生物科學史中的問題化學習

金交通

摘 要： 生物科學史教學在目前高中生物課堂中往往是史實介紹有余、思維訓練不足，達不到課程標準對科學史的學習目標要求。問題化學習助于解決這一難題。

關鍵詞： 生物科學史教學 問題化學習 探究能力

生物科學史在很大程度上就是實驗探究史，其中多數實驗在高中課堂上是無法體驗和再現的。學生對于平鋪直敘的實驗史實不可能感興趣，也不能拓展學生的思維和提高實驗探究能力。如果將生物科學史的學習問題化，讓科學家的思維滲透在問題中，學生就可以在嘗試解決問題的過程中體驗科學家探究之路，從而提升思維品質和探究能力。

1.學習目標問題化

生物科學史教學的目標是讓學生了解知識發現的過程，體會科學家的思維方式和科學研究方法。如果將這些學習目標以告知的方式簡單地呈現給學生，學生會認為這些東西離自己太遙遠，而且面對已知結論的科學探究，學生不會激起探究的欲望。如果我們將這些學習目標隱性化、問題化，將其轉變成學生身邊的問題，甚至是學生自己發現、提出的問題，從而激發學生嘗試解決問題的欲望，變被動接受為主動探索，學習目標便會水到渠成。

課例：植物生長素的發現

高中生物教材中科學史的學習目標大同小異，主要是讓學生了解科學家的實驗設計思路，體會實驗設計的嚴謹性和科學性。將學習目標問題化后，可以將學生學習科學史轉變成設計科學實驗，這樣，學生就由被動的學習者轉變成科學發現的參與者和創造者，學習積極性自然大不相同。同時在參與和設計實驗的過程中又會發現新的問題，學生的思維將得到充分發展和提升，學習目標也將上升到更高的層次。

2.學習過程問題化

生物科學史的學習過程是一種比較特殊的學習體驗，由于條件所限，在課堂上進行完整的全程探究活動較難做到。因此，在生物科學史教學中的探究性學習更多的是思想實驗。在思想探究中簡單的對話式或呈現式教學，對學生缺乏有效的刺激，教學效果不佳。這就要求學生將生物科學史學習過程轉化成以一條核心問題為主線，并圍繞核心問題自我構建一系列的問題系統，并通過小組合作形式解決這些問題，最終形成完整的科學發展脈絡。要讓學生建立起這樣的問題系統，可以從以下幾個方面嘗試。

2.1角色扮演策略

每一個科學知識的發現，放在其學科歷史脈絡中都有其特有的時代性，學生只有站在當時科學家的角度才可能發現有價值的問題，才可能體會當時科學家的思維方式。所以鼓勵學生進行角色扮演，使學生提出有價值探究問題的有效策略。

如遺傳基本規律發現過程中，可以進行如下教學片斷設計。

師：讓我們將目光聚焦到160多年前那個在學術界雜交試驗盛行的年代里，如果你就是當時年輕的孟德爾，現在有一堆雜交試驗的結果擺在你的面前，你會有什么樣的苦惱，你又想知道哪些問題？

生：為什么子一代只有一種性狀？為什么子二代又有兩種性狀？為什么子二代的性狀比總是接近3：1……

師：以你現有的知識理論可以解決這些問題嗎？

生：不能。

師：不錯。當年的孟德爾就和你們現在一樣，面對這么多的問題無從下手，因為沒有任何現成的理論可以解決他產生的疑問。那么你現在能提出解決辦法嗎？

（學生隨后討論并嘗試解決問題的辦法。）

通過這一角色扮演后，學生將自己放在研究者的角色上，以研究者的身份思考問題、解決問題，真切體會到科學研究的艱辛與不易，才能真正走進科學家的思維世界，提升自己的思維品質。

2.2實驗改進策略

從生物學科的歷史發展脈絡看，每一位科學家的實驗設計都會受到當時科學發展水平的限制，一些實驗設計會存在不足和缺陷，而這恰好是激發學生問題意識、構建問題系統的最好資源。

如促胰液素發現中，沃泰默限于當時權威主流認知的影響，并沒有對實驗結果進行大膽分析，也沒有設計更合理的實驗以進一步研究遇到的問題，而是歸結為實驗操作中的不可抗拒因素。教師此時可以不展示斯他林和貝利斯的實驗，而是利用這一契機引導學生構建新的問題系統：沃泰默實驗的關鍵問題出在什么地方？如何徹底排除神經系統的干擾？如何設計對照實驗，讓實驗更有說服力？學生將這些實驗思路問題化以后提出自己的改進措施進行新的研究。最后在交流評價的基礎上，教師再展示斯他林和貝利斯的經典實驗，與學生的實驗設計進行對比，提升學生的成就感和探究知識的熱愛。

2.3自我反思追問策略

在生物科學史學習過程中，自我反思追問策略是構建問題化學習方式的較高階段。該策略更多的是在解決某一問題以后，引導學生回顧自己的思考歷程，從而獲得這種思考歷程的經驗提升。在教學中，教師可以引導學生學會追問自己：就這一內容我是如何發現問題的？我發現了哪些問題？對于這些問題我是從哪些角度思考的？我又是采用什么方法解決的？我解決問題的方法與其他同學的不同之處在哪？有沒有更好的解決辦法……自我反思和追問不僅僅是一種構建問題系統的策略，更是一種良好的學習習慣。在反思與追問中，學生往往能發現新的、有價值的問題，從而開展新一輪探索。

3.問題化學習的關鍵與注意事項

基于問題化學習的生物科學史教學關鍵是師生根據情境創設以問題主線為核心的問題系統。教師在實施的過程中應注意以下幾點：①教師應放下包袱，實現思想和教學方式的雙重轉變，要讓學生真正提出自己的問題；②讓學生提出問題不是天馬行空，而是圍繞課題基礎問題展開，同時教師和學生要對學生提出的問題進行一定的篩選，確定問題的主線；③問題化學習的主體是學生，只有真正投入問題的發現和探究中才能提升學生的實驗探究能力和思維能力，教師在這個過程中應是引導者和領航者。

參考文獻：

[1]王天蓉，徐誼，馮吉，唐秋明，張治.問題化學習教師行動手冊（第二版）.上海：華東師范大學出版社，2015.

[2]李能國.課型范式與實施策略中學生物學.南京：江蘇教育出版社，2012：75-79.