通過問題驅動式探究教學來提高學生的生物核心素養

高贏 虞桂琴

【摘要】問題是探究的起點，如何探究并解決問題？運用“問題驅動式”教學模式，正是以問題為驅動，驅使學生參與問題的探究與解決，在這一過程中，提高了學生分析與解決問題的能力，從而提高學生的生物核心素養。

【關鍵詞】問題驅動 探究教學 生物核心素養

【中圖分類號】G633.91 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）31-0160-02

2018年新高考“6選3”模式將會在全國鋪展開來，高中生物新大綱著重強調的“發展學生生物核心素養”將為今后的高考命題指明方向。生物學核心素養由生命觀念、理性思維、科學探究和社會責任組成，自2003年頒布的《高中生物課程標準》以來，國家生物課程中心始終要求教師要把探究教學作為一種能夠有效培養學生生物科學素養的教學方法。科學探究主要是以問題為出發點，采用形式多樣的探究活動，從而讓學生獲得新知、提高能力、培養情感體驗為目的學習方式。科學探究的一般思維是：提出問題→解決問題→提出新問題，可見科學探究的本質是一個不斷提出問題、解決問題的過程。生物學中的科學探究是學生積極主動地獲得生物科學知識、領悟科學研究方法而進行的種種活動。問題是探究的起點，如何探究與解決問題？運用“問題驅動式”教學模式，正是以問題為驅動，驅使學生參與問題的探究與解決，在這一過程中，提高了學生分析與解決問題的能力，提高課堂教學效率。

問題驅動式教學是指根據教學內容和目標，將教學內容劃分為若干不同層次和類型的問題或任務，引導學生主動發現、積極探究、解決問題，從而深層次地理解并掌握基本的知識，實現能力到人格的整體發展。

問題驅動式教學的實施策略：

一、提出問題

愛因斯坦曾說過“提出一個問題往往比解決一個問題更重要，因為解決一個問題也許僅僅是一個數學上或實驗上的技能而已，而提出新的問題，新的可能，從新的角度去看舊的問題，卻需要創造性的想象力，而且標志著科學的真正進步。”在問題驅動式教學中，提出問題和解決問題一樣，應當被視為問題驅動式教學的重要組成部分。科學探究中，問題的來源有三個途徑：一是來自自己已有的經驗與來自實際觀察的矛盾，二是來自理論本身存在邏輯矛盾，三是來自不同理論的爭論。對中學生來說，問題主要來自已有的經驗與真實觀察到的現象的矛盾。生物新課程標準所強調的通過觀察或從現實生活中提出問題，這里所說的觀察主要是對生物學課程學習中所作的觀察。現實生活是指學生的生活經驗，也就是日常生活中所做的觀察。因此，引導學生通過觀察來發現問題、提出問題是生物學中提出問題的最有效手段。

科學探究主張學生應學會提出與生物學相關的問題，學會提出可以探究的問題，即真實問題和具體問題。而且應當注意，提出的問題值得探究，有的問題過于簡單，不能引發探究，屬于沒有探究價值的問題。例如人教版高中生物必修一中關于“探究植物細胞的吸水和失水”實驗中，有的同學提出問題“植物細胞會出現失水的情況嗎？”，顯然這個問題沒有探究的意義，因為日常生活中植物失水的現象屢見不鮮，如放鹽后蘿卜會有水分滲出。如果引導學生透過現象去看本質，“植物細胞在什么情況下會失水？”，“是否跟哺乳動物紅細胞失水一樣？”，“原生質層相當于一層半透膜嗎？”，通過討論讓學生明白探究的目的，從而選擇具有探究價值的問題。

二、分析問題，作出假設

學生明確探究問題以后，學生應當對問題進行分析。為了更好理清探究的思路，首先要搜集與問題相關的資料，可以回憶和梳理自己已經掌握的與研究該問題有關的知識，可以查閱課本，可以利用網絡，可以從圖書館借閱相關資料。在這里，搜集資料的能力對于解決問題來說很重要，特別是對于具有創造性且學生比較陌生的問題。資料收集完后，就要對信息進行組織和整合，有利于解決問題中的信息提取。把獲取的信息和已有知識通過線索聯系起來，然后提出可以解決問題的途徑以及假設。

作出假設是指根據已有的知識和生活經驗，對提出的問題所作的一種推斷和解釋。作出假設是探究教學中一個重要環節，在提出假設的整個過程中，學生始終在對問題進行分析和了解。不管假設最后是被證實還是被否定，都具有推動認識發展的作用。特別要注意的是，假設不是胡說，而且要有科學根據。合理的假設與學生知識經驗的多少，思維能力的高低有著極為密切的關系。教師要善于根據學生的認知水平引導學生作出合理的假設。例如，關于“原生質層相當于一層半透膜嗎？”的問題，有的學生說：“我作出的假設有兩種，一種相當于，一種不相當于。”如果這樣的話，假設就形同虛設了。有的學生說：“我作出假設是原生質層不相于一層半透膜？”顯然這一假設是沒有根據自己前面已掌握的科學知識而作出來的，因為植物的細胞膜和液泡膜都是生物膜，而原生質層是指細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質，生物膜是具有半透性的。當然，就算所作的假設是有依據的，也只是一種推測，還需要檢驗證實。

三、解決問題

解決問題的本質其實就是合理地選擇和運用策略。在解決問題過程中，常用的策略有：

1.觀察法 科學觀察的最基本要求是客觀地反應可觀察的事物，并且是可以檢驗的、可重復的。只有可重復、可檢驗的觀察結果，才是可靠的。另外，科學觀察不同于一般的觀察，觀察里要全面、細致、實事求是以及及時記錄。觀察過程中，要積極思考，還需要與其他同學交流與討論。例如，“原生質層相當于一層半透膜嗎？”要解決這一問題，用的就是觀察法。

2.實驗法 有些問題的解決，光靠觀察是不夠的，還要通過實驗來解決。在人為干預、控制所研究對象的條件下進行的觀察就是實驗。中學生物實驗，通常是指在實驗室用實驗儀器進行的各種探究活動。學生通過親自動手做實驗、分析實驗、總結實驗結果，看假說是否成立，從而解決問題。高中生物，大部分的探究問題，都是通過實驗法來解決的。

3.模型法 模型是人們為了某種特定目的而對認識對象所作的一種簡化的概括性的描述，可以定性，也可以定量。高中生物中，構建模型是解決問題的最有效途徑之一。如果學生選擇模型來解決問題，首先要合理安排學生構建模型的時間，一節課只有45分鐘，學生既要動手操作，又要完成知識構建，時間緊張，教師可以在課前將任務布置下去。另外，針對不同的問題，選擇合適模型很關鍵，模型包括物理模型、概念模型、數學模型等。例如在解決“人體如何進行血糖調節？“這一問題時，可以先構建物理模型，甲同學將2張糖卡放到桌子上，模擬吃飯后的反應，乙同學懂得出示 “胰島素卡”，而后丙同學將2張“糖卡”由正面翻到背面。但在“模擬運動時的反應”時，甲從桌子上拿走一張正面朝上的“糖卡”后，不少學生卻出現了仍舊出示“胰島素卡”，把桌面上的一張“糖卡”由正面翻到背面的錯誤，學生親歷了錯誤的過程，對血糖的平衡與胰島素、胰高血糖素的關系有了形象的認識，化抽象為具體，在此基礎上構建出正常情況下血糖的來源和去路概念模型和血糖調節的概念模型。

4.調查法 調查法的一般程序：選擇調查對象→制訂合理的調查方案→獲取信息、分析整理信息→成果展示→交流與討論。調查法要注意的幾個問題：首先是選擇調查對象，一般情況下對調查對象的選擇抽樣調查，即選取一部分對象進行調查，并以樣本的結果來代表對象全體的情況。其次是選擇調查手段，調查手段應當根據調查的具體內容采用不同方法，采樣、訪問、觀察、問卷、測驗、座談、查閱資料等均是常用的調查手段。最后是整理信息，獲得結果，調查過程中要如實記錄，對調查的結果要整理和分析，必要時還要用數學方法進行統計。

四、反饋總結

反饋總結果是問題驅動式教學中的結論形成階段。在這里，如果作出的假設被驗證為正確的，則形成結論。另外，可以把這一研究過程形成范例，用以指導以后其它問題的解決。如果通過檢驗，其問題解決的過程是不正確或不是完全正確，那么再重新進入問題解決的步驟，這樣讓學生獨立去解決，讓學生自己學會檢驗和評價自己的研究過程。當然，在學生進行這些檢驗和評價的過程中，教師要起到一個指導作用，及時引導學生發現在探究過程中錯誤出現的原因，能夠及時地去解決出現的問題，并找出新的問題情境，提出新的問題。同時學生在獲得知識和規律性認識后，教師應及時設置有一定層次的針對性的訓練題目，指導學生使知識得到遷移并內化，用以解決實際問題，達到對知識加深理解和鞏固的目的。

參考文獻：

[1]劉東杰.高中生物學探究技能中核心素養的培養[J].生物學教學，2016.

[2]陳國.運用“問題解決”模式優化生物課堂教學[J].中學生物教學，2012.

[3]馮梅春.高中生物教學中問題解決教學模式的應用策略[J].中學教學參考， 2009.

作者簡介：

高贏，湖北省襄陽五中生物教師。

虞桂琴，湖北省襄陽五中生物教師。