固定化形成的凝膠珠與酵母菌的活性有關嗎？……生物學教師應當引導學生更多地走進實驗室，提升科學素養，啟迪創新思維。